Высокопроизводительные компьютеры для роботизированного контроля подстанций

Модернизация процедуры проверки электростанций

Готовые решения и реализованные проекты с использованием IOT-технологий >> Автоматизация в энергетике

Высокопроизводительные  компьютеры для роботизированного контроля подстанций

Электрические подстанции являются важным звеном передачи электроэнергии от электростанции к потребителям. Поэтому регулярные проверки подстанций крайне необходимы для определения потенциальных угроз безопасности и предотвращения сбоев электропитания.

В прошлом эти проверки проводились в основном инспекторами. Однако была высока вероятность ошибок из-за большой рабочей нагрузки инспекции, а также из-за потенциально тяжелых и сложных условий работы на удаленных подстанциях. Таким образом, в последние годы для регулярных инспекций стали чаще использовать инспекционных роботов, особенно для подстанций, которые имеют минимальный персонал.

Основные операции типичного инспекционного робота подстанции:

 - Рабочие инструкции передаются по беспроводной связи от центра управления к роботу, который затем выполняет их по заданному маршруту.

 - Робот снимает изображения с высоким разрешением по маршруту, измеряет температуру с помощью инфракрасного термометра, а затем передает данные обратно в центр управления. При обнаружении отклонения от нормы робот-инспектор оповещает соответствующий персонал с помощью сигнала тревоги.

- После выполнения назначенной инспекционной задачи робот возвращается в комнату перезарядки или переходит в режим ожидания до следующих инструкций.

Для точного выполнения этих задач инспекционным роботам требуются дополнительные функциональные возможности и аппаратные устройства, которые нуждаются в мощном встроенном компьютере для функционирования в качестве центра управления.

UNO-2483G и UNO-2272G от Advantech - это высокопроизводительные встраиваемые компьютеры без вентиляторов, способные выполнять масштабные и сложные вычислительные задачи. Их компактная, оптимизированная конструкция выдерживает экстремальные условия окружающей среды и подходит для установки в ограниченном пространстве. Благодаря наличию нескольких интерфейсов ввода / вывода и технологии iDoor, UNO-2483G и UNO-2272G поддерживают гибкое расширение и интеграцию с различными аппаратными устройствами в соответствии с конкретными приложениями. Кроме того, благодаря специальной поддержке исследовательской группы Advantech, системные интеграторы могут быстро разрабатывать роботов для выполнения инспекционных задач.

Требования к проекту

Заказчиком этого проекта была высокотехнологичная компания, которая занималась разработкой программного и аппаратного обеспечения и системной интеграцией для электроэнергетики. Компания постоянно применяет новые ИТ-технологии для интеллектуальных энергосистем, распределения и управления электропитанием, передачи электроэнергии, управления подстанциями и других смежных приложений. Основываясь на своих новаторских исследованиях и успешных решениях, компания приобрела положительную репутацию и признание потребителей. В последние годы компания начала разработку роботов для приложений дистанционного мониторинга подстанций, чтобы поддержать или устранить потребность в инспекционном персонале. Поскольку для изготовления инспекционных роботов требуется несколько аппаратных устройств, для управления такими роботами были необходимы высокофункциональные и надежные встроенные компьютеры.

На подстациях от роботов требовалось выполнение разнообразных функций, поэтому компания-клиент разработала два вида инспекционных роботов: стандартную и упрощенную модель, которые отличаются по внешнему виду, размеру и функциональности. Исходя из потребностей компании, встроенные управляющие компьютеры должны были отвечать следующим условиям:

  • Компактное, легкое устройство, которое поместится в ограниченное внутреннее пространство робота
  • Мощный процессор Intel®, способный выполнять высокоскоростную обработку большого объема информации
  • Несколько интерфейсов ввода / вывода для интеграции различных аппаратных устройств
  • Возможность расширения и добавления новых функций

Описание системы

Встраиваемые промышленные компьютеры Advantech UNO-2483G и UNO-2272G без вентилятора служат в качестве "мозгового центра" роботов. Эти системы могут быть легко подключены к точкам беспроводного доступа. Модули GPS, CCD-камеры, инфракрасные термометры, цифровые сигнальные процессоры и т. д. могут быть подключены через несколько интерфейсов ввода/вывода. Установленные в роботах компьютеры Advantech UNO способны с высокой скоростью обрабатывать изображения, видео, электронные карты и данные GPS-позиционирования. Эти возможности позволяют роботам-инспекторам подстанции выполнять различные задачи, такие как получение инструкций, проведение инспекций, захват изображений и данных, загрузка изображений, отправка уведомлений о предупреждениях и автоматический возврат к начальной точке после выполнения задачи.

Для этого проекта стандартный робот для проверки подстанции был оснащен UNO-2483G. Компактность (252 x 149 x 62 мм) позволяет легко установить его в ограниченное внутреннее пространство, а малый вес (1,6 кг) уменьшает износ колес робота. Кроме того, UNO-2483G оснащен процессором Intel® Core™ i7, способным выполнять высокоскоростную обработку больших объемов данных. Таким образом, могут быть легко выполнены сложные вычислительные задачи, включающие изображения и видео.

В тоже время, упрощенный инспекционный робот подстанции был оснащен компактным компьютером UNO-2272G. Эта небольшая (157 x 88 x 50 мм) и легкая (0,8 кг) система и четырехъядерный процессор Intel® Celeron® J1900 обеспечивают высокопроизводительные вычисления для сложных задач.

Оба компьютера UNO не имеют вентиляторов, оснащены твердотельным накопителем, поддерживают широкую рабочую температуру (-20 ~ 60° C) и прошли испытания на стойкость к вибрации и ударам IEC для обеспечения надежной работы.

Также оба компьютера предоставляют различные интерфейсы ввода / вывода для широкого спектра промышленных применений, включая последовательные порты, порты Ethernet, USB DisplayPort, порты для звука. А технология iDoor от Advantech предлагает гибкое расширение системной интеграции, которое преодолевает фиксированные характеристики встроенных компьютеров. Это позволяет встраивать разнообразные модули и добавлять дополнительные функции в соответствии с требованиями их приложений.

Реализация проекта

UNO-2483G: Компьютер для автоматизации с процессором Intel® Core™ i7, 4 x GbE, 4 x USB, 2 x RS-232, 2 x RS-422/485, 1 x VGA, 1 x HDMI, 1 x линейный вход аудио и 1 x аудиовыход

UNO-2272G: Компактный компьютер для автоматизации с процессором Intel® Atom™, 1 x GbE, 3 x USB, 1 x COM, 1 x VGA / HDMI и 1 x линейный аудиовыход

Системная диаграмма

Заключение

В современном обществе, зависимом от электроэнергии, поддержание стабильного энергоснабжения на подстанциях имеет жизненно важное значение, поскольку оно играет существенную роль в повседневной жизни и экономическом развитии. Соответственно, если персонал электростанций получает отчеты в режиме реального времени и заблаговременные оповещения - сокращается объем технического обслуживания и повышается эффективность, а потребность в роботах для проверки подстанций значительно возростает. Тем не менее, может ли робот-инспектор подстанции точно следовать инструкциям и зависит ли выполнение проверки исключительно от производительности встроенного компьютера?

Серия встраиваемых компьютеров Advantech UNO-2000  - качественное и экономичное решение для приложений управления. Они удовлетворяют критериям размера, производительности, долговечности, стабильности и гибкости, которые требуются для установки в роботах контроля подстанции. И что еще более важно, Advantech использует свой многолетний опыт разработки, чтобы помочь системным интеграторам в создании новых продуктов для автоматического контроля подстанции.

Оборудование, которое можно использовать для реализации решения

Компактный встраиваемый промышленный компьютер Advantech UNO-2272G со сменными модулями iDoor

Компьютер UNO-2272G

Компактный промышленный компьютер UNO-2272G на Intel® Atom™ N2800 без вентилятора с 2ГБ ОЗУ и технологией iDoor

Промышленный компьютер Advantech UNO-2483G на Intel® Core™ 4-го поколения с технологией iDoor и рабочим диапазоном -40 ~ 70°C

Компьютер UNO-2483G

Промышленный компьютер Advantech UNO-2483G на Core™ 4-го поколения с 4ГБ ОЗУ, iDoor и работой от -40°C до 70°C