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NI CompactRIO : système de contrôle et d'acquisition de données

  • Système embarqué compact et durci pour le contrôle et l'acquisition de données
  • Programmation graphique NI LabVIEW, pour un développement rapide
  • Processeur temps réel embarqué, pour des opérations autonomes ou distribuées fiables
  • Intègre un circuit FPGA qui offre la flexibilité, les performances et la fiabilité du matériel personnalisé
  • Inclut des modules industriels d'E/S échangeables à chaud avec un conditionnement du signal intégré, pour une connexion directe à un large éventail de capteurs et d'actionneurs
  • Offre des certifications et des classements industriels extrêmes :
    • Température de fonctionnement de - 40 à 70° C (- 40 à 158° F)
    • Isolation (soutenue) jusqu'à 2300 Veff
    • Classement de résistance aux chocs de 50 g
    • Certifications de sécurité internationales, EMC et environnementales
    • Classement pour les emplacements dangereux de Classe I, Division 2
    • Alimentations doubles de 9 à 35 Vcc, faible consommation (typique de 7 à 10 W)

Le contrôleur d'automatismes programmables CompactRIO de National Instruments est un système de contrôle et d'acquisition de données embarqué avancé, destiné aux applications qui nécessitent des performances et une fiabilité élevées. Grâce à l'ouverture du système, à l'architecture embarquée, à sa taille compacte, à son extrême robustesse et à sa flexibilité, les ingénieurs et les développeurs de systèmes embarqués peuvent utiliser du matériel standard pour bâtir rapidement des systèmes embarqués personnalisés. NI CompactRIO est accompagné des technologies National Instruments LabVIEW FPGA et LabVIEW Real-Time, qui permettent aux ingénieurs de concevoir, programmer et personnaliser le système embarqué CompactRIO, grâce à des outils de programmation graphique d'emploi aisé.

CompactRIO combine un processeur temps réel embarqué, un FPGA hautes performances et des modules d'E/S échangeables à chaud. Chaque module d'E/S est directement connecté au FPGA, en offrant une personnalisation bas niveau du cadencement et du traitement des signaux d'E/S. Le FPGA est connecté à un processeur temps réel embarqué via un bus PCI haute vitesse. Cette architecture faible coût est constituée d'accès ouverts aux ressources matérielles bas niveau. LabVIEW contient des mécanismes de transfert intégrés, afin de transmettre les données des modules d'E/S vers le FPGA, et également du FPGA vers le processeur embarqué, pour une analyse, un post-traitement, un enregistrement de données ou des communications, tous embarqués, vers un ordinateur hôte en réseau.

Modules d'E/S de la Série C

Un large éventail de types d'E/S est disponible, y compris des entrées de tension, d'intensité, de thermocouple, de RTD, d'accéléromètre et de jauge de contrainte ; des E/S à échantillonnage simultané jusqu'à ± 60 V ; des E/S numériques industrielles 12, 24 et 48 V ; des E/S numériques TTL/5 V ; des compteurs/timers ; une génération d'impulsions et des relais haute tension/intensité. Comme les modules peuvent contenir un conditionnement du signal intégré pour des gammes de tension ou des types de signaux industriels étendus, il est habituellement possible de connecter des fils directement à partir des modules de la Série C à vos capteurs et à vos actionneurs.

FPGA

Le circuit FPGA embarqué est un circuit hautes performances et reconfigurable, que les ingénieurs peuvent programmer grâce aux outils LabVIEW FPGA. Traditionnellement, les concepteurs de systèmes FPGA étaient obligés d'apprendre et d'utiliser des langages de conception complexes, tels que le VHDL, pour programmer des FPGA. Désormais, n'importe quel ingénieur ou scientifique peut utiliser les outils graphiques LabVIEW pour programmer et personnaliser des FPGA. En utilisant le matériel FPGA embarqué dans CompactRIO, il est possible d'implémenter un cadencement, un déclenchement, une synchronisation, un contrôle et un traitement du signal personnalisés, pour les E/S analogiques et numériques.

Processeur temps réel

Le système embarqué CompactRIO offre un processeur industriel MPC5200 400 MHz de Freescale, qui exécute de manière déterministe les applications LabVIEW Real-Time sous le système d'exploitation temps réel fiable VxWorks de Wind River. LabVIEW possède des fonctions intégrées pour le transfert de données entre le FPGA et le processeur temps réel, dans le système embarqué CompactRIO. Faites votre choix parmi plus de 600 fonctions intégrées pour bâtir votre système embarqué multithread, pour le contrôle, l'analyse, l'enregistrement de données et les communications temps réel. Il est également possible d'intégrer du code existant C/C++ au code LabVIEW Real-Time pour économiser du temps de développement.

Taille et poids

La taille, le poids et la densité des E/S sont des exigences de conception critiques dans de nombreuses applications embarquées. Un système embarqué reconfigurable à quatre emplacements mesure 179,6 mm X 88,1 mm X 88,1 mm (7,07 pouces X 3,47 pouces X 3,47 pouces) et pèse seulement 1,58 kg (3,47 livres).

Exemples d'applications

Grâce au faible coût et à la fiabilité de la plate-forme CompactRIO, ainsi que grâce à son adaptation aux applications embarquées de mesure et de contrôle d'envergure, il est possible de l'adapter pour résoudre un large éventail de défis de l'industrie et de défis d'application. Parmi les exemples, citons les activités suivantes :

  • Acquisition de données, enregistrement de données et contrôle à bord de véhicules
  • Surveillance et protection de fonctionnement des machines
  • Prototypage de systèmes embarqués
  • Surveillance à distance et distribuée
  • Enregistrement embarqué de données
  • Contrôle personnalisé de moteurs multi-axes
  • Surveillance de la puissance électrique et contrôle de l'électronique de puissance
  • Commandes servo-hydrauliques et de machines lourdes
  • Contrôle discret et par lots
  • Analyses de bruit, vibrations et rudesse (BVR) mobiles/portables

La plate-forme CompactRIO est disponible en trois configurations :

Le système embarqué reconfigurable est décliné en deux configurations : modulaire et intégrée. Dans la configuration modulaire, le contrôleur embarqué et le châssis contenant le FPGA sont vendus séparément. La configuration modulaire offre le plus de flexibilité en termes de configuration du système et de sélection des performances. La configuration intégrée combine le contrôleur et le châssis contenant le FPGA dans un seul module. Cette configuration offre un niveau élevé de performances du système et représente une solution idéale pour les applications d'envergure.

Système d'extension CompactRIO de la Série R
Dans cette configuration, un châssis d'extension CompactRIO se connecte au port numérique d'un matériel d'acquisition de données intelligent PCI ou PXI basé FPGA de la Série R. Il est possible d'installer le matériel de la Série R dans n'importe quel PC de bureau, dans un ordinateur à une seule carte ou dans un système PXI sous Windows ou sous LabVIEW Real-Time. Le FPGA réside sur le matériel de la Série R. Le châssis d'extension cRIO-9151 et les modules d'E/S de la Série C ajoutent un conditionnement du signal et une isolation hautes performances au matériel de la Série R.

Système d'interface haute vitesse à distance CompactRIO
Dans cette configuration, le contrôleur à distance haute vitesse NI cRIO-9052 remplace un contrôleur temps réel CompactRIO pour offrir une interface haute vitesse entre n'importe quel châssis FPGA reconfigurable NI cRIO-910x et un ordinateur portable, un système PXI ou un PC. Avec le NI cRIO-9052, les ingénieurs peuvent s'interfacer avec le FPGA dans un châssis CompactRIO, à des vitesses pouvant atteindre 50 Mo/s. Le résultat est une solution à distance, reconfigurable, idéale pour des applications qui nécessitent la flexibilité d'un FPGA et une interface haute vitesse, destinées à un ordinateur portable ou à un PC. Il est possible de choisir d'interfacer le système à distance haute vitesse CompactRIO à une application Windows LabVIEW qui s'exécute sur un ordinateur portable, un PC ou un système PXI, ou à une application LabVIEW Real-Time qui s'exécute sur un système PC ou PXI.

Ressources supplémentaires :