NI CompactRIO 制御・集録システム

• 耐久性に優れた小型の組込制御･データ集録システム
• NI LabVIEW グラフィカルプログラミングによる迅速な開発
• 信頼性の高いスタンドアロン/分散操作を実現する組込リアルタイムプロセッサ搭載
• カスタムハードウェアの柔軟性、性能、信頼性を高める FPGA チップを搭載
• 信号調節機能を内蔵したホットスワップ可能な工業用 I/O モジュールによりあらゆるセンサやアクチュエータへの直接接続が可能
• 工業認定および評価
  • 使用周辺温度：-40～70°C
  • 絶縁電圧（耐久）：最大2,300 V（実効値）
  • 耐衝撃性：50 G
  • 国際安全基準：電磁適合性（EMC）、環境対応性に準拠
  • 危険環境に対しClass I、Division 2の評価
  • 2つの9-30 VDC 電源入力、低消費電力（標準値7～10 W）

ナショナルインスツルメンツの CompactRIO プログラマブルオートメーションコントローラ（PAC）は、高性能および高信頼性を必要とするアプリケーションのための組込制御/データ集録システムです。オープンな組込アーキテクチャ、小型サイズ、高い堅牢性、柔軟性などを特徴としたこのシステムを使用すれば、商用（COTS）ハードウェアを使ってカスタム組込システムを短時間で構築することが可能です。NI CompactRIO は LabVIEW FPGA および LabVIEW Real-Time テクノロジに基づいて動作するため、使いやすいグラフィカルプログラミングツールで CompactRIO 組込システムの設計、プログラミング、およびカスタマイズを行うことができます。

CompactRIO は、組込リアルタイムプロセッサに高性能の FPGA とホットスワップ可能な I/O モジュールを組み合わせたものです。各 I/O モジュールは FPGA に直接接続されているため、タイミングと I/O 信号処理の低レベルでのカスタマイズが可能です。FPGA と組込リアルタイムプロセッサの接続には高速 PCI バスが使用されています。つまり、ローレベルハードウェアリソースへのオープンアクセス機能を備えた低コストアーキテクチャということになります。LabVIEW にはデータ転送メカニズムが内蔵されているため、I/O モジュールから FPGA、または FPGA から組込プロセッサにデータを渡して、リアルタイム解析、後処理、データロギング、ネットワーク接続されたホストコンピュータとの通信などを行うことができます。

Cシリーズ I/O モジュール

電圧、電流、熱電対、RTD、加速度計、歪みゲージなどの入力、最大±60 V の同時サンプリングアナログ I/O、12、24、および48 V の工業用デジタル I/O、5 V/TTL デジタル I/O、カウンタ/タイマ、パルス生成、高電圧/電流リレーなど、様々な種類の I/O に対応しています。これらのモジュールは、幅広い電圧範囲と工業用信号タイプに対応した信号調節機能を内蔵しているため、C シリーズモジュールから直接センサやアクチュエータに接続できます。

FPGA

組込 FPGA とは、LabVIEW FPGA ツールを使ってプログラミングできる再構成可能な高性能チップです。以前は、複雑な設計言語を習得しなければ FPGA をプログラミングすることはできませんでした。しかし、LabVIEW ツールを使うことで、誰でも FPGA のプログラミングとカスタマイズができるようになりました。FPGA ハードウェアを CompactRIO に組込むことで、アナログ/デジタル I/O のカスタムタイミング、トリガ、同期、制御、および信号処理機能を実装することが可能となります。

リアルタイムプロセッサ

CompactRIO 組込システムには、信頼性の高いウインドリバー社の VxWorks リアルタイムオペレーティングシステム上で LabVIEW Real-Time アプリケーションを確定的に実行する、フリースケール社の工業用400 MHz MPC 5200プロセッサが採用されています。LabVIEW には、CompactRIO 組込システム内の FPGA とリアルタイムプロセッサ間でデータを送受信するための関数が搭載されています。600種類以上の標準 LabVIEW 関数の中から必要な関数を選んで、リアルタイム制御、解析、データロギング、通信を行えるマルチスレッド組込システムを構築することができます。また、既存の C/C++コードを LabVIEW Real-Time コードに統合して、開発時間を短縮することもできます。

サイズと重さ

サイズ、重さ、および I/O チャンネル密度は、多くの組込み式アプリケーションで重要な設計条件となります。4スロットの再構成可能組込システムは、外形寸法が179.6×88.1×88.1 mm（7.07×3.47×3.47 in.）で重さはわずか1.58 kg（3.47 lb）です。

アプリケーション例

低価格ながら信頼性が高く、大容量の組込み計測・制御アプリケーションに適した CompactRIO を使用すれば、広範なアプリケーションの難題に対処することができます。特に以下のアプリケーションに最適です。

• 車載データ集録/ロギング/制御
• 装置の状態監視・保護
• 組込システムの試作
• リモート/分散監視
• 組込データロギング
• カスタム多軸モーションコントロール
• 電気出力監視/パワーエレクトロニクス制御
• 油圧サーボや重機の制御
• バッチ/ディスクリート制御
• モバイル/ポータブル NVH（騒音、振動、乗り心地）解析

CompactRIO プラットフォームの3つの構成

再構成可能な組込システムには、モジュール式と統合型の2種類の構成があります。モジュール式構成の場合、FPGA を搭載した組込コントローラシャーシは別売となります。システム構成と性能の選択肢において最も柔軟性が高いのがモジュール式構成です。統合型構成は、FPGA 搭載のシャーシとコントローラを1つのユニットにまとめたものです。高度なシステム性能が実現可能で、大規模アプリケーションに適しています。

R シリーズ拡張システム
この構成では、CompactRIO 拡張シャーシを FPGA ベースの PCI/PXI R シリーズインテリジェントデバイスのデジタルポートに接続します。R シリーズデバイスは、全てのデスクトップ PC、シングルボードコンピュータ、Windows または LabVIEW Real-Time 搭載の PXI システムに対応しています。FPGA は R シリーズデバイスに搭載されており、cRIO-9151拡張シャーシと C シリーズ I/O モジュールを使用することで高性能信号調節機能と絶縁機能を追加することができます。

高速リモートインタフェース
この構成の NI cRIO-9052高速リモートインタフェースは、CompactRIO リアルタイムコントローラに代わるもので、NI cRIO-910x 再構成可能 FPGA シャーシと PC または PXI システム間の高速インタフェースを実現します。NI cRIO-9052を使用すると、CompactRIO シャーシ内にある FPGA と最大50 MB/秒で通信することができます。この組み合わせは、FPGA の柔軟性や PC との高速通信を必要とするアプリケーションに最適なリモートソリューションです。CompactRIO 高速リモートシステムは、PC または PXI システム上で実行する LabVIEW Windows アプリケーションまたは LabVIEW Real-Time アプリケーションに接続できます。

追加資料

• CompactRIO システムの構成