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:

　　有效控制和監視能量參數和企業關鍵基礎設施和資產的消耗，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:

　　創建堅固靈活的嵌入式功率電源監視與控制系統，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開發的UI讓我們的客戶能夠監視他們設備的多個參數，包括HVAC、內燃機渦輪發電機、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，快速完成原型開發，節省了六個月的開發時間。"

　　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品開發服務。我們提供先進的設計和驗證服務、研發支持、解決方案設計、工程、項目管理、專用技術和系統集成解決方案。因為我們是NI聯盟合作伙伴，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。

嵌入式功率監視與控制系統

　　我們的遠程設施管理系統(RFMS)精確地監視和控制設備或是基礎設施的總能量消耗。它提供了對參數的無限制實時訪問，從內燃機發電機、HVAC、指示牌、安全系統、冷藏設備、照明系統、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視和控制不同的目標，從而將RFMS變成有效的能量消耗與優化的理想系統。

　　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的，所以燃料補充的頻率大大降低了，燃料消耗統計變得更為精確，燃料丟失問題也得到了解決。遠程控制特性提供了數字指示牌和空調的統一開關控制。隨著安裝的RTU分支的增加，能量消耗也節省的越多。由于辦公室統一政策，在客戶服務質量上獲得了巨大的提高，我們的客戶也在能源節省方面起到了先鋒作用。此外，因為RFMS的性能，我們的客戶通過節省能源，在六個月內回收了這個方案開發的成本。

為功率監視和控制設計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視系統。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專用I/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、現場可編程門陣列(FPGA)和數字I/O線路與以太網、RS232端口和用于數據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，從遠程系統得到的數據可以通過多種通信協議送入中央服務器中，這些協議包括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，我們創建了定制中間子卡并將它直接連接到終端數字I/O接頭上。子卡包含定制的信號調理，可以滿足一系列傳感器的I/O要求。這些傳感器監視和測量來自不同系統參數的信號，包含照明、空調、自動售貨機、內燃機發電機設備和燃料庫。RTU可以處理模擬I/O和數字I/O，從多個傳感器和源采集數據。我們還為NI單板RIO設備創建了外殼，子卡可以方便地部署到任何環境中。此外，LabVIEW和NI Single-Board RIO還讓我們可以方便地在功率監視和控制嵌入式解決方案中添加高級特性，用于包括基于網頁接口的Google地圖、無線連接和與多種模擬數字傳感器的連接。

基于LabVIEW的軟件解決方案

　　我們的認證LabVIEW開發員成功地創建了完整而簡單的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的內建UI功能，我們在短時間內設計了我們的系統軟件。

　　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，提供了定制數字信號接口訪問子卡。使用LabVIEW和LabVIEW實時模塊的網頁發布功能，我們添加了可以通過行業標準的ASP.NET，用來在網頁上遠程查看數據的高級功能(數據包括能量消耗參數和地方特定數據)。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進行控制。

NI解決方案的優點

　　最初，我們的公司設計團隊創建了定制RTU滿足功率監視和控制應用需求，但是因為項目的動態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的商業硬件和軟件技術，我們實現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，我們創建的RTU解決方案能夠在不同天氣狀態下工作，并且在次大陸內與多種通信服務提供商兼容。NI硬件與軟件還具有用于網頁發布的內建特性，允許部署系統的遠程更新和編程，這對于遠程嵌入式控制和監視解決方案是個巨大的優勢。

　　穩定的NI系統滿足了我們客戶的動態需求。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，設計并集成了一個綜合的能量管理解決方案。