Високопродуктивні комп'ютери для роботизованого контролю підстанцій

Велике навантаження на інспекторів електростанцій змусило керівництво переглянути систему перевірок

Готові рішення та реалізовані проекти з використанням IOT-технологій >> Автоматизація в енергетиці

Високопродуктивні комп'ютери для роботизованого контролю підстанцій

Електричні підстанції мають вагоме значення для передачі електроенергії між електростанцією та користувачами. Тому перевірки повинні проводитися регулярно, аби своєчасно ідентифікувати потенційні загрози безпеки та попередити сбої живлення.

В минулому ці перевірки проводилися переважно інспекторами. Проте була висока ймовірність помилок череж велике робоче  навантаження на інспекторів, а також через потенційно важкі умови праці на віддалених підстанціях. Таким  чином, в останні роки  для регулярних інспекцій частіше стали використовувати інспекційних роботів, особливо для підстанцій які мають мінімальну кількість персоналу.

Основні операції типового інспекційного робота наступні: по-перше, інструкції по контролю передаються по бездротовому зв'язку  від центру керування до робота, який потім виконує інструкції за заданим маршрутом. Робот знімає зображення з високим розрізненням  згудно маршруту, вимірює температуру за допомогою інфрачервоного термометру, а потім передає дані у зворотньому напрямку - до центру керування. При виявленні відхиленнь від норми робот-інспектор повідомляє відповідний персонал за допомогою сигналу тривоги  та оповіщення. Після виконання призначеної інспекційної задачі робот повертається в кімнату перезарядки чи переходить у режим очікування до наступних інструкцій. Для точного виконання цих задач інспекційні роботи потребують додаткових функціональних можливостей та апаратних пристроєв, які потребують міцьного вбудованого комп'ютера в якості центру керування.

UNO-2483G і UNO-2272G від Advantech - це високопродуктивні вбудовані комп'ютери без вентиляторів,  що здатні виконувати масштабні та важкі обчислювальні задачі. Їх компактна, оптимізована конструкція витримує екстремальні умови навколишнього середовища і підходить для встановлення в обмеженому просторі.  Завдяки наявності декілької інтерфейсів вводу / виводу та технології iDoor, UNO-2483G та UNO-2272G подтримують гнучке розширення та інтеграцію з різними апаратними пристроями у відповідності з конкретними додатками. Крім цього,  завдяки спеціальній підтримці  дослідницькій групі Advantech, системні інтегратори можуть швидко розробляти  інспекційних роботів для виконання задач.

Системні вимоги

Замовником цього проекту була високотехнологічна компанія, що займалась розробкою програмного та апаратного забезпечення та системної інтеграції для електроенергетики. Компанія постійно використвує нові послуги в галузі розробок інформаційних технологій і системної інтеграції, а також використовує новітні ІТ-технології для інтелектуальних енергосистем, розподілення та керування електричним живленням, передачі електроенергії, управління підстанціями та інших суміжних додатків. Грунтуючись на своїх новаторських дослідженнях  та успішних рішеннях, компанія здобула доволі позитивну репутацію і була  визнана користувачами. В останні роки компанія почала розробку роботів на підстанціях для додатків дистанційного моніторингу,  щоб підтримати та усунути потребу в інспекційному персоналі.  Оскільки для виготовлення інспекційних роботів потрібні декілька апаратних пристроїв, існувала потреба у високофункціональних та надійних вбудованих комп'ютерах для керування інспекційними роботами.

Щоб задовольнити різні вимоги в галузі підстанції,  компанія-клієнт розробила стандарт та спрощену модель своїх інспекційних роботів; дві моделі відрізняються по зовнішньому вигляду, розміру та функціональності. В залежності від потреб компанії до використання, вбудовані керуючі комп'ютори повинні були відповідати наступним вимогам:

  • Компактний, легкий пристрій,  що легко поміщується в обмежений внутрішній простір робота
  • Високопродуктивний процесор  Intel®, здатний виконувати високошвидкісну обробку великого  обсягу інформації
  • Декілька інтерфейсів вводу / виводу для інтеграції різних апаратних пристроїв
  • Прості рішення для розширення і легкого додавання нових функцій

Опис системи

Вбудовані промислові комп'ютори Advantech UNO-2483G та UNO-2272G без вентилятора служать у якості компетентних контролерів роботів.  Ці системи можуть бути легко підключені до точок бездротового доступу. Модулі GPS, CCD-камери, інфрочервоні термометрі, цифрові сигнальні процесори і т. п. можуть бути підключені через декілька інтерфейсів вводу/выводу. Встановленні у роботах комп'ютори Advantech UNO здатні з високою швидкістю обробляти зображення, відео, електроні карти та дані GPS-позіционування. Ці можливості дозволяють роботам-інспекторам підстанції виконувати різні задачі таккі як отримання інструкцій , проведення інспекцій, захват зображення та даних, завантаження зображеннь , відправка повідомленнь про попередження та автоматичне повернення до початкової точки після виконання задачі.

Для цього проекту стандартний робот для перевірки підстанції був оснащений UNO-2483G. Оскільки система компактна (252 x 149 x 62 мм) і легка (1,6 кг), UNO-2483G легко поміщується в обмежений внутрішній простір роботу. Порівнянно невелика вага також знижує знос колес робота. Крім того, UNO-2483G оснащений процесором Intel® Core™ i7, здатним виконувати високошвидкісну  обробку великих обсягів даних. Таким чином,  можуть бути легко виконані важкі обчислювальні задачі, що включають зображення та відео.

Тим часом, спрощений інспекційний робот підстанції був оздоблений комп'ютером UNO-2272G разміром з доолню. Ця невелика (157 x 88 x 50 мм) і легка (0,8 кг) система та 4х-ядерний процесор Intel® Celeron® J1900 забезпечують  високопродуктивні обчислювання для складних завданнь.

Обидва комп'ютера UNO не мають вентиляторів, оснащені твірдотільним приводом, поідтримують широку робочу температуру (-20 ~ 60 ° C) та пройшли іспити на стікість до вібрації та ударів IEC для забезпечення надійної роботи. Крім цього, обидва комп'ютери  надають різні інтерфейси вводу-виводу для широкого спектру промислових використаннь, включаючи послідовні  порти, порти Ethernet, USB DisplayPort, порти для звуку.

Крім того, технологія iDoor від Advantech надає гнучке розширення системної інтеграції, яке долає фіксовані характеристики вбудованих комп'ютерів. Це дозволяє  користувачам інтергрувати різноманітні модулі для додавання  додаткових функцій у відповідності до потреб їх додатків.

Реалізація проекту

UNO-2483G: Комп'ютер для автоматизації з процесором 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 лінійний вхід аудіо и 1 x аудіо вихід

UNO-2272G: Комп'ютер для автоматизації розміром з долоню з процесором Intel® Atom™, 1 x GbE, 3 x USB, 1 x COM, 1 x VGA / HDMI та 1 x лінійний аудіовихід

Системна діаграма

Висновок

В сучасному суспільстві, яке значною мірою залежить від електроенергії, підтримання стабільного енергопостачання має життєво важливе значення, оскільки воно відіграє суттєву ролі в повсякденному житті та економічному розвитку. Відповідно, оскільки роботи дозволяють отримувати звіти в режимі реального часу, завчасні сповіщення, скорочують обсяги технічного обслуговування та підвищують ефективність, потреба в них  для перевірки підстанцій значно зросла. Тим не менш, чи може  робот-інспектор підстанції точно слідувати інструкціям, а виконання задач перевірки залежити виключно від продуктивності вбудованого комп'ютера?

Серія вбудованих комп'ютерів Advantech UNO-2000 пропонує економічне рішення для додатків керування.  Вони задовольняють критерім розміру, продуктивності, довготривалості, стабільності і гнучкості, які потрібні для встановлення в роботах контролю підстанції.  Що більш важливо,  Advantech може використовувати  свій багатолітній досвід  розробок , щоб допомогти системним інтеграторам в створенні нових продуктів для автоматичного контролю підстанції.

Обладнання, яке може бути використаним в цьому рішенні

Компактний вбудований промисловий комп'ютер Advantech UNO-2272G зі змінними модулями iDoor

Комп'ютер UNO-2272G

Компактний промисловий комп'ютер UNO-2272G на Intel® Atom™ N2800 без вентилятора з 2 ГБ ОЗУ і технологією iDoor

Промисловий комп’ютер Advantech UNO-2483G на Intel® Core ™ 4-го покоління з технологією iDoor і робочим діапазоном -40°~70° C

Комп’ютер UNO-2483G

Промисловий комп’ютер Advantech UNO-2483G на Core ™ 4-го покоління з 4 ГБ ОЗУ, iDoor і роботою від -40 ° C до 70 ° C