Alimentar o futuro com soluções energéticas personalizadas

Plataformas Mini-ITX para o setor da energia e dos serviços públicos, destinadas a redes, medição e sistemas de energia

Plataformas Mini-ITX personalizadas para redes inteligentes, gateways de serviços públicos, contadores inteligentes, monitorização de energias renováveis, interfaces de baterias e sistemas de energia, e nós de controlo remoto, nos quais a alimentação, as comunicações no terreno, os limites ambientais, o software e o ciclo de vida devem ser concebidos de forma integrada.

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Plataforma Mini-ITX para o setor da energia e dos serviços públicos, destinada à monitorização da rede, medição e sistemas de energia

A infraestrutura energética começa com o sistema completo

Resolver os desafios da energia e dos serviços públicos

As normas energéticas, as condições no terreno, as comunicações, a qualidade da energia, a cibersegurança e os longos ciclos de implementação podem todos afetar a plataforma incorporada. A placa deve ser selecionada tendo em conta a arquitetura completa do sistema energético, em vez de se basear apenas nas especificações do processador.

Conformidade regulamentar

Os projetos no setor da energia e dos serviços públicos podem ter de cumprir requisitos relacionados com a gestão energética, as comunicações na rede, a compatibilidade eletromagnética (EMC), a segurança ou o acesso ao mercado regional. Normas como a ISO 50001 ou a IEC 61850 podem ser relevantes ao nível do sistema ou do projeto, mas a aplicabilidade e o âmbito de conformidade devem ser verificados para a implementação final.

Eficiência energética

O consumo de energia é importante em gateways sempre ligados, sistemas de medição, equipamentos com bateria de reserva e instalações remotas. Avalie a carga de trabalho do processador, a conversão de corrente contínua, o armazenamento, os periféricos, o comportamento em modo de inatividade, o design térmico e o ciclo de funcionamento da aplicação, em vez de se basear apenas numa única indicação de consumo em modo de espera.

Riscos de inatividade do sistema

Os sistemas de serviços públicos sem supervisão necessitam de um comportamento previsível no que diz respeito ao arranque, ao watchdog, ao armazenamento, à gestão térmica, ao firmware, à recuperação de energia e à manutenção. A fiabilidade deve ser validada na configuração de produção selecionada, em vez de ser inferida a partir de um valor genérico de MTBF.

Controlo industrial → Dispositivos inteligentes de IoT →

Uma base sólida começa aqui

Construído para o futuro da energia

As nossas plataformas Mini-ITX personalizadas podem ser configuradas para gestão de energia, monitorização da rede elétrica, sistemas de energia renovável, medição e aplicações de serviços públicos remotos, nas quais a computação compacta, as entradas/saídas de campo, o armazenamento, as comunicações e o comportamento controlado da alimentação elétrica têm de funcionar em conjunto.

Otimização da rede e soluções de rede inteligente

Utilize um nó Mini-ITX local para a concentração de dados, conversão de protocolos, registo de eventos, interface homem-máquina (HMI), diagnóstico remoto e comunicação a montante entre o equipamento de campo e as aplicações de supervisão da rede.

Integração das energias renováveis

Os sistemas solares, eólicos, de inversores, de armazenamento em baterias e de energia distribuída podem utilizar computação incorporada local para monitorização, comunicações, registo de dados e processamento de aplicações, quando as interfaces de campo e a arquitetura de alimentação são definidas em conjunto.

Integração de contadores inteligentes e IoT

Os sistemas inteligentes de medição de eletricidade, água e serviços públicos podem recolher dados locais, comunicar com contadores e sensores, armazenar eventos temporariamente e encaminhar informações selecionadas para sistemas SCADA, de gestão de serviços públicos ou na nuvem.

Controlo remoto de parques eólicos

As instalações eólicas remotas e de produção distribuída podem necessitar de computadores compactos para comunicações, monitorização, aplicações locais, acesso para manutenção e telemetria. A latência da rede, o failover, a recuperação de energia e o comportamento dos serviços remotos devem ser validados para a implementação efetiva.

A resiliência ambiental é uma propriedade do sistema

Requisitos de engenharia antes da seleção da placa de circuito impresso

Os armários exteriores, as subestações, as instalações de energias renováveis, os equipamentos de medição e os nós remotos das redes de serviços públicos podem expor o sistema a variações de temperatura, fluxo de ar limitado, alimentação CC instável, funcionamento prolongado sem supervisão e interfaces de campo mistas. Cada requisito deve estar associado à placa, ao invólucro, ao armazenamento, à memória, ao projeto de alimentação e à versão de software específicos.

Requisito Considerações de engenharia Verificar antes da seleção
Entrada de energia e recuperação A tensão nominal, por si só, não define a tolerância de entrada, os transientes, o comportamento em caso de queda de tensão, a corrente de arranque, a ligação à terra nem a recuperação após uma interrupção. Intervalo de tensão de alimentação, conector, proteção, perda no cabo, sequência de arranque, ligar automático, watchdog e recuperação da aplicação.
Comunicações no terreno Os protocolos seriais, CAN, Ethernet, celulares e de serviços públicos dependem do controlador, do transceptor, do controlador de periféricos, do cabeamento, do isolamento e da pilha de software. Número de interfaces, camada elétrica, isolamento, terminação, taxa de bits, suporte a controladores, propriedade do protocolo e diagnóstico.
Condições ambientais A temperatura, o fluxo de ar no invólucro, a carga solar, a humidade, a condensação, a vibração e o acesso para manutenção podem alterar os limites do sistema acabado. Arranque a frio, carga térmica sustentada, parâmetros nominais dos componentes, percurso térmico, caixa de proteção, armazenamento, conectores e condições do local.
Ciclo de vida e conformidade Os projetos no setor da energia exigem frequentemente revisões controladas de hardware, estabilidade do firmware, documentação e análises regulamentares ou de interoperabilidade específicas do projeto. Lista de materiais (BOM) aprovada, versão do BIOS/firmware, substituições, meta do ciclo de vida, provas de validação e normas aplicáveis ao projeto.

Ampla gama de temperaturas → Validação de Engenharia →

Arquitetura do sistema

Coloque o nó Mini-ITX entre os equipamentos no terreno e os sistemas de supervisão

A plataforma Mini-ITX funciona habitualmente como gateway de perímetro, computador de aplicações local, nó HMI, ponte de protocolos ou concentrador de dados. As funções primárias de proteção e segurança devem continuar a ser asseguradas por equipamentos concebidos e validados para essas funções, a menos que a arquitetura de controlo completa tenha sido especificamente qualificada.

  1. Ativos no terrenoContadores, sensores, inversores, relés, sistemas de baterias, bombas, válvulas e equipamento de serviços públicos
  2. Controladores e interfaces locaisPLC, RTU, dispositivo de proteção, interface de fieldbus, equipamento de ligação em série, CAN ou Ethernet
  3. Nó periférico Mini-ITXAquisição de dados, conversão de protocolos, aplicações locais, registo de dados, IHM, diagnóstico e acesso remoto seguro
  4. Aplicações SCADA / EMS / Serviços PúblicosControlo de supervisão, gestão de energia, alarmes, painéis de controlo, registo histórico e coordenação de frotas
  5. Empresa / Camada de nuvemAnálise, relatórios, sistemas de manutenção, dados a longo prazo e gestão de várias localizações

Alimentação CC · Serial · CAN · Ethernet · Armazenamento · Recuperação remota

As interfaces de energia e de campo têm de corresponder à implantação da empresa de serviços públicos

Comece por analisar a potência disponível no local e o equipamento ligado e, em seguida, identifique as comunicações, o armazenamento, as possibilidades de expansão, os limites térmicos e o comportamento de recuperação em toda a instalação.

12 V / 24 V CC
Útil em armários, nós de telemetria, sistemas de energias renováveis e equipamentos alimentados por linhas de corrente contínua geridas, desde que a tolerância, a proteção, o cabeamento e o comportamento de reinício sejam validados.
RS-232 / RS-485
É comum em contadores, RTUs, controladores e dispositivos de campo mais antigos, mas o transceptor, o isolamento, a terminação, o controlador e o protocolo têm de ser compatíveis com a instalação.
GPIO / CAN
Útil para estados discretos, interfaces de equipamentos e dispositivos ligados à rede CAN, quando os níveis de tensão, a proteção, os estados de arranque, o transceptor e o mapeamento de software estão definidos.
Ethernet
Suporta funções de SCADA a montante, gestão, redes locais e gateway quando a placa de rede, o controlador, a política de segurança e a arquitetura de rede são validados em conjunto.
Armazenamento e registo
No que diz respeito ao histórico de eventos locais, à telemetria, aos diagnósticos e aos dados das aplicações, é necessário ter em conta a capacidade de armazenamento, a resistência à gravação, a recuperação do sistema de ficheiros e o comportamento em caso de falha de alimentação.
Watchdog e Recuperação
Os sistemas sem supervisão necessitam de comportamentos definidos em termos de arranque, reinício, firmware, watchdog, gestão remota e recuperação de aplicações, em vez de uma simples declaração de fiabilidade.

Entradas múltiplas de energia → Múltiplas portas de série → Calculadora de alimentação de 12 V / 24 V →

Guia de decisão sobre plataformas

Selecione a plataforma com base na carga de trabalho, no orçamento de energia e nas condições de implementação

A família de processadores deve ter em conta a carga de trabalho da aplicação, o sistema operativo, o plano de interface, o orçamento energético, o percurso térmico, o modelo de gestão remota e os requisitos do ciclo de vida. A plataforma final continua a exigir uma validação ao nível do sistema com o invólucro real e os dispositivos de campo.

Orientação do sistema Ponto de partida Nota de seleção
Gateway de serviços públicos / IHM local / concentrador de dados Plataformas Intel Um ponto de partida prático quando a compatibilidade com software x86, aplicações locais, armazenamento, redes e E/S industrial precisam de partilhar uma única plataforma compacta.
Telemetria de baixo consumo energético / nó periférico sempre ativo Plataformas ARM Considere os casos em que a eficiência energética, o Linux incorporado, a implementação compacta e uma pilha de aplicações definida são prioridades mais importantes do que a compatibilidade com software de classe desktop.
Armário selado ou de baixa manutenção Design sem ventoinha Útil nos casos em que não se desejam peças móveis, mas em que a transferência de calor, a temperatura do invólucro, os limites dos componentes e a carga de trabalho sustentada têm de ser validados em conjunto.

O que construímos no setor energético

Definir o nó de utilidade antes do bloqueio de produção

No que diz respeito a contadores inteligentes, gateways de rede, monitorização de energias renováveis, sistemas de baterias ou equipamentos remotos de serviços públicos, envie a gama de fontes de alimentação, os dispositivos de campo ligados, o mapa de protocolos e interfaces, o sistema operativo, a carga de trabalho, o armazenamento, o invólucro, o método de refrigeração, as condições ambientais, o plano de recuperação remota, a quantidade, a meta do ciclo de vida e os requisitos do projeto aplicáveis para análise de engenharia.

Analisar certificações e normas de qualidade

FAQ

Questões sobre hardware incorporado nos setores da energia e dos serviços públicos

O que deve ser definido em primeiro lugar num projeto Mini-ITX no setor da energia ou dos serviços públicos?

Comece por definir os limites do sistema: potência disponível, dispositivos de campo, interfaces de comunicação, protocolos necessários, sistema operativo, carga de trabalho local, caixa de proteção, intervalo de temperatura, método de gestão remota, comportamento de recuperação, ciclo de vida e normas aplicáveis ao projeto.

Uma placa Mini-ITX pode ser ligada diretamente a uma fonte de alimentação de 24 V da rede elétrica ou industrial?

Apenas quando a placa de produção selecionada tiver sido concebida para esse conceito de alimentação. Confirme os valores mínimos e máximos aceitáveis de tensão, conector, corrente, polaridade, proteção, condições transitórias, cablagem, carga de arranque e comportamento de reinício antes de a ligar à fonte de alimentação do campo.

O facto de a placa dispor de RS-485 ou CAN significa que suporta todos os protocolos de utilitários?

Não. Uma interface física não garante um protocolo específico. Verifique o controlador, o transceptor, o isolamento, a terminação, o driver, a compatibilidade com o sistema operativo, o middleware ou a pilha de protocolos, o perfil do dispositivo e os requisitos de diagnóstico.

Quando é que uma plataforma com ampla gama de temperaturas ou sem ventoinha é útil em implementações de serviços públicos?

Pode ser útil em armários sem climatização, locais remotos, caixas com baixo fluxo de ar ou ambientes com grandes oscilações sazonais de temperatura. A placa, a memória, o armazenamento, o projeto de alimentação, o percurso térmico e a caixa, tal como foram lançados, devem continuar a ser validados como uma única configuração.

O que deve ser validado antes de um gateway energético entrar em produção?

Validar a alimentação e a recuperação dos campos, o mapeamento de interfaces, a comunicação por protocolo, o arranque a frio, o funcionamento contínuo a quente, o armazenamento e o registo de dados, o watchdog e a recuperação remota, a configuração do firmware, a adequação ao invólucro, os requisitos eletromagnéticos e ambientais, o controlo de revisões e o ciclo de vida em condições operacionais representativas.

Recursos para o setor da energia e dos serviços públicos

A segurança não é apenas uma questão de especificações. Trata-se de confiança, tempo de atividade e resiliência a longo prazo. Estes recursos ajudam-no a integrar estes três elementos no seu próximo quadro.