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)關鍵基礎設施和資產(chǎn)的消耗，特別是有多個設施分布分步在不同地理位置的情況下。
The Solution:
創(chuàng)建堅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的設施管理，減少大型設施的能量消耗。
使用LabVIEW開發(fā)的UI讓我們的客戶能夠監(jiān)視他們設備的多個參數(shù)，包括HVAC、內(nèi)燃機渦輪發(fā)電機、自動售貨機、咖啡機等等。
"讓我們的設計快速進入市場是至關重要的。NI平臺讓我們使用NI Single-Board RIO單板RIO和LabVIEW在兩個月破紀錄的時間內(nèi)，快速完成原型開發(fā)，節(jié)省了六個月的開發(fā)時間。"
Saara Embedded Systems作為一個嵌入式技術的集成服務與解決方案供應商，為全球的客戶提供嵌入式設計與產(chǎn)品開發(fā)服務。我們提供先進的設計和驗證服務、研發(fā)支持、解決方案設計、工程、項目管理、專用技術和系統(tǒng)集成解決方案。因為我們是NI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計能力，為我們的客戶構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)
我們的遠程設施管理系統(tǒng)(RFMS)精確地監(jiān)視和控制設備或是基礎設施的總能量消耗。它提供了對參數(shù)的無限制實時訪問，從內(nèi)燃機發(fā)電機、HVAC、指示牌、安全系統(tǒng)、冷藏設備、照明系統(tǒng)、非間斷電源、打印機、飲料售貨機設置基于單開關活閥門的設備。我們的客戶利用嵌入式遠程終端單元(RTU)的靈活性能夠在他們的基礎設施上監(jiān)視和控制不同的目標，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RFMS之后，它將我們的一個客戶的能量消耗降低了15%。使用RFMS，因為燃料補充是基于主動需求系統(tǒng)的，所以燃料補充的頻率大大降低了，燃料消耗統(tǒng)計變得更為精確，燃料丟失問題也得到了解決。遠程控制特性提供了數(shù)字指示牌和空調(diào)的統(tǒng)一開關控制。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，因為RFMS的性能，我們的客戶通過節(jié)省能源，在六個月內(nèi)回收了這個方案開發(fā)的成本。
為功率監(jiān)視和控制設計RTU
基于NI單板RIO的硬件解決方案
我們基于NI單板RIO和LabVIEW設計了這個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，具有開放式體系結構和構建專用定制I/O模塊的靈活性，從而可以滿足我們應用程序?qū)Ｓ肐/O和通信的需求。我們正在使用NI sbRIO-9601設備，將板載實時處理器、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)和數(shù)字I/O線路與以太網(wǎng)、RS232端口和用于數(shù)據(jù)記錄的板載存儲器整合在一起。RS232端口與能量儀表進行通信，從遠程系統(tǒng)得到的數(shù)據(jù)可以通過多種通信協(xié)議送入中央服務器中，這些協(xié)議包括TCP/IP或是包括ZigBee、GPRS和CDMA的安全無線模式。
由于NI單板RIO的靈活性和設計，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)視和測量來自不同系統(tǒng)參數(shù)的信號，包含照明、空調(diào)、自動售貨機、內(nèi)燃機發(fā)電機設備和燃料庫。RTU可以處理模擬I/O和數(shù)字I/O，從多個傳感器和源采集數(shù)據(jù)。我們還為NI單板RIO設備創(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特性，用于包括基于網(wǎng)頁接口的Google地圖、無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
我們的認證LabVIEW開發(fā)員成功地創(chuàng)建了完整而簡單的GUI，確保了方便的部署，降低了客戶工程團隊學習的時間。使用LabVIEW的高效工具和LabVIEW的內(nèi)建UI功能，我們在短時間內(nèi)設計了我們的系統(tǒng)軟件。
我們使用LabVIEW實時模塊和LabVIEW FPGA模塊對在NI Single-Board RIO中的實時處理器和FPGA進行編程。使用LabVIEW FPGA，我們可以快速地對FPGA進行編程，提供了定制數(shù)字信號接口訪問子卡。使用LabVIEW和LabVIEW實時模塊的網(wǎng)頁發(fā)布功能，我們添加了可以通過行業(yè)標準的ASP.NET，用來在網(wǎng)頁上遠程查看數(shù)據(jù)的高級功能(數(shù)據(jù)包括能量消耗參數(shù)和地方特定數(shù)據(jù))。這個GUI可以在集成的儀表板中進行查看，并且可以從任何遠程位置通過英特網(wǎng)進行控制。
NI解決方案的優(yōu)點
最初，我們的公司設計團隊創(chuàng)建了定制RTU滿足功率監(jiān)視和控制應用需求，但是因為項目的動態(tài)特性和可擴展解決方案的需求，我們與NI進行了合作。利用來自NI的商業(yè)硬件和軟件技術，我們實現(xiàn)了可靠堅固的解決方案，因為NI嵌入式工具的靈活性和高性能，能夠方便地進行擴展。
此外，因為硬件的可靠性和堅固性以及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)與多種通信服務提供商兼容。NI硬件與軟件還具有用于網(wǎng)頁發(fā)布的內(nèi)建特性，允許部署系統(tǒng)的遠程更新和編程，這對于遠程嵌入式控制和監(jiān)視解決方案是個巨大的優(yōu)勢。
穩(wěn)定的NI系統(tǒng)滿足了我們客戶的動態(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計，我們在破紀錄的時間內(nèi)，設計并集成了一個綜合的能量管理解決方案。
