Промышленный компьютер TANK с поддержкой QTS Gateway от IEI – комплексное решение для сбора данных с приборов учёта

Сбор данных со счётчиков электроэнергии

Подключение к облаку устаревших счётчиков с помощью промышленного компьютера с портами COM и встроенной функцией виртуализации.

Тайваньской строительной компании, занимающейся автоматизацией производственных зданий, требовалось обновить используемую их клиентом систему сбора контрольно-измерительных данных, регистрирующую показания счётчиков электроэнергии. Эти данные должны передаваться в онлайн систему WebAcess/SCADA.

Решая эту задачу, компания столкнулась с рядом вопросов.

Система имеет 11 интерфейсов вывода данных, но на одну ОС Windows XP можно установить только одну программу, которая снимает показания с двух портов COM. Для модернизации оборудования потребовалось бы шесть отдельных компьютеров с двумя портами COM у каждого. Затраты на разработку и установку собственного программного обеспечения для данной задачи были слишком высокими.

Благодаря компьютеру TANK и шлюзам с технологией QTS Gateway от компании IEI была создана надёжная и компактная комплексная система, которая использует ранее установленные датчики и программное обеспечение, а также обеспечивает переход системы управления на графический веб-интерфейс. В данной статье подробно рассматривается выбранная система.

Ограниченное пространство для установки и устаревшее программное обеспечение

Выбор аппаратного обеспечения часто продиктован ограниченностью пространства. Клиенту необходимо, чтобы система помещалась в стандартный силовой шкаф, поэтому нельзя выбирать большой промышленный компьютер, но иногда не подобрать достаточно компактную систему и приходится выделять дополнительное место для установки. Одним из способов экономии места является безвентиляторный компьютер с возможностями расширения. Такое решение с огромным набором доступных плат расширения позволяет использовать одно устройство вместо нескольких отдельных компьютеров, однако габариты такого компьютера могут превысить размеры силового шкафа.

Для передачи данных требовались интерфейсы RS-422/485, для подключения к цифровым устройствам необходимы 11 COM портов.

Самая большая проблема – это ограничения, накладываемые на компьютер программным обеспечением. Разработка собственного программного обеспечения для обработки цифровых данных имеет высокую стоимость и предполагает большие затраты на модернизацию, поэтому требовалось другое решение. Необходимое программное обеспечение на ОС Windows XP может снимать данные только с двух портов связи, поэтому требовалось несколько отдельных операционных систем, но установка нескольких промышленных компьютеров сильно увеличивает стоимость системы, повышает стоимость обслуживания и намного превышает объём пространства, выделенного для установки оборудования.

Виртаулизация позволяет отделить операционную систему компьютера от базового физического оборудования и использовать несколько операционных систем на одном устройстве, тем самым объединяя сложные многокомпьютерные системы в один промышленный компьютер.

Как на одном устройстве реализовать 11 COM портов, шесть операционных систем Windows XP с возможностью сетевого подключения?

Компактный размер, несколько портов COM и виртуальные ОС

Специалисты компании IEI подобрали компактную 2-слотовую модель TANK-860-QGW с шестью портами COM, двумя слотами расширения PCIe, четырьмя портами USB 3.0, сетевым интерфейсом GbE и программным обеспечением для настройки виртуальных машин.

Двухслотовое исполнение TANK с габаритами 121.5 мм (ширина) на 255.2 мм (высота) на 205 мм (глубина) достаточно компактное, чтобы встроить его в используемый шкаф. Модели с четырьмя и шестью слотами имеют более широкие возможности расширения, но длина 154.8 мм (4 слота) или 195.4 мм (6 слотов) слишком велика, поэтому выбрана двухслотовая модель. Все модели TANK в стандартной комплектации имеют шесть портов COM. В два слота PCIe были установлены платы расширения с двумя портами COM, в результате количество портов COM увеличилось до десяти. Последний порт COM был подключён через внешний USB адаптер. В четырёхслотовой модели есть место для установки ещё одной платы PCIe, но в данном случае в приоритете габариты устройства. Для преобразования из RS-232 в RS-422/485 использовался конвертор.

Теперь количество портов COM равно требуемому, нужно решить задачу, связанную с ограничениями, накладываемыми программным обеспечением. TANK работает на специально разработанной платформе QTS Gateway, имеющей полный набор функций для решения задач промышленного Интернета вещей. Функция визуализации использовалась для установки шести виртуальных ОС Windows XP, пять из которых управляли двумя портами COM, а шестая – одним. Для шести виртуальных ОС на одном физическом устройстве ограничение на использование двух портов COM перестало быть проблемой.

Для перехода к мониторингу на основе облачных вычислений необходимо надёжное сетевое подключение. QTS Gateway позволяет всем виртуальным машинам использовать одно физическое устройство – хост, предоставляющий вычислительные ресурсы. Виртуальные машины совместно используют сетевое подключение компьютера TANK для сбора данных с каждого датчика.

Переход к облачным вычислениям и увеличение срока использования программного обеспечения

Компактный компьютер TANK успешно встроен в отведённые габаритные размеры. Все порты COM расположены на одном устройстве, все кабели аккуратно промаркированы и спрятаны внутри корпуса. Компьютер TANK и преобразователи компактно расположены в силовом шкафу.

Наиболее серьёзные проблемы с программным обеспечением, включающие необходимость установки ОС Windows XP и поддержку считывания данных только с двух портов COM, были решены. Можно продолжать использовать старое программное обеспечение, что повышает экономическую эффективность оборудования.

Теперь все данные собраны воедино, и их можно контролировать через онлайн систему WebAccess/SCADA. Экономия электроэнергии в будущем компенсирует затраты на модернизацию оборудования, проводящее более детальный анализ данных.

Таким образом, если в будущем клиент столкнётся с аналогичной проблемой, у него уже будет надёжная универсальная система, адаптируемая к новым требованиям.