Vestavné počítače Moxa pro kolejová vozidla

www.elvac.eu Vestavné počítače Moxa pro kolejová vozidla Michal Kahánek

Typické nepříznivé vlivy u počítačů provozovaných ve vozidlech Kritické provozní podmínky ve vozidlech Provozní teplota -40 C až 70 C, vibrace/rázy, EMC, Nejčastější problém: Komerční HDD jsou citlivé na poškození vysokou teplotou, vibracemi nebo rázy. Speciální napájecí systémy na palubě Nestabilní napěťová úroveň, přepětí, proudové rázy, Nejčastější problém: Poškození systémových obvodů energetickými špičkami. Prediktivní údržba a diagnostika Různé provozní podmínky během provozu, Nejčastější problém: Uuživatelé nejsou schopni vyhodnotit, jestli jsou jejich komponenty schopny spolehlivě pracovat ve všech podmínkách, které se mění během provozu vlaku.

Technologie a normy používané na železnici EN 50155 T1/TX normy pro elektronická zařízení drážních vozidel EN 50121-4 norma pro elektromagnetické emise a odolnost zabezpečovacích a sdělovacích drážních zařízení IEC 61373 norma pro zkoušky rázy a vibracemi u drážních zařízení Conformal Coating povrchová úprava zvyšující odolnost desek plošných spojů proti agresivním vlivům Vibrace a rázy -40 až 75 o C EMC

Rozdíl mezi vzorovým domem a samostatným projektem Vzorový dům Není 100% vhodný pro všechna prostředí Jeden model pro všechny aplikace Problémy se spolehlivostí a funkcí Staví se postupnou integrací samostatných částí Samostatný vývoj jednotlivých částí Nábytek se vybírá nakonec, nepočítá se s ním v průběhu návrhu Těžko se identifikuje zodpovědnost za problémy Při použití materiálů od různých výrobců se obtížně zjišťuje příčina a řeší problémy Samostatný projekt Návrh dle individuálních požadavků Správné řešení pro každé specifické prostředí Spolehlivý a funkční Návrh a stavba od základních komponent Zohlednění všech potřeb Všechny prostory a nábytek jsou dobře navrženy a využity Profesionální dodavatel Návrh na míru, snadné řešení problémů

Kompatibilita, stabilita, spolehlivost Výrobce Rozdíl mezi výrobcem a vývojářem Bez specifických řešení pro konkrétní vertikální trhy Univerzální model pro všechny aplikace Problémy se stabilitou a spolehlivostí Integruje moduly a desky od různých výrobců Samostatný vývoj jednotlivých částí Vývoj jednotlivých obvodových modulů probíhá nezávisle, při vývoji nejsou zohledněny všechny závislosti Závislost na vnějších zdrojích Nepoužívají celkový vlastní návrh, komplikace při řešení problémů Vývojář Zohlednění požadavků vertikálních trhů Specifické modely pro každé průmyslové odvětví Spolehlivý a stabilní Vyvinuto od základu jedním vývojovým týmem Zohlednění všech potřeb Výsledné požadavky a řešení jsou zohledněny na počátku vývoje Profesionální dodavatel Celé řešení od hardwaru po software od jednoho dodavatele

Tři hlavní přednosti vlakových počítačů Moxa V čem jsou lepší než ostatní Garantovaná kvalita a služby Teplotní stabilita 1. Garance nesnížení výkonu CPU při okolní teplotě 70 C (testováno nástrojem BurnIn Test) 2. Certifikace dle EN50155 Tx 3. Stabilita při vysokých teplotách: testuje se v komoře bez ventilace, podmínky blízké reálnému použití, odvod tepla pouze přirozeným prouděním Odolnost proti vibracím 1. Patentované řešení 2. Garantovaná možnost použití HDD 3. Certifikováno vibračními testy podle EN50155 s nainstalovaným HDD, ne pouze SSD, doloženo reportem 4. Úspora nákladů díky možnosti použití HDD místo SSD HW/SW podpora a služby 1. Podpora uživatelů při řešení problémů s vývojem aplikací 2. Konzultace a vývoj vlastních ovladačů 3. Vývoj zákaznických aplikací

Systematický návrh chlazení Řešení pro spolehlivý provoz v režimu 7 x 24 Optimální chlazení bez ventilátorů i při velkém výkonu! 1. Odvod tepla je brán v úvahu už ve stádiu návrhu DPS 2. Rovnoměrné rozmístění součástek s velkou produkcí tepla na DPS 3. Návrh společného odvodu tepla ze všech komponent v systému místo samostatného chlazení jednotlivých komponent

Krok 1 Systematický návrh chlazení Zohlednění od rozmístění součástek na DPS příprava na optimální teplotní návrh systému I/O Oblast Oblast s vysokou produkcí tepla Chráněná oblast Cesty odvodu tepla z DPS CF Konektor CPU a chipset Výkonová oblast I/O oblast

Krok 2 Systematický návrh chlazení Optimalizace odvodu tepla Odvod tepla Odvod tepla I/O Oblast I/O Oblast Řešení Rozvržení polohy součástek s velkou produkcí tepla na DPS s využitím softwarových nástrojů optimalizace efektivního odvodu tepla Teplo se odvádí do okolí přes plochu chladiče maximalizace plochy chladících prvků Odvod tepla

Krok 3 Systematický návrh chlazení Přirozená proudění vzduchu Studený vzduch rozteč výška t Hot Air Chladící kryt Přirozené proudění Vedení Vedení Oblast s velkou produkcí tepla

Ověření návrhu v reálných testech Nucená ventilace vs. přirozené proudění Testovací komora s nucenou ventilací Urychluje odvod tepla z testovaného zařízení a snižuje vlhkost (Rychlost proudění vzduchu > 0.5 m/s) Topná jednotka Testovací komora s přirozeným prouděním Simulace reálného prostředí Proudění vyvolané pouze rozdílem teplot Reálná instalace Rozvaděč (Bez ventilátorů) Topná jednotka Topná jednotka Komora s přirozeným prouděním tepla (Bez ventilátorů)

Mechanická odolnost 3 metody zvyšující odolnost proti vibracím 2 Zpevnění 3 Tlumení 1 Nesymetričnost

1. metoda Nesymetričnost Harmonická vlnění nebo vibrace se sčítají a způsobují mechanickou rezonanci. Držák HDD je připevněn na 4 sloupcích v asymetrických pozicích v různých vzájemných vzdálenostech. Držák tím narušuje harmonizaci vibrací, která by mohla poškodit HDD.

2. metoda Zpevnění Největší amplituda vlnění je uprostřed HDD Zpevnění velkých ploch narušuje vlnění, které postupuje od okrajů HDD směrem ke středu.

3. metoda Tlumení Snížení amplitudy vibrací pohlcením energie strukturou tlumících prvků

Ověření návrhu v reálných testech Vibrační testy dle EN50155, testováno s instalovanými HDD Na vyžádání můžeme dodat kompletní reporty z testů!!!

Specifikace počítačů V2406A, V2416A, V2426A Nejspolehlivější počítače pro trakční vozidla CPU Intel Celeron nebo i7 Předinstalovaný 8GB Flash disk a 4GB DDR3 DRAM Dva CFast sloty pro OS a data 2x Gigabit LAN port s M12 konektory pro lepší stínění a mechanickou odolnost V2406A Základní model Dva DVI-I porty Bezventilátorové chlazení splňující EN 50155 Class T1/TX OS Windows Embedded Standard 7 nebo Linux Debian 7 V2416A Větší úložná kapacita Vnější rozměry shodné s předchozí generací generation 1x interní SATA-II konektor (pouze u V2406A a V2426A) 2x hot swapp HDD/SSD slot ( pouze u V2416A) 2x rozšiřující slot ( pouze u V2426A) V2426A Větší rozšiřitelnost

V2406A Kompaktní, bezventilátorové počítače odolné proti vibracím Vhodný pro systémy: Auto Train Supervision Passenger Info. System CPU Intel Celeron nebo Core-i7: 2-3x výkonnější než u předchozí generace Rozsah provozních teplot -40 až 70 C: odolnost pro provoz v nepříznivých podmínkách Ready-to-run OS: Windows Embedded Standard 7 nebo Linux Debian 7, včetně ovladačů Spolehlivost: splňuje potřebné části specifikace EN 50155 Zálohování OS: zvenku přístupný CFast slot pro obnovu OS V2406A-C2 V2406A-C2-T V2406A-C2-CT-T V2406A-C2-W7E V2406A-C2-T-W7E V2406A-C7 V2406A-C7-T V2406A-C7-CT-T V2406A-C7-T-W7E x86 vestavný počítač s CPU Intel Celeron 1047UE, 2x DVI, 2x LAN, 4x sériový port, 6x DI, 2x DO, 3x USB 2.0 port, 1x CFast socket pro vyměnitelnou kartu, 1x interní CFast socket, předinstalovaná 4 GB DDR3 RAM, napájení 12 až 48 VDC, splňuje EN 50155 Class T1/Tx, Conformal Coating (pouze na objednávku) x86 vestavný počítač s CPU Intel Celeron 1047UE, 2x DVI, 2x LAN, 4x sériový port, 6x DI, 2x DO, 3x USB 2.0 port, 1x CFast socket pro vyměnitelnou kartu, 1x interní CFast socket s předinstalovanou kartou, předinstalovaná 4 GB DDR3 RAM, napájení 12 až 48 VDC, OS Windows Embedded Standard 7, splňuje EN 50155 Class T1/Tx x86 vestavný počítač s CPU Intel Core-i7 3517UE, 2x DVI, 2x LAN, 4x sériový port, 6x DI, 2x DO, 3x USB 2.0 port, 1x CFast socket pro vyměnitelnou kartu, 1x interní CFast socket, předinstalovaná 4 GB DDR3 RAM, napájení 12 až 48 VDC, splňuje EN 50155 Class T1/Tx, Conformal Coating (pouze na objednávku) x86 vestavný počítač s CPU Intel Core-i7 3517UE, 2x DVI, 2x LAN, 4x sériový port, 6x DI, 2x DO, 3x USB 2.0 port, 1x CFast socket pro vyměnitelnou kartu, 1x interní CFast socket s předinstalovanou kartou, předinstalovaná 4 GB DDR3 RAM, napájení 12 až 48 VDC, OS Windows Embedded Standard 7, splňuje EN 50155 Class T1/Tx

V2416A Kompaktní, bezventilátorové počítače odolné proti vibracím Vhodný pro systémy: Passenger Info. System Network Video Recorder CPU Intel Celeron nebo Core-i7: 2-3x výkonnější než u předchozí generace Rozsah provozních teplot -40 až 70 C: odolnost pro provoz v nepříznivých podmínkách Ready-to-run OS: Windows Embedded Standard 7 nebo Linux Debian 7, včetně ovladačů Dva hot-swapp diskové šuplíky: pro disková pole s velkou úložnou kapacitou Zálohování OS: zvenku přístupný CFast slot pro obnovu OS V2406A-C2 V2406A-C2-T V2406A-C2-CT-T V2406A-C2-W7E V2406A-C2-T-W7E V2406A-C7 V2406A-C7-T V2406A-C7-CT-T V2406A-C7-T-W7E x86 vestavný počítač s CPU Intel Celeron 1047UE, 2x DVI, 2x LAN, 4x sériový port, 6x DI, 2x DO, 3x USB 2.0 port, 1x CFast socket pro vyměnitelnou kartu, 1x interní CFast socket, předinstalovaná 4 GB DDR3 RAM, 2x hot-swapp diskový šuplík, napájení 12 až 48 VDC, splňuje EN 50155 Class T1/Tx, Conformal Coating (pouze na objednávku) x86 vestavný počítač s CPU Intel Celeron 1047UE, 2x DVI, 2x LAN, 4x sériový port, 6x DI, 2x DO, 3x USB 2.0 port, 1x CFast socket pro vyměnitelnou kartu, 1x interní CFast socket s předinstalovanou kartou, předinstalovaná 4 GB DDR3 RAM, 2x hot-swapp diskový šuplík, napájení 12 až 48 VDC, OS Windows Embedded Standard 7, splňuje EN 50155 Class T1/Tx x86 vestavný počítač s CPU Intel Core-i7 3517UE, 2x DVI, 2x LAN, 4x sériový port, 6x DI, 2x DO, 3x USB 2.0 port, 1x CFast socket pro vyměnitelnou kartu, 1x interní CFast socket, předinstalovaná 4 GB DDR3 RAM, 2x hot-swapp diskový šuplík, napájení 12 až 48 VDC, splňuje EN 50155 Class T1/Tx, Conformal Coating (pouze na objednávku) x86 vestavný počítač s CPU Intel Core-i7 3517UE, 2x DVI, 2x LAN, 4x sériový port, 6x DI, 2x DO, 3x USB 2.0 port, 1x CFast socket pro vyměnitelnou kartu, 1x interní CFast socket s předinstalovanou kartou, předinstalovaná 4 GB DDR3 RAM, 2x hot-swapp diskový šuplík, napájení 12 až 48 VDC, OS Windows Embedded Standard 7, splňuje EN 50155 Class T1/Tx

Ověřené modely Disky pro V2416A Parametry testů: Čtení/zápis při proměnné teplotě Vibrační test dle EN 50155 Výrobce Typ Model Kapacita Provozní teplota Seagate HDD ST1000LM014 1TB 0 ~ 60 C Seagate HDD ST500LM000 500GB 0 ~ 60 C Toshiba HDD MQ01ABD100 1TB 5 ~ 55 C Western Digital Western Digital HDD WD10JUCT 1TB 0 ~ 60 C HDD WD10JFCX 1TB 0 ~ 60 C HGST HDD HTS541010A9E680 1TB 0 ~ 60 C HGST HDD HTS541515A9E630 1.5TB 0 ~ 60 C Seagate HDD ST2000LM003 2 TB 0 ~ 60 C

V2426A Kompaktní, bezventilátorové počítače odolné proti vibracím Vhodný pro systémy: Rolling Stock Gateway Auto Train Supervision CPU Intel Celeron nebo Core-i7: 2-3x výkonnější než u předchozí generace Rozsah provozních teplot -40 až 70 C: odolnost pro provoz v nepříznivých podmínkách Ready-to-run OS: Windows Embedded Standard 7 nebo Linux Debian 7, včetně ovladačů Dva rozšiřující sloty pro periferie: pro moduly rozšiřující komunikační možnosti Zálohování OS: zvenku přístupný CFast slot pro obnovu OS V2406A-C2 V2406A-C2-T V2406A-C2-CT-T V2406A-C2-W7E V2406A-C2-T-W7E V2406A-C7 V2406A-C7-T V2406A-C7-CT-T V2406A-C7-T-W7E x86 vestavný počítač s CPU Intel Celeron 1047UE, 2x DVI, 2x LAN, 4x sériový port, 6x DI, 2x DO, 3x USB 2.0 port, 1x CFast socket pro vyměnitelnou kartu, 1x interní CFast socket, předinstalovaná 4 GB DDR3 RAM, 2x rozšiřující slot pro periferie, napájení 12 až 48 VDC, splňuje EN 50155 Class T1/Tx, Conformal Coating (pouze na objednávku) x86 vestavný počítač s CPU Intel Celeron 1047UE, 2x DVI, 2x LAN, 4x sériový port, 6x DI, 2x DO, 3x USB 2.0 port, 1x CFast socket pro vyměnitelnou kartu, 1x interní CFast socket s předinstalovanou kartou, předinstalovaná 4 GB DDR3 RAM, 2x rozšiřující slot pro periferie, napájení 12 až 48 VDC, OS Windows Embedded Standard 7, splňuje EN 50155 Class T1/Tx x86 vestavný počítač s CPU Intel Core-i7 3517UE, 2x DVI, 2x LAN, 4x sériový port, 6x DI, 2x DO, 3x USB 2.0 port, 1x CFast socket pro vyměnitelnou kartu, 1x interní CFast socket, předinstalovaná 4 GB DDR3 RAM, 2x rozšiřující slot pro periferie, napájení 12 až 48 VDC, splňuje EN 50155 Class T1/Tx, Conformal Coating (pouze na objednávku) x86 vestavný počítač s CPU Intel Core-i7 3517UE, 2x DVI, 2x LAN, 4x sériový port, 6x DI, 2x DO, 3x USB 2.0 port, 1x CFast socket pro vyměnitelnou kartu, 1x interní CFast socket s předinstalovanou kartou, předinstalovaná 4 GB DDR3 RAM, 2x rozšiřující slot pro periferie, napájení 12 až 48 VDC, OS Windows Embedded Standard 7, splňuje EN 50155 Class T1/Tx

Periferní moduly pro V2426A CAN modul HSDPA, GPS, WLAN (11n) modul 8 DI + 8 DO modul DVI-I + VGA modul 2x rozšiřující slot pro periferie Na výběr je 6 periferních modulů RS232/422/485 modul s DB9 Univerzální mini PCI/PCIe modul

Rekapitulace na závěr Počítače Moxa jsou jedny z nejmenších v poměru k výkonu. Dosaženo je toho následujícími návrhovými postupy: Návrh DPS od základních součástek Mechanická konstrukce a řešení odvodu tepla na míru DPS Moxa je jediný výrobce používající konektory M12 s X-kódováním X-kódování nabízí lepší stínění pro vysokorychlostní datové přenosy Moxa je jediný výrobce, který provádí teplotní testy dle normy EN50155 Tx v komoře bez nucené ventilace Garantujeme provoz při teplotách do 70 C bez poklesu výkonu Moxa je jediný výrobce, který testuje vibrace a rázy dle normy EN50155 u počítačů s instalovanými HDD

O Společnosti Děkujeme Vám za pozornost www.elvac.eu Hasičská 53, 700 30 Ostrava - Hrabůvka Czech Republic Phone: +420 597 407 100 E-mail: info@elvac.eu Web: www.elvac.eu