De toekomst van energie voorzien met energieoplossingen op maat

Mini-ITX-platforms voor energie en nutsvoorzieningen, bestemd voor elektriciteitsnetten, meetinstallaties en stroomvoorzieningssystemen

Op maat gemaakte Mini-ITX-platforms voor smart grids, gateways voor nutsbedrijven, slimme meters, monitoring van hernieuwbare energie, interfaces voor accu’s en elektriciteitsnetten, en knooppunten voor afstandsbediening, waarbij stroomtoevoer, veldcommunicatie, omgevingsgrenzen, software en levenscyclus gezamenlijk moeten worden ontworpen.

Ontdek industriële I/O-platforms Vraag een offerte aan
Energie en nutsvoorzieningen: Mini-ITX-platform voor netwerkbewaking, metingen en stroomsystemen

Energie-infrastructuur begint bij het complete systeem

Oplossingen voor energie- en nutsuitdagingen

Energie-eisen, omstandigheden in het veld, communicatie, stroomkwaliteit, cyberbeveiliging en lange implementatiecycli kunnen allemaal van invloed zijn op het embedded platform. Bij de keuze van de printplaat moet rekening worden gehouden met de volledige architectuur van het energiesysteem, en niet alleen met de specificaties van de processor.

Naleving van regelgeving

Bij energie- en nutsvoorzieningsprojecten kan het nodig zijn om rekening te houden met eisen op het gebied van energiebeheer, netwerkcommunicatie, EMC, veiligheid of toegang tot regionale markten. Normen zoals ISO 50001 of IEC 61850 kunnen op systeem- of projectniveau van toepassing zijn, maar de toepasbaarheid en de reikwijdte van de naleving moeten voor de voltooide implementatie worden gecontroleerd.

Energie-efficiëntie

Het stroomverbruik is van belang bij gateways die continu ingeschakeld zijn, meetsystemen, apparatuur met batterijback-up en installaties op afgelegen locaties. Beoordeel de werkbelasting van de processor, de gelijkstroomomzetting, de opslag, de randapparatuur, het gedrag in ruststand, het thermisch ontwerp en de werkcyclus van de toepassing, in plaats van af te gaan op één enkele opgave van het stand-byvermogen.

Risico's van systeemuitval

Onbemande nutsvoorzieningen moeten voorspelbaar functioneren op het gebied van opstarten, watchdog, opslag, thermisch gedrag, firmware, herstel na stroomuitval en onderhoud. De betrouwbaarheid moet worden gevalideerd op basis van de gekozen productieconfiguratie en mag niet worden afgeleid uit een algemeen MTBF-cijfer.

Industriële besturing → Slimme IoT-apparaten →

Een solide bestuur begint hier

Gebouwd voor de toekomst van energie

Onze op maat gemaakte Mini-ITX-platforms kunnen worden geconfigureerd voor energiebeheer, netbewaking, systemen voor hernieuwbare energie, metingen en toepassingen voor nutsbedrijven op afstand, waarbij compacte rekenkracht, I/O in het veld, opslag, communicatie en geregeld stroomverbruik naadloos moeten samenwerken.

Oplossingen voor netoptimalisatie en slimme netten

Gebruik een lokaal Mini-ITX-knooppunt voor gegevensconcentratie, protocolconversie, gebeurtenisregistratie, HMI, diagnose op afstand en communicatie stroomopwaarts tussen veldapparatuur en toezichthoudende netwerktoepassingen.

Integratie van duurzame energie

Zonne-energie-, windenergie-, omvormer-, batterijopslag- en gedistribueerde energiesystemen kunnen gebruikmaken van lokale embedded computing voor monitoring, communicatie, datalogging en applicatieverwerking wanneer de veldinterfaces en de stroomarchitectuur gezamenlijk worden gedefinieerd.

Slimme meters en IoT-integratie

Slimme meet systemen voor elektriciteit, water en nutsvoorzieningen kunnen lokale gegevens verzamelen, communiceren met meters en sensoren, gebeurtenissen bufferen en geselecteerde informatie doorsturen naar SCADA-, nutsbeheer- of cloudsystemen.

Afstandsbediening windpark

Op afgelegen windparken en locaties met gedistribueerde energieopwekking kunnen compacte computers nodig zijn voor communicatie, monitoring, lokale toepassingen, onderhoudstoegang en telemetrie. Netwerkvertraging, failover, stroomherstel en het gedrag van de service op afstand moeten voor de daadwerkelijke implementatie worden getest.

Milieuveerkracht is een systeemeigenschap

Technische vereisten vóór de selectie van de printplaat

Buitenkasten, onderstations, installaties voor hernieuwbare energie, meetapparatuur en afgelegen netknooppunten kunnen het systeem blootstellen aan temperatuurschommelingen, beperkte luchtstroom, onstabiele gelijkstroomvoeding, langdurig onbemande werking en gemengde veldinterfaces. Elke vereiste moet worden gekoppeld aan het exacte ontwerp van de printplaat, de behuizing, de opslag, het geheugen, de stroomvoorziening en de softwareversie.

Vereiste Technische overwegingen Controleer voordat je een keuze maakt
Stroomopname en terugwinning De nominale spanning alleen is niet bepalend voor de ingangstolerantie, transiënten, het gedrag bij spanningsdalingen, de opstartstroom, de aarding of het herstel na een onderbreking. Bronbereik, connector, beveiliging, kabelverlies, opstartvolgorde, automatisch inschakelen, watchdog en herstel van de toepassing.
Veldcommunicatie Seriële, CAN-, Ethernet-, mobiele en hulpprogramma-protocollen zijn afhankelijk van de controller, de transceiver, de driver, de bekabeling, de isolatie en de softwarestack. Aantal interfaces, elektrische laag, isolatie, aansluiting, bitsnelheid, ondersteuning door stuurprogramma’s, eigenaar van het protocol en diagnostiek.
Omgevingsomstandigheden Temperatuur, luchtstroom in de behuizing, zoninstraling, luchtvochtigheid, condensatie, trillingen en toegankelijkheid voor onderhoud kunnen de grenswaarden van het voltooide systeem beïnvloeden. Koude start, langdurige warmtebelasting, nominale waarden van componenten, warmteafvoertraject, behuizing, opslag, connectoren en omstandigheden ter plaatse.
Levenscyclus en naleving Energieprojecten vereisen vaak gecontroleerde hardware-updates, stabiele firmware, documentatie en een projectspecifieke beoordeling op het gebied van regelgeving of interoperabiliteit. Goedgekeurde stuklijst, BIOS-/firmwareversie, vervangingen, beoogde levenscyclus, validatiebewijs en toepasselijke projectnormen.

Breed temperatuurbereik → Technische validatie →

Systeemarchitectuur

Plaats het Mini-ITX-knooppunt tussen de veldapparatuur en de besturingssystemen

Het Mini-ITX-platform fungeert doorgaans als edge-gateway, lokale applicatiecomputer, HMI-knooppunt, protocolbrug of dataconcentrator. De primaire beveiligings- en veiligheidsfuncties moeten worden toevertrouwd aan apparatuur die speciaal voor die taken is ontworpen en gevalideerd, tenzij de volledige besturingsarchitectuur specifiek is gekwalificeerd.

  1. VeldactivaMeters, sensoren, omvormers, relais, accusystemen, pompen, kleppen en installatieapparatuur
  2. Lokale besturingseenheden en interfacesPLC, RTU, beveiligingsapparaat, veldbusinterface, seriële, CAN- of Ethernet-apparatuur
  3. Mini-ITX-randknooppuntGegevensverzameling, protocolconversie, lokale toepassingen, logboekregistratie, HMI, diagnostiek en beveiligde toegang op afstand
  4. SCADA / EMS / Toepassingen voor nutsbedrijvenToezicht, energiebeheer, alarmen, dashboards, historiek en coördinatie van het wagenpark
  5. Bedrijfs- / cloudlaagAnalyses, rapportages, onderhoudssystemen, langetermijngegevens en beheer van meerdere locaties

Gelijkstroom · Seriële poort · CAN · Ethernet · Opslag · Herstel op afstand

Stroom- en veldinterfaces moeten aansluiten bij de implementatie van het elektriciteitsnet

Begin met het beschikbare vermogen ter plaatse en de aangesloten apparatuur, en breng vervolgens de communicatie, opslag, uitbreidingsmogelijkheden, thermische grenzen en het herstelgedrag van de gehele installatie in kaart.

12 V / 24 V gelijkstroom
Geschikt voor gebruik in schakelkasten, telemetrieknooppunten, systemen voor hernieuwbare energie en apparatuur die wordt gevoed via beheerde gelijkstroomrails, mits de toleranties, beveiligingen, bekabeling en het herstartgedrag zijn gevalideerd.
RS-232 / RS-485
Dit komt vaak voor bij meters, RTU's, regelaars en oudere veldapparatuur, maar de zendontvanger, isolatie, afsluiting, driver en het protocol moeten op de installatie zijn afgestemd.
GPIO / CAN
Handig voor discrete toestanden, apparatuurinterfaces en CAN-aangesloten apparaten wanneer spanningsniveaus, beveiliging, opstarttoestanden, transceivers en softwaretoewijzingen zijn gedefinieerd.
Ethernet
Ondersteunt upstream SCADA-, beheer-, lokale netwerk- en gatewayfuncties wanneer de netwerkkaart, het stuurprogramma, het beveiligingsbeleid en de netwerkarchitectuur gezamenlijk zijn gevalideerd.
Opslag en logboekregistratie
Bij lokale gebeurtenisgeschiedenis, telemetrie, diagnostische gegevens en applicatiegegevens moet rekening worden gehouden met opslagcapaciteit, schrijfduurzaamheid, herstel van het bestandssysteem en het gedrag bij stroomuitval.
Toezicht & Herstel
Voor onbemande systemen is het noodzakelijk dat er duidelijk vastgelegd is hoe het systeem opstart, opnieuw opstart, hoe de firmware werkt, hoe de watchdog functioneert, hoe het beheer op afstand verloopt en hoe applicaties worden hersteld, in plaats van dat er slechts één enkele betrouwbaarheidsclaim wordt gedaan.

Meerdere voedingsingangen → Meerdere seriële poorten → 12V / 24V-voedingscalculator →

Beslissingsgids voor platforms

Selecteer het platform op basis van de werklast, het stroomverbruik en de implementatievoorwaarden

Bij de keuze van de processorfamilie moet rekening worden gehouden met de werklast van de toepassing, het besturingssysteem, het interfaceontwerp, het stroomverbruik, de warmteafvoer, het model voor beheer op afstand en de levenscyclusvereisten. Het uiteindelijke platform moet nog worden gevalideerd op systeemniveau met de daadwerkelijke behuizing en veldapparatuur.

Systeemrichting Uitgangspunt Opmerking bij de selectie
Netwerkgateway / lokale HMI / dataconcentrator Intel-platforms Een praktisch uitgangspunt wanneer x86-softwarecompatibiliteit, lokale applicaties, opslag, netwerkfunctionaliteit en industriële I/O op één compact platform moeten worden ondergebracht.
Telemetrie met laag stroomverbruik / altijd actieve edge-node ARM-platforms Overweeg dit wanneer energie-efficiëntie, embedded Linux, compacte implementatie en een vastomlijnde applicatiestack hogere prioriteit hebben dan compatibiliteit met desktopsoftware.
Afgesloten of onderhoudsarme kast Ontwerp zonder ventilator Dit is nuttig wanneer bewegende onderdelen ongewenst zijn, maar warmteoverdracht, behuizingstemperatuur, componentlimieten en langdurige belasting gezamenlijk moeten worden gevalideerd.

Wat we bouwen op het gebied van energie

Definieer het utility-knooppunt vóór de productievergrendeling

Voor slimme meters, netwerkgateways, monitoring van hernieuwbare energie, batterijsystemen of apparatuur voor beheer op afstand dient u het bereik van de stroombronnen, de aangesloten veldapparatuur, het protocol en de interfacekaart, het besturingssysteem, de werklast, de opslagcapaciteit, de behuizing, de koelmethode, de omgevingsomstandigheden, het plan voor herstel op afstand, het aantal stuks, de doelstelling voor de levenscyclus en de toepasselijke projectvereisten in te dienen ter beoordeling door de technische afdeling.

Certificeringen en kwaliteitsnormen bekijken

FAQ

Vragen over embedded hardware voor de energie- en nutsvoorzieningssector

Wat moet als eerste worden vastgesteld bij een Mini-ITX-project op het gebied van energie of nutsvoorzieningen?

Begin met de systeemgrenzen: beschikbare stroomvoorziening, veldapparatuur, communicatie-interfaces, vereiste protocollen, besturingssysteem, lokale werklast, behuizing, temperatuurbereik, methode voor beheer op afstand, herstelgedrag, levenscyclus en toepasselijke projectnormen.

Kan een Mini-ITX-moederbord rechtstreeks worden aangesloten op een 24V-netvoeding of industriële voeding?

Alleen als de geselecteerde besturingskaart voor dat ingangscontcept is ontworpen. Controleer de toegestane minimum- en maximumspanning, de connector, de stroomsterkte, de polariteit, de beveiliging, de transiënte omstandigheden, de bekabeling, de opstartbelasting en het herstartgedrag voordat u de kaart aansluit op de veldvoeding.

Betekent de aanwezigheid van RS-485 of CAN op het bord dat het alle utility-protocollen ondersteunt?

Nee. Een fysieke interface garandeert geen specifiek protocol. Controleer de controller, transceiver, isolatie, afsluiting, driver, ondersteuning door het besturingssysteem, middleware of protocolstack, het apparaatprofiel en de diagnostische vereisten.

Wanneer is een platform met een breed temperatuurbereik of zonder ventilator nuttig bij implementaties in de nutsector?

Dit kan nuttig zijn in kasten zonder klimaatregeling, op afgelegen locaties, in behuizingen met een lage luchtstroom of in omgevingen met grote seizoensgebonden temperatuurschommelingen. De vrijgegeven printplaat, het geheugen, de opslag, het voedingsontwerp, het warmteafvoertraject en de behuizing moeten nog steeds als één configuratie worden gevalideerd.

Wat moet er worden getest voordat een energiegateway in productie wordt genomen?

Controleer de vermogens- en herstelfuncties van de velden, de interface-toewijzing, de protocolcommunicatie, de koude start, de continue werking bij warme start, opslag en logboekregistratie, de watchdog en herstel op afstand, de firmwareconfiguratie, de geschiktheid voor de behuizing, de elektromagnetische en omgevingsvereisten, de revisiebeheer en de levenscyclus onder representatieve bedrijfsomstandigheden.

Bronnen over energie en nutsvoorzieningen

Beveiliging gaat niet alleen over specificaties. Het gaat om vertrouwen, uptime en veerkracht op de lange termijn. Deze bronnen helpen u om ze alle drie in te bouwen in uw volgende board.