FieldDAQ概要

概要

オフハイウェイ車から航空機の翼にいたるまで、電気機械的なシステムやコンポーネントは、最も過酷なテストセル環境や雨、みぞれ、雪、泥などの屋外環境に耐える、信頼性の高いハードウェアを使用して徹底した検証テストを実施する必要があります。NIの堅牢で、防塵性、防水性に優れたFieldDAQデバイスは、TSNに対応しているため、過酷な環境への配電を簡単に行うことができます。

内容

堅牢設計

FieldDAQを使用することにより、あらゆる環境条件下で、可能な限りセンサに近い場所で高確度な計測を行うことができます。IP65およびIP67規格の保護等級により、FieldDAQは防塵に優れ、浸水やジェット噴霧にも耐えられます。受動冷却によって放熱し、ファンなどの壊れやすい可動部品を排除しており、-40~85℃の環境下で動作します。本デバイスは、標準の工業用コネクタを使用しており、最大100 gの瞬間衝撃および10 grmsの連続振動条件下であっても、ケーブルが操作中に外れることはありません。また最大1,000 Vのチャンネル間絶縁を実現し、グラウンドループからノイズを除去して高い過渡電圧から計測回路を保護します。

 

図1. 計測器のセットアップ時間を短縮、最大IP67の保護等級、-40~85℃の温度範囲、100 gの耐衝撃性、10 grmsの耐振性により、過酷な環境での実地試験に対応

 

同期分散アーキテクチャ

FieldDAQはギガビットイーサネットに対応しており、Time Sensitive Networking (TSN) を採用しています。TSNは次世代のIEEE 802.1イーサネット規格であり、追加のケーブル配線や複雑なプログラミングの必要もなく、DAQノードの分散ネットワーク上で非常に緊密な同期を実現します。一般的なネットワークトポロジ (ライン、リング、スター) のすべてをFieldDAQで簡単に実現できます。特にライントポロジとリングトポロジを手軽に行えるよう、FieldDAQデバイスでは統合ネットワークスイッチと組込電源回路を備えており、複数のユニットをデイジーチェーン接続できます。このため、システムに外部スイッチや複数の電源は必要ありません。

図2. 統合ネットワークスイッチと組込電源回路を備えているため、シンプルなデイジーチェーン接続でシステムを簡単に拡張可能

確度センサ計測


FieldDAQは、センサ専用の信号調節機能、接続性、デジタル化を組み合わせることにより、一般的なセンサや、熱電対、歪みゲージなどの信号に直接接続することができます。FieldDAQのモデルでは、最大24ビットの分解能、最大100 kS/sの同時サンプルレートを備えており、振幅と帯域幅が変化するあらゆる信号を検出、収集します。また、構成可能なフィルタ処理の内蔵、熱電対断線の検出、シャントキャリブレーションなど、高度な信号調節機能と診断機能を備えており、外部干渉による影響を軽減し、計測確度を高めます。


図3. 信号調節機能と接続機能の統合により、一般的なセンサに直接接続可能

NI-DAQmxソフトウェア


FieldDAQは、LabVIEW、C、C#、Pythonなどのさまざまな開発オプションで直接動作するNI-DAQmxドライバによって制御されます。NI-DAQmxドライバは、複数のFieldDAQデバイスを自動的に同期することで、さまざまなネットワークトポロジを簡素化します。つまり、システムに他のデバイスを接続するだけで、システムに計測を追加できます。このドライバを使用して、ヘルプファイルや各種ドキュメントにアクセスすることもできます。 また、ユーザが独自のアプリケーションを開発する際の出発点として利用でき、かつ実行可能な状態で提供されるサンプルプログラムが多数用意されています。さらに、NI-DAQmxドライバのAPIは、すべてのNI DAQ製品で使用されているものと同じAPIのため、ハードウェアの変更やアップグレードが発生した場合、再開発の手間を最小限に抑えることができます。


図4. NI-DAQmxドライバソフトウェアにより、分散型ネットワークを経由して複数のドライバを自動的に同期

オープン拡張可能NIプラットフォーム

FieldDAQは、NIのオープンでソフトウェア中心のプラットフォーム上に構築されており、NI TSN製品のエコシステムを拡張します。FieldDAQは、産業用コントローラやCompactDAQ、CompactRIOなどの他のTSN製品と簡単に接続して同期することで、システムの構成をカスタマイズできます。これにより、実世界の信号を収集、視覚化、解析してデータに基づいた意思決定を行うことができます。


FieldDAQソリューションに他のTSN製品を組み合わせて拡張

図5. FieldDAQソリューションに他のTSN製品を組み合わせて拡張