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O pacote E&E M2I SRP da Advantech é a solução nível Edge perfeita para integração de equipamentos elétricos pesados com a nuvem.

22/07/2020

Introdução

Conjuntos geradores de energia independentes não são apenas equipamentos essenciais como fontes de alimentação de reserva, mas são também uma importante fonte de energia para locais onde a demanda da rede tende a ser relativamente baixa. Para unidades reserva de geração de energia e de linha de frente, manutenção programada é chave para garantir que forneçam uma fonte de alimentação regular. Para superar as deficiências da inspeção tradicionalmente manual e do reparo de falhas de equipamentos elétricos pesados. O aumento da capacidade de rede pode fornecer uma oportunidade para desenvolver uma estratégia de manutenção preventiva mais abrangente e dinâmica, permitindo o monitoramento em tempo real do equipamento. Isso pode reduzir significativamente os custos de manutenção e, ao mesmo tempo, estender a vida útil do equipamento.

No entanto, como a conectividade de rede não era, compreensivelmente, uma consideração no projeto de equipamentos elétricos pesados ​​convencionais, atualizar o equipamento e integrá-lo a uma plataforma de nuvem pode exigir soluções de hardware e software adicionais. Isso pode, posteriormente, estender o período de implementação, em grande parte devido aos esforços voltados para resolver problemas de compatibilidade entre produtos feitos por diferentes fabricantes, e também pode aumentar a dificuldade de manutenção e gerenciamento do sistema futuro devido à complexidade da nova arquitetura.

O M2I SRP da Advantech é uma solução simples que supera esses problemas. Ele permite a fácil atualização de geradores de energia, dando-lhes capacidade de rede e sendo apenas necessário o uso de um gateway de comunicação industrial o ECU-1152, por exemplo. Ele também torna a integração com uma plataforma em nuvem perfeita com o WISE-EdgeLinkum software para conectividade e coleta de dados em diferentes padrões e protocolos que já acompanha o Hardware.  Assim, a solução não só simplifica a arquitetura do sistema, mas também acelera o estabelecimento de sistemas de gerenciamento remoto.

Requisitos de sistema

Um novo fornecedor de soluções de energia e sistema de energia na China tem a reputação de fornecer uma variedade de produtos inovadores para seus clientes nacionais e estrangeiros. Esses produtos são amplamente utilizados em vários campos, incluindo os setores industrial, de energia, ferroviário, de telecomunicações, marinho, químico, mineração, conservação de água, construção e agricultura. A empresa também é a maior fornecedora de turbinas a gás e geradores de combustível na região do Delta do Rio das Pérolas e no sul da China. Para gerenciar os produtos vendidos e alugados de forma mais eficiente, a empresa planeja introduzir um sistema que possa monitorar remotamente o status dos geradores de energia, para permitir o gerenciamento central de equipamentos elétricos pesados ​​em várias províncias. Espera-se também que isso facilite as operações de manutenção e reparo por meio do rastreamento de longo prazo da operação do equipamento, que deve reduzir custos desnecessários. Além disso, a empresa está buscando implementar uma estratégia de manutenção mais definitiva com base nas descobertas da análise de big data, a fim de estender a vida útil dos grupos geradores de energia e reduzir o tempo de inatividade do equipamento para manutenção.

A empresa decidiu introduzir um novo sistema para um grupo pecuário que aluga centenas de geradores a diesel. Para isso, a empresa espera adquirir uma solução de rede de equipamentos pronta para uso para agilizar a implantação do sistema. Além de poder receber dados de controladores de gerador a diesel, a solução deve ser capaz de se conectar perfeitamente a uma plataforma de nuvem de nível superior. Para conseguir isso, a solução precisa atender às seguintes condições:

  • Hardware compacto que possa ser instalado em um gabinete eletromecânico com espaço limitado;
  • Hardware capaz de operar em uma ampla gama de temperaturas, como em ambientes ao ar livre;
  • Portas seriais para conectar controladores de gerador a diesel e módulos GPS;
  • Suporte para várias opções de comunicação sem fio para atender a vários requisitos de conexão;
  • Suporte ao protocolo MQTT para monitoramento remoto;
  • Fornecimento de um mecanismo que garanta persistência dos dados em caso de desconexão da rede sem fio, falha do dispositivo ou outros problemas.

Descrição do sistema

O ECU-1152 da Advantech é um gateway de comunicação industrial equipado com o software de conversão de protocolo inteligente WISE-EdgeLink, que integra a coleta de dados, conversão de protocolo e comunicação sem fio, e pode se conectar aos controladores de gerador a diesel da empresa via RS-485 . Com o WISE-EdgeLink, que vem integrado, dados como tensão, corrente, consumo de energia, temperatura da água e dados de pressão de óleo (bem como mais de outros 20 tipos de dados de gerador) podem ser convertidos para transmissão via MQTT para uma plataforma de nuvem de terceiros através de uma rede 4G. Isso significa que a empresa não precisaria comprar um grande número de produtos de hardware e software ou usar uma programação complexa para a implementação do sistema; em vez disso, um gateway sem fio inteligente pode ser utilizado para conectar e monitorar remotamente os geradores de energia.

O ECU-1152 é um gateway de comunicação industrial com design compacto e robusto. Como não requer componentes adicionais para dissipação de calor, esse processador de alto desempenho e baixo consumo de energia com base em RISC é extremamente compacto. Trilhos DIN podem ser usados ​​para montar convenientemente o dispositivo em um gabinete eletromecânico para economizar espaço e simplificar o gerenciamento do dispositivo. A ampla faixa de temperatura operacional (-40 ~ 70 °C) também garante uma operação estável em ambientes externos adversos. Duas portas Ethernet e quatro portas seriais isoladas RS-232 / RS-485 estão disponíveis para conexões externas, e um slot mini-PCIe permite que os usuários ou integradores de sistema expandam os módulos de comunicação sem fio de acordo com os requisitos da aplicação. A excelente capacidade anti-bloqueio torna o dispositivo particularmente adequado para novas aplicações de energias, eletricidade e de fábrica, bem como ambientes onde os níveis de ruído são altos.

WISE-EdgeLink é um software intermediário de Edge à nuvem que oferece suporte a uma variedade de protocolos de comunicação, incluindo Modbus, DNP3, RESTful, MQTT e IEC 60870-5-104. Assim, ele pode se conectar facilmente a vários dispositivos de baixo nível, como controladores e PLCs convencionais e sistemas de gerenciamento de TI de alto nível ou plataforma em nuvem. Além de realizar a conversão do protocolo, o software também suporta a restauração da transmissão. Quando o sinal é perdido, o software armazena temporariamente os dados no cartão SD integrado do ECU-1152 para upload uma vez que a comunicação seja restaurada, garantindo assim que os dados críticos não sejam perdidos. O software possui um mecanismo de depuração automática para solução de problemas por rediscagem, reinicialização do módulo ou reinicialização do sistema, no caso de uma anormalidade com a rede, módulo de comunicação mini-PCIe ou gateway.

Diagrama do sistema


Conclusão

Neste momento de crescente onipresença na conectividade IoT, equipamentos com acesso à rede é a solução líder para a implementação de aplicativos inteligentes. Equipamentos elétricos pesados ​​usados ​​em fábricas, edifícios comerciais, hospitais, lojas e outros ambientes estão invariavelmente seguindo essa tendência. Advantech E&E M2I é uma solução pronta para aplicativos que integram software e hardware. Ao permitir a fácil configuração das funções necessárias, os usuários podem concluir a rede do equipamento e o gerenciamento remoto em um curto espaço de tempo. O novo fornecedor de soluções de energia e sistema de energia está muito satisfeito com a solução da Advantech, particularmente por sua praticidade, e a empresa decidiu apresentar o ECU-1152 com WISE-EdgeLink embutido em outros grupos geradores de energia agregando valor aos seus produtos.


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