Computadoras integradas UNO-2000 de alto rendimiento de Advantech implementadas en robots de inspección de subestaciones

Mercado: Electrodomésticos Inteligentes

Ubicación: China

Introducción al Proyecto

Las subestaciones eléctricas son cruciales para transmitir energía eléctrica entre la estación generadora y los consumidores. Por lo tanto, se deben realizar inspecciones periódicamente para identificar posibles riesgos de seguridad y evitar fallas de energía. En el pasado, estas inspecciones eran realizadas principalmente por oficiales de inspección. Sin embargo, la probabilidad de errores y negligencias era alta debido a la gran carga de trabajo de inspección en las subestaciones a gran escala, así como a las condiciones de trabajo potencialmente duras y desafiantes en las subestaciones remotas. Por lo tanto, los robots de inspección de tiempo completo se han convertido en una tendencia creciente en los últimos años, especialmente para las subestaciones que no están tripuladas o tienen un personal mínimo.

Las operaciones generales de un robot de inspección de subestación típico son las siguientes: Primero, las instrucciones de inspección se transmiten de forma inalámbrica desde el centro de control al robot, que luego lleva a cabo las instrucciones siguiendo una ruta designada. A lo largo de la ruta, el robot captura imágenes de alta resolución, mide la temperatura con un termómetro infrarrojo y luego transmite los datos al centro de control. Si se detecta una anomalía, el robot de inspección notifica al personal pertinente emitiendo una señal de alerta. Después de completar la tarea de inspección asignada, el robot regresa a la sala de recarga para la recarga automática o ingresa al modo de espera para esperar la siguiente instrucción. Para llevar a cabo estas tareas con precisión, los robots de inspección requieren funcionalidades y dispositivos de hardware adicionales, que requieren una poderosa computadora integrada para funcionar como centro de control.

Los UNO-2483G / UNO-2484G y UNO-2272G de Advantech son computadoras integradas de alto rendimiento, sin ventilador, capaces de realizar tareas informáticas masivas y complejas. Su diseño compacto y optimizado puede soportar entornos exteriores extremos y es adecuado para instalaciones de espacio limitado. Con la inclusión de múltiples interfaces de E/S y tecnología iDoor, UNO-2483G / UNO-2484G y UNO-2272G admiten una expansión e integración flexibles con varios dispositivos de hardware de acuerdo con aplicaciones específicas. Además, con el apoyo dedicado del equipo de I+D de Advantech, los integradores de sistemas pueden desarrollar rápidamente robots de inspección para realizar tareas de inspección.

Requisitos del Sistema

El cliente de este proyecto fue una empresa de alta tecnología ubicada en China y dedicada a la prestación de servicios de integración de sistemas y desarrollo de software/hardware para la industria de la energía eléctrica. La empresa aplica constantemente nuevas tecnologías de TI a redes inteligentes, distribución y control de energía, distribución y transmisión de energía, gestión de subestaciones y otras aplicaciones relacionadas. Con base en su investigación pionera y soluciones de campo exitosas, la compañía ha ganado una reputación bastante positiva y un reconocimiento sustancial por parte de los consumidores. En los últimos años, la compañía ha comenzado a desarrollar robots de inspección de subestaciones para aplicaciones de monitoreo remoto en un esfuerzo por respaldar/eliminar la necesidad de personal de inspección. Debido a que se requieren múltiples dispositivos de hardware para que los robots de inspección realicen tareas de inspección, la empresa requiere computadoras integradas altamente funcionales y duraderas para controlar los robots de inspección.

Para satisfacer los diversos requisitos en diferentes áreas de una subestación, la empresa cliente ha desarrollado un modelo estándar y simplificado de sus robots de inspección; y los dos modelos difieren en apariencia, tamaño y funcionalidad. Según los requisitos de uso de la empresa, las computadoras de control integradas debían cumplir con los siguientes requisitos:

• Dispositivo compacto y liviano que puede caber fácilmente en el espacio interno limitado del robot
  

• Procesador Intel® de alto rendimiento capaz de procesamiento de gran volumen y alta velocidad 

• Amplio rango de temperatura de funcionamiento y diseño optimizado para garantizar un funcionamiento fiable en entornos exteriores
  

• Múltiples interfaces de E/S permiten la integración de varios dispositivos de hardware 

• Las soluciones de fácil expansión permiten agregar nuevas funciones de manera conveniente y fácil
  

Descripción del Sistema

Las computadoras industriales integradas sin ventilador UNO-2483G / UNO-2484G y UNO-2272G de Advantech sirven como controladores de robot competentes. Estos sistemas se pueden conectar fácilmente a puntos de acceso inalámbricos, módulos GPS, cámaras CCD, termómetros infrarrojos, procesadores de señales digitales, etc. a través de múltiples interfaces de E/S. Cuando se instalan en un robot, las computadoras UNO de Advantech son capaces de procesar imágenes, videos, mapas electrónicos y datos de posicionamiento GPS a altas velocidades. Estas capacidades permiten que los robots de inspección de subestaciones completen varias tareas, como recibir instrucciones, realizar inspecciones, capturar imágenes y datos, cargar imágenes, emitir notificaciones de alerta y regresar automáticamente al punto de inicio después de completar una tarea.
Para este proyecto, el robot de inspección de subestaciones estándar se equipó con UNO-2483G. Debido a que el sistema es compacto (252 x 149 x 62 mm) y liviano (1,6 kg), el UNO-2483G puede caber fácilmente en el espacio interno limitado del robot. El peso comparativamente más bajo también reduce el desgaste de las ruedas del robot. Además, UNO-2483G cuenta con un procesador Intel® Core™ i7 capaz de procesar datos de gran volumen y alta velocidad. Por lo tanto, las tareas informáticas complejas que involucran imágenes y videos se pueden completar fácilmente.

Mientras tanto, el robot de inspección de subestaciones simplificado estaba equipado con una computadora UNO-2272G del tamaño de la palma de la mano. Este sistema pequeño (157 x 88 x 50 mm) y liviano (0,8 kg) cuenta con un procesador de cuatro núcleos Intel® Celeron® J1900 para habilitar la computación de alto rendimiento para tareas complejas.

Ambas computadoras UNO no tienen ventilador, están equipadas con una unidad de estado sólido, admiten un amplio rango de temperatura de funcionamiento (-20 ~ 60 °C) y han superado las pruebas antivibración y antichoque IEC para garantizar un funcionamiento confiable. Además, ambas computadoras brindan una variedad de interfaces de E/S, incluidos puertos seriales, puertos Ethernet, USB, DisplayPort, puertos de entrada/salida de audio, para una amplia gama de aplicaciones industriales. Además, la tecnología iDoor de Advantech ofrece a los integradores de sistemas una expansión flexible que supera las especificaciones fijas de las computadoras integradas. Esto permite a los usuarios integrar diversos módulos para agregar funciones adicionales de acuerdo con los requisitos de su aplicación.

Implementación de Proyecto

UNO-2483G

Computadora de automatización de tamaño regular con procesador 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 entrada de línea de audio, y 1 salida de línea de audio

UNO-2484G

Computadora de automatización de tamaño regular con procesador Intel® Core™ i7, 4 x GbE, 4 x USB 3.0, 4 x USB 2.0, 4 x COM, 4 x RS232/422/485, 1 x VGA, 5 x HDMI, 1 x DP (4K)

UNO-2272G

Computadora de automatización del tamaño de la palma de la mano con procesador Intel® Atom™, 1 x GbE, 3 x USB, 1 x COM, 1 x VGA/HDMI y 1 x salida de línea de audio

Diagrama de Sistema

Conclusión

En la sociedad actual, que depende en gran medida de la energía eléctrica, mantener un suministro de energía estable es vital porque tiene un papel importante en la vida cotidiana y el desarrollo económico. En consecuencia, debido a que permiten informes en tiempo real, alertas anticipadas, mantenimiento reducido y eficiencia mejorada, la demanda de robots de inspección de subestaciones ha aumentado significativamente. Sin embargo, si un robot de inspección de subestaciones puede seguir con precisión las instrucciones y completar las tareas de inspección depende únicamente del rendimiento de su computadora integrada.

La serie de computadoras integradas UNO-2000 de Advantech ofrece soluciones rentables para aplicaciones de control. Satisfacen los criterios de tamaño, rendimiento, durabilidad, estabilidad y flexibilidad de expansión necesarios para la instalación en robots de inspección de subestaciones. Lo que es más importante, Advantech puede aprovechar sus años de experiencia en desarrollo y dominio para ayudar a los integradores de sistemas a desarrollar nuevos productos para aplicaciones de inspección de subestaciones automatizadas.

Publicado en español el 20 de Diciembre del 2022.

Originalmente publicado el 16 de Julio del 2018.

Fuente original: https://www.advantech.com/en/resources/case-study/advantech%e2%80%99s-high-performance-uno-2000-embedded-computers-deployed-in-substation-inspection-robots