《電子技術(shù)應(yīng)用》
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NI單板RIO嵌入式控制系統(tǒng)將能量消耗減少了15%
中國(guó)自動(dòng)化網(wǎng)
摘要: 使用LabVIEW開(kāi)發(fā)的UI讓我們的客戶能夠監(jiān)視他們?cè)O(shè)備的多個(gè)參數(shù),包括HVAC、內(nèi)燃機(jī)渦輪發(fā)電機(jī)、自動(dòng)售貨機(jī)、咖啡機(jī)等等。
Abstract:
Key words :

Author(s):
  Siddharth Verma - Saara Embedded Systems Pvt Ltd
  Dhananjaya BM - Saara Embedded Systems Pvt Ltd
  Kishore Nambiar - Saara Embedded Systems Pvt Ltd
Industry:
  Energy/Power
Products:
  Real-Time Module, LabVIEW, Single-Board RIO, FPGA Module
The Challenge:
  有效控制和監(jiān)視能量參數(shù)和企業(yè)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施和資產(chǎn)的消耗,特別是有多個(gè)設(shè)施分布分步在不同地理位置的情況下。
The Solution:
  創(chuàng)建堅(jiān)固靈活的嵌入式功率電源監(jiān)視與控制系統(tǒng),用于基于NI單板RIO和NI LabVIEW的設(shè)施管理,減少大型設(shè)施的能量消耗

使用LabVIEW開(kāi)發(fā)的UI讓我們的客戶能夠監(jiān)視他們?cè)O(shè)備的多個(gè)參數(shù),包括HVAC、內(nèi)燃機(jī)渦輪發(fā)電機(jī)、自動(dòng)售貨機(jī)、咖啡機(jī)等等。
  "讓我們的設(shè)計(jì)快速進(jìn)入市場(chǎng)是至關(guān)重要的。NI平臺(tái)讓我們使用NI Single-Board RIO單板RIO和LabVIEW在兩個(gè)月破紀(jì)錄的時(shí)間內(nèi),快速完成原型開(kāi)發(fā),節(jié)省了六個(gè)月的開(kāi)發(fā)時(shí)間。"
  Saara Embedded Systems作為一個(gè)嵌入式技術(shù)的集成服務(wù)與解決方案供應(yīng)商,為全球的客戶提供嵌入式設(shè)計(jì)與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)服務(wù)。我們提供先進(jìn)的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證服務(wù)、研發(fā)支持、解決方案設(shè)計(jì)、工程、項(xiàng)目管理、專用技術(shù)和系統(tǒng)集成解決方案。因?yàn)槲覀兪荖I聯(lián)盟合作伙伴,我們能夠利用NI提供的支持和我們自己的設(shè)計(jì)能力,為我們的客戶構(gòu)建效率高成本低的端到端解決方案。
嵌入式功率監(jiān)視與控制系統(tǒng)
  我們的遠(yuǎn)程設(shè)施管理系統(tǒng)(RFMS)精確地監(jiān)視和控制設(shè)備或是基礎(chǔ)設(shè)施的總能量消耗。它提供了對(duì)參數(shù)的無(wú)限制實(shí)時(shí)訪問(wèn),從內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)、HVAC、指示牌、安全系統(tǒng)、冷藏設(shè)備、照明系統(tǒng)、非間斷電源、打印機(jī)、飲料售貨機(jī)設(shè)置基于單開(kāi)關(guān)活閥門的設(shè)備。我們的客戶利用嵌入式遠(yuǎn)程終端單元(RTU)的靈活性能夠在他們的基礎(chǔ)設(shè)施上監(jiān)視和控制不同的目標(biāo),從而將RFMS變成有效的能量消耗與優(yōu)化的理想系統(tǒng)。
  自從印度引進(jìn)RFMS之后,它將我們的一個(gè)客戶的能量消耗降低了15%。使用RFMS,因?yàn)槿剂涎a(bǔ)充是基于主動(dòng)需求系統(tǒng)的,所以燃料補(bǔ)充的頻率大大降低了,燃料消耗統(tǒng)計(jì)變得更為精確,燃料丟失問(wèn)題也得到了解決。遠(yuǎn)程控制特性提供了數(shù)字指示牌和空調(diào)的統(tǒng)一開(kāi)關(guān)控制。隨著安裝的RTU分支的增加,能量消耗也節(jié)省的越多。由于辦公室統(tǒng)一政策,在客戶服務(wù)質(zhì)量上獲得了巨大的提高,我們的客戶也在能源節(jié)省方面起到了先鋒作用。此外,因?yàn)镽FMS的性能,我們的客戶通過(guò)節(jié)省能源,在六個(gè)月內(nèi)回收了這個(gè)方案開(kāi)發(fā)的成本。
為功率監(jiān)視和控制設(shè)計(jì)RTU
基于NI單板RIO的硬件解決方案
  我們基于NI單板RIO和LabVIEW設(shè)計(jì)了這個(gè)定制的嵌入式控制與監(jiān)視系統(tǒng)。NI單板RIO是多功能高性能平臺(tái),具有開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)和構(gòu)建專用定制I/O模塊的靈活性,從而可以滿足我們應(yīng)用程序?qū)S肐/O和通信的需求。我們正在使用NI sbRIO-9601設(shè)備,將板載實(shí)時(shí)處理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)和數(shù)字I/O線路與以太網(wǎng)、RS232端口和用于數(shù)據(jù)記錄的板載存儲(chǔ)器整合在一起。RS232端口與能量?jī)x表進(jìn)行通信,從遠(yuǎn)程系統(tǒng)得到的數(shù)據(jù)可以通過(guò)多種通信協(xié)議送入中央服務(wù)器中,這些協(xié)議包括TCP/IP或是包括ZigBee、GPRS和CDMA的安全無(wú)線模式。
  由于NI單板RIO的靈活性和設(shè)計(jì),我們創(chuàng)建了定制中間子卡并將它直接連接到終端數(shù)字I/O接頭上。子卡包含定制的信號(hào)調(diào)理,可以滿足一系列傳感器的I/O要求。這些傳感器監(jiān)視和測(cè)量來(lái)自不同系統(tǒng)參數(shù)的信號(hào),包含照明、空調(diào)、自動(dòng)售貨機(jī)、內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)設(shè)備和燃料庫(kù)。RTU可以處理模擬I/O和數(shù)字I/O,從多個(gè)傳感器和源采集數(shù)據(jù)。我們還為NI單板RIO設(shè)備創(chuàng)建了外殼,子卡可以方便地部署到任何環(huán)境中。此外,LabVIEW和NI Single-Board RIO還讓我們可以方便地在功率監(jiān)視和控制嵌入式解決方案中添加高級(jí)特性,用于包括基于網(wǎng)頁(yè)接口的Google地圖、無(wú)線連接和與多種模擬數(shù)字傳感器的連接。
基于LabVIEW的軟件解決方案
  我們的認(rèn)證LabVIEW開(kāi)發(fā)員成功地創(chuàng)建了完整而簡(jiǎn)單的GUI,確保了方便的部署,降低了客戶工程團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)的時(shí)間。使用LabVIEW的高效工具和LabVIEW的內(nèi)建UI功能,我們?cè)诙虝r(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)了我們的系統(tǒng)軟件。
  我們使用LabVIEW實(shí)時(shí)模塊和LabVIEW FPGA模塊對(duì)在NI Single-Board RIO中的實(shí)時(shí)處理器和FPGA進(jìn)行編程。使用LabVIEW FPGA,我們可以快速地對(duì)FPGA進(jìn)行編程,提供了定制數(shù)字信號(hào)接口訪問(wèn)子卡。使用LabVIEW和LabVIEW實(shí)時(shí)模塊的網(wǎng)頁(yè)發(fā)布功能,我們添加了可以通過(guò)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的ASP.NET,用來(lái)在網(wǎng)頁(yè)上遠(yuǎn)程查看數(shù)據(jù)的高級(jí)功能(數(shù)據(jù)包括能量消耗參數(shù)和地方特定數(shù)據(jù))。這個(gè)GUI可以在集成的儀表板中進(jìn)行查看,并且可以從任何遠(yuǎn)程位置通過(guò)英特網(wǎng)進(jìn)行控制。
NI解決方案的優(yōu)點(diǎn)
  最初,我們的公司設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了定制RTU滿足功率監(jiān)視和控制應(yīng)用需求,但是因?yàn)轫?xiàng)目的動(dòng)態(tài)特性和可擴(kuò)展解決方案的需求,我們與NI進(jìn)行了合作。利用來(lái)自NI的商業(yè)硬件和軟件技術(shù),我們實(shí)現(xiàn)了可靠堅(jiān)固的解決方案,因?yàn)镹I嵌入式工具的靈活性和高性能,能夠方便地進(jìn)行擴(kuò)展。
  此外,因?yàn)橛布目煽啃院蛨?jiān)固性以及NI提供的全天候支持,我們創(chuàng)建的RTU解決方案能夠在不同天氣狀態(tài)下工作,并且在次大陸內(nèi)與多種通信服務(wù)提供商兼容。NI硬件與軟件還具有用于網(wǎng)頁(yè)發(fā)布的內(nèi)建特性,允許部署系統(tǒng)的遠(yuǎn)程更新和編程,這對(duì)于遠(yuǎn)程嵌入式控制和監(jiān)視解決方案是個(gè)巨大的優(yōu)勢(shì)。
  穩(wěn)定的NI系統(tǒng)滿足了我們客戶的動(dòng)態(tài)需求。利用商用NI硬件和軟件以及Saara Embedded Systems傳感器、子卡與軟件集成的設(shè)計(jì),我們?cè)谄萍o(jì)錄的時(shí)間內(nèi),設(shè)計(jì)并集成了一個(gè)綜合的能量管理解決方案。

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