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Sistema di controllo e acquisizione NI CompactRIO

  • Sistema embedded robusto e compatto per il controllo e l'acquisizione dati
  • Sfrutta la potenza degli strumenti di programmazione grafica di LabVIEW di national Instruments per uno sviluppo rapido dei sistemi
  • Caratterizzato da un processore real-time embedded per operazioni affidabili stand-alone o distribuite
  • Integra un chip FPGA embedded che permette di ottenere la flessibilità, le prestazioni e l'affidabilità dell'hardware custom
  • Include moduli I/O industriali inseribili a caldo con condizionamento del segnale integrato per il collegamento diretto ad un'ampia gamma di sensori e attuatori
  • Certificato ed adatto agli utilizzi in ambienti industriali ostili:
    • Temperatura di funzionamento compresa tra -40 e 70 °C
    • Isolamento fino a 2300 Vrms
    • Resistenza agli urti fino a 50 g
    • Certificazioni internazionali di sicurezza, EMC e ambientali
    • Sicurezza per l'uso in aree perricolose di Classe I e Divisione 2
    • Doppia alimentazione in ingresso da 9 a 35 VDC e basso consumo (tra i 7 ed i 10 W)

CompactRIO, piattaforma PAC (Programmable Automation Controller) di National Instruments, è un sistema embedded per il controllo avanzato e l'acquisizione dati, progettato per applicazioni che richiedono alte prestazioni ed affidabilità. Grazie all'architettura aperta ed embedded ed alle caratteristiche di sistema compatto, robusto e flessibile, ingegneri e sviluppatori embedded possono usare hardware commerciali per realizzare velocemente sistemi personalizzati. NI CompactRIO si basa sulle tecnologie LabVIEW FPGA e LabVIEW Real-Time di National Instruments ed offre agli ingegneri la possibilità di progettare, programmare e personalizzare il sistema embedded CompactRIO con la facilità d'uso degli strumenti di programmazione grafica.

CompactRIO combina un processore real-time embedded, un chip FPGA ad alte prestazioni e moduli di I/O inseribili a caldo. Ciascun modulo I/O è connesso direttamente con il chip FPGA. Il chip FPGA è connesso al processore real-time embedded attarverso un bus PCI ad alta velocità. Questo definisce un'architettura a basso costo con accesso aperto alle risorse hardware di basso livello. LabVIEW offre meccanismi integrati per il trasferimento dati che passano i dati dai moduli di I/O al chip FPGA e dal chip FPGA al processore real-time embedded per analisi real-time, postprocessing, data-logging o comunicazioni via rete verso un computer host.

Moduli I/O della Serie C

È disponibile una grande varietà di tipi di I/O compresi quelli di tensione, corrente, termocoppie, RTD, accelerometri ed estensimetri; canali analogici di I/O a campionamento simultaneo fino a ±60 V; I/O digitali industriali a 12, 24 e 48 V; I/O digitali 5 V/TTL; contatori/temporizzatori; generatori di impulsi; relay ad alta tensione/corrente. È possibile collegare direttamente i moduli della serie C con sensori ed attuatori, grazie al condizionamento del segnale integrato per intervalli estesi di tensione o tipi di segnale industriale.

FPGA

Il chip embedded FPGA ad alte prestazioni è un chip riconfigurabile che può essere programmato grazie agli strumenti di LabVIEW FPGA. Fino ad ora i progettisti FPGA erano costretti ad apprendere ed utilizzare dei linguaggi complessi come il VHDL per programmare questo tipo di chip. Adesso è possibile usare gli strumenti grafici di LabVIEW per programmare e personalizzare i chip FPGA. Usando l'hardware FPGA integrato in CompactRIO, si possono implementare funzionalità di temporizzazione, triggering, sincronizzazione, controllo ed elaborazione dei segnali per I/O analogici e digitali personalizzati.

Processore real-time

Il sistema embedded CompactRIO è caratterizzato da un processore industriale Freescale MPC5200 da 400 MHz che esegue in modo deterministico applicazioni realizzate con LabVIEW Real-Time sul sistema operativo real-time VxWorks, soluzione affidabile e diffusa di Wind River. LabVIEW ha funzioni integrate per il trasferimento dei dati tra il chip FPGA ed il processore real-time del sistema embedded CompactRIO. Potrai scegliere tra centinaia di funzioni integrate in LabVIEW per creare il tuo sistema embedded multithread per il controllo real-time, l'analisi, la registrazione dati e le comunicazioni. È possibile inoltre integrare del codice C/C++ esistente con il codice LabVIEW Real-Time per risparmiare tempo di sviluppo.

Peso e misure

Peso, dimensioni e densità dei canali sono parametri critici imposti da numerose applicazioni embedded. Un sistema embedded riconfigurabile a quattro slot misura 179,6 per 88,1 per 88,1 mm e pesa appena 1,58 kg.

Esempi di applicazioni

Grazie ai bassi costi e all'affidabilità di CompactRIO, oltre al fatto di essere una piattaforma adatta per applicazioni embedded di misura e controllo da distribuire su vasta scala, potrai risolvere moltissimi problemi industriali e applicativi. Gli esempi comprendono:

  • Acquisizione dati, data-logging e controllo a bordo veicolo
  • Monitoraggio e protezione condizioni macchina
  • Creazione prototipi di sistemi embedded
  • Monitoraggio remoto e distribuito
  • Data-logging embedded
  • Controllo multiassi personalizzato
  • Monitoraggio e controllo potenza elettrica
  • Controllo di macchine servo idrauliche
  • Controllo batch e discreto
  • Analisi mobile/portatile di rumore, vibrazioni e asprezza (NVH)

La piattaforma CompactRIO è disponibile in tre configurazioni:

Il sistema embedded riconfigurabile è disponibile in versione modulare o integrata. In configurazione modulare lo chassis ed il controller embedded contenente il chip FPGA sono venduti separatamente. La configurazione modulare permette la massima flessibilità nella configurazione del sistema e nella definizione delle prestazioni. La configurazione integrata combina il controller e lo chassis contentente il chip FPGA in una singola unità. Questa configurazione offre prestazioni di alto livello ed è ideale per applicazioni su vasta scala.

Sistema di espansione CompactRIO della serie R
In questa configurazione, uno chassis di espansione CompactRIO viene collegato alla porta digitale di una scheda FPGA PCI o PXI Serie R. È possibile installare il dispositivo della Serie R in qualunque PC desktop, computer a scheda singola o sistema PXI basato su Windows o LabVIEW Real-Time. Il chip FPGA è residente nel dispositivo della Serie R mentre lo chassis di espansione cRIO-9151 ed i moduli I/O della Serie C aggiungono l'isolamento ed il condizionamento del segnale ad elevate prestazioni.

Interfaccia remota ad alta velocità CompactRIO
In questa configurazione un controller remoto ad alta velocità NI cRIO-9052 sostituisce il controller real-time CompactRIO per offrire un'interfaccia ad alta velocità fra qualsiasi chassis FPGA riconfigurabile NI cRIO-910x e un laptop, un sistema PXI o un PC. Con NI cRIO-9052 è possibile interfacciarsi al chip FPGA del CompactRIO ad una velocità fino a 50 MB/s. Il risultato è una soluzione remota ideale per applicazioni che richiedono la flessibilità di un FPGA ed una interfaccia ad alta velocità con laptop o PC. È possibile scegliere di interfacciare un sistema remoto ComapctRIO ad alta velocità con una applicazione Windows di LabVIEW in esecuzione su un laptop, un PC o un sistema PXI oppure con una applicazione LabVIEW Real-Time eseguita su un PC o su un sistema PXI.

Altre risorse: