変電所点検ロボットに搭載された高性能埋め込みコンピュータ

変電所、発電所、点検、ロボット、産業コンピュータ

変電所は、発電所と消費者の間で電力を伝送するために重要です。したがって、潜在的な安全上の問題を特定し、電源障害を防ぐために、定期的に点検を行う必要があります。以前は、これらの検査は主に点検担当者によって行われていました。ただし、大規模な変電所での点検の作業負荷および遠隔変電所における苛酷で困難な作業条件が原因で、エラーや過失の可能性がありました。そのため、近年、常勤型の点検ロボットが増加傾向にあります。

一般的なプロセスは次のとおりです。最初に、検査指示がコントロールセンターからロボットにワイヤレスで送信され、ロボットは指定されたルートに従って指示を実行します。ルートに沿って、ロボットは高解像度の画像をキャプチャし、赤外線温度計を使用して温度を測定し、データをコントロールセンターに送り返します。異常が検出された場合、検査ロボットは警告信号を発して関係者に通知します。割り当てられた検査タスクが完了すると、ロボットは自動再充電のために再充電室に戻るか、次の指示を待つためにスタンバイモードに入ります。 これらのタスクを正確に実行するには、検査ロボットに追加の機能とハードウェアデバイスが必要です。そのため、コントロールセンターとして機能するには強力な組み込みコンピュータが必要です。

アドバンテックのUNO-2483GとUNO-2272Gは、大規模で複雑なコンピューティングタスクを実行できる高性能のファンレス組み込みコンピュータです。 コンパクトで最適化された設計は、過酷な屋外環境に耐えることができ、限られたスペースの設置に適しています。 UNO-2483GとUNO-2272Gは、複数のI/OインターフェースとiDoorテクノロジーを備え、柔軟な拡張と、特定のアプリケーションに応じたさまざまなハードウェアデバイスとの統合に対応しています。 さらに、アドバンテックのR&Dチームの専用サポートにより、システムインテグレータは検査タスクを実行するための検査ロボットを迅速に開発できます。

システム要件

このプロジェクトのクライアントは、電力業界へのソフトウェア/ハードウェア開発およびシステム統合サービスの提供を専門とするハイテク企業でした。 同社は、スマートグリッド、配電と制御、配電と送電、変電所の管理、その他の関連アプリケーションに常に新しいIT技術を導入しています。 その先駆的な研究と成功したフィールドソリューションに基づいて、同社は顧客の間で確かな認識および評価を確立しています。 近年、同社は遠隔監視アプリケーション用の変電所検査ロボットの開発に着手し、検査員のサポートもしくは完全自動化を目指しています。 検査ロボットが検査タスクを実行するには複数のハードウェアデバイスが必要であるため、同社は検査ロボットを制御するための高機能で耐久性のある組み込みコンピュータを必要としています。

変電所のさまざまな領域のさまざまな要件を満たすために、クライアントは検査ロボットの標準モデルと簡略化モデルを開発しました。 2つのモデルは、外観、サイズ、機能が異なります。 使用要件に基づいて、組み込み制御コンピュータは次の要件を満たす必要がありました。

  • ロボットの限られた内部スペースに簡単に収まるコンパクトで軽量なデバイス
  • 大量、高速処理が可能な高性能Intel®プロセッサ
  • 広い動作温度範囲と最適化された設計により、屋外環境での信頼性の高い動作を保証
  • 複数のI / Oインターフェイスにより、さまざまなハードウェアデバイスの統合が可能
  • 簡単な拡張ソリューションにより、新しい機能を便利かつ簡単に追加することが可能

システム詳細

アドバンテックのUNO-2483GおよびUNO-2272Gファンレス組み込み産業用コンピュータは、有能なロボットコントローラとして機能します。 これらのシステムは、複数のI/Oインターフェイスを介して、ワイヤレスアクセスポイント、GPSモジュール、CCDカメラ、赤外線温度計、デジタルシグナルプロセッサなどに簡単に接続できます。 アドバンテックのUNOコンピュータは、ロボットにインストールすると、画像、ビデオ、e-map、GPS測位データを高速で処理できます。 これらの機能により、変電所検査ロボットは、指示の受信、検査の実施、画像とデータのキャプチャ、画像のアップロード、アラート通知の送信、タスクの後に自動的に開始点に戻るなど、さまざまなタスクを完了することができます。

このプロジェクトでは、標準の変電所検査ロボットにUNO-2483Gが装備されていました。 システムはコンパクト(252 x 149 x 62 mm)で軽量(1.6 kg)であるため、UNO-2483Gはロボットの限られた内部スペースに簡単に収まります。 重量が比較的軽いため、ロボットの車輪の摩耗も減少します。 さらに、UNO-2483Gは、大量の高速データ処理が可能なIntel®Core™i7プロセッサを備えています。 画像やビデオを含む複雑な計算タスクは簡単に実行することができます。

一方、簡略化された変電所検査ロボットには、手のひらサイズのUNO-2272Gコンピュータが搭載されていました。 この小型(157 x 88 x 50 mm)で軽量(0.8 kg)のシステムは、Intel®Celeron®J1900クアッドコアプロセッサを搭載しており、複雑なタスクで高性能コンピューティングを実現します。

両方のUNOコンピュータはファンレスで、ソリッドステートドライブを備え、幅広い動作温度範囲(-20〜60°C)に対応し、信頼性の高い動作を保証するためにIECの防振および耐衝撃テストに合格しています。 さらに、両方のコンピュータは、シリアルポート、イーサネットポート、USB、DisplayPort、オーディオ入力/出力ポートなど、さまざまな産業用アプリケーション向けのさまざまなI/Oインターフェイスを提供します。さらに、アドバンテックのiDoorテクノロジーは、組み込みコンピュータの固定仕様を克服する柔軟な拡張をシステムインテグレータに提供します。 これにより、ユーザはさまざまなモジュールを統合して、アプリケーションの要件に応じて機能を追加できます。

実装されたアドバンテック製品

UNO-2483G

  • インテル®Core™i7プロセッサ、4 × GbE、4 × USB、2 × RS-232、2 × RS-422-485、1 × VGA、1 × HDMI、1 × オーディオラインイン、および 1 × オーディオラインアウト

UNO-2272G

  • Intel®Atom™プロセッサ、1 × GbE、3 × USB、1 × COM、1 × VGA/HDMI、および1 × オーディオラインアウトを搭載したPalmサイズのオートメーションコンピュータ

システム構成図

結論

電力への依存度が高い今日の社会では、安定した電力の供給を維持することは日常生活や経済発展に大きな役割を果たしているため非常に重要です。 したがって、リアルタイムレポート、事前アラート、メンテナンスの削減、効率の向上を可能にするため、変電所検査ロボットの需要が大幅に増加しています。 ただし、変電所検査ロボットが指示に正確に従い、検査タスクを完了することができるかどうかは、組み込みコンピュータのパフォーマンスによって左右されます。

アドバンテックのUNO-2000シリーズの組み込みコンピュータは、制御アプリケーションにコスト効率の高いソリューションを提供します。 これらは、変電所検査ロボットへの設置に必要なサイズ、性能、耐久性、安定性、拡張の柔軟性基準を満たしています。 さらに重要なことは、アドバンテックは長年にわたる開発経験と専門知識を活用して、自動化された変電所検査アプリケーション向けの新製品の開発でシステムインテグレータを支援できることです。

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About the Author: Lenny Cherry