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NI CompactRIO 控制與擷取系統

  • 精緻、堅固的嵌入式控制與資料擷取系統
  • 透過 NI LabVIEW 圖形化程式設計工具的強大功能,適用於快速開發
  • 具有嵌入式即時處理器,可用於獨立或分散式的作業
  • 整合的嵌入式 FPGA 晶片,可提供彈性、可靠,與高效能的客制化硬體。
  • 內建訊號處理功能的可熱插拔工業級 I/O 模組,適於直接連至多種感測器與致動器
  • 具有極高水準的工業級認證與額定規格:
    • -40 ~ 70 °C (-40 ~ 158 °F) 作業溫度
    • 最高 2,300 Vrms 隔離 (抗壓)
    • 50 g 的抗衝擊等級
    • 通用的安全性、EMC,與環境認證
    • Class I 的 Division 2 評比,適用於嚴苛的作業環境
    • 雙 9 ~ 35 VDC 電源輸入、低電源耗用 (一般為 7 ~ 10 W)

NI CompactRIO 可程式化自動控制器 (PAC),為進階的嵌入式控制與擷取系統,適用於高效能與可靠度的應用。透過開放式的系統、嵌入式的架構、精緻小巧的體積、極高的彈性與堅固性,可讓工程師使用現成硬體,快速建立客制化的嵌入式系統。NI CompactRIO 是由 NI LabVIEW FPGA 與 LabVIEW Real-Time 技術提供相關功能,讓工程師可透過簡單易用的程式設計工具,進行 CompactRIO 嵌入式系統的設計、客制化,與程式設計。

CompactRIO 具有嵌入式即時處理器,為高效能的 FPGA,亦為可熱插拔的 I/O 模組。每個 I/O 模組均直接連至 FPGA,提供較低客制化程度的時脈與 I/O 訊號處理。FPGA 可透過高速 PCI 匯流排連接嵌入式即時處理器,即此代表低價位架構可存取低階的硬體資源。LabVIEW 內建資料轉換機制,可於 I/O 模組與 FPGA 之間傳送資料,適用於即時分析、後處理、資料記錄,或溝通網路連結的主機電腦。

C 系列 I/O 模組

NI 提供多種 I/O,包含電壓、電流、熱電偶、RTD、加速規,與應變規輸入;最多 ±60 V 同步化取樣類比 I/O;12、24,與 48 V 工業級數位 I/O;5 V/TTL 數位 I/O;計數器/計時器;脈衝產生;高電壓/電流繼電器。由於針對延伸的電壓範圍或工業級訊號類型,模組均內建訊號處理,因此可直接將 C 系列模組連接至感測器與致動器。

FPGA

嵌入式 FPGA 為高效能的可重設晶片,讓工程師可使用 LabVIEW FPGA 工具進行程式設計。一般來說,FPGA 設計者均必須學習並使用如 VHDL 的複雜設計語言,以針對 FPGA 進行程式設計。現在,任何工程師均可使用圖形化的 LabVIEW 工具,以進行 FPGA 的客制化與程式設計。使用 CompactRIO 中的 FPGA 硬體,即可針對類比與數位 I/O,建置客制化的時脈、觸發、同步化、控制,與訊號處理功能。

Real-Time 處理器

CompactRIO 嵌入式系統具有工業級的 400 MHz Freescale MPC5200 處理器,可於 Wind River VxWorks 即時作業系統中,執行 LabVIEW Real-Time 的應用。LabVIEW 所內建的函式,可於 CompactRIO 嵌入式系統中轉換 PFGA 與即時處理器之間的資料。選擇超過 600 種的 LabVIEW 內建函式,以建立多執行緒的嵌入式系統,適用於即時控制、分析、資料記錄,與通訊。亦可整合現有的 C/C++ 程式碼與 LabVIEW Real-Time 程式碼,以節省開發時間。

體積與重量

在許多嵌入式應用中,體積、重量,與 I/O 通道密度,均為重要的設計需求。4 槽的可重設嵌入式系統,為 179.6 x 88.1 x 88.1 mm 的規格,並僅重 1.58 kg。

應用範例

透過可靠、低價位的 CompactRIO,與相容於大型嵌入式量測與控制應用的特性,即可解決多種工業與應用的難題。範例包含:

  • 車內資料擷取、資料記錄,與控制
  • 機器狀態監控與保護
  • 嵌入式系統原型製作
  • 遠端與分散式監控
  • 嵌入式資料記錄
  • 客制化的多軸運動控制
  • 電力監控與電力電子控制
  • 伺服油壓與重機器控制
  • 批次與離散控制
  • 可攜式聲振粗糙度 (NVH) 分析

CompactRIO 平台具有 3 組設定:

可重設嵌入式系統則具有 2 種設定:模組化設定與整合式設定。在模組化設定中,包含 FPGA 的嵌入式控制器機箱為獨立販售。針對系統設定與效能的選擇,模組化設定可提供最大的彈性。整合式設定則於單一的單位中,整合控制器與包含 PFGA 的機箱。此設定可提供極高的系統效能,並適用於大型應用。

CompactRIO R 系列擴充系統
此設定的 CompactRIO 擴充機箱,可連接至 PCI 或 PXI R 系列 FPGA 架構智慧型 DAQ 介面卡的數位通訊埠。在執行 Windows 與 LabVIEW Real-Time 的桌上型電腦、單機板電腦,或 PXI 系統中,均可安裝 R 系列裝置。FPGA 掛載於 R 系列裝置上,而 cRIO-9151 擴充機箱與 C 系列 I/O 模組,則可新增高效能訊號處理與隔離功能至 R 系列裝置。

CompactRIO 遠端高速介面系統
在此設定中,NI cRIO-9052 高速遠端控制器 取代 CompactRIO 即時控制器,以提供 NI cRIO-910x 可重設 FPGA 機箱至筆記型電腦、PXI 系統,或 PC 之間的高速介面。NI cRIO-9052 可用最高 50 MB/s 的速率,介接至 CompactRIO 機箱中的 FPGA。此遠端式的可重設解決方案,適用於需要 FPGA 彈性並高速介接至筆記型電腦或 PC 的應用。使用者可選擇將 CompactRIO 高速遠端系統,介接至筆記型電腦、PC,或 PXI 系統執行的 LabVIEW Windows 中,或介接至 PC 與 PXI 系統執行的 LabVIEW Real-Time 應用。

其他資源: