NI CompactRIO 控制和采集系統(tǒng)功能特點(diǎn)分析

關(guān)鍵詞： CompactRIO ， 采集 ， 系統(tǒng)

NI CompactRIO 控制和采集系統(tǒng)的特點(diǎn)：

* 輕巧、堅(jiān)固的工業(yè)控制和采集系統(tǒng)

* 基于NI可重新配置I/O（RIO）技術(shù)，適于超高性能和自定義應(yīng)用

* 利用NI LabVIEW圖形化編程提供快速開(kāi)發(fā)

* 低成本構(gòu)架，可使用低層次硬件資源

* 帶有實(shí)時(shí)處理器和可重新配置FPGA功能，用于可靠獨(dú)立的嵌入式或分布式應(yīng)用

* 隨附熱插拔工業(yè)I/O模塊，內(nèi)置信號(hào)調(diào)理功能，可直接連接傳感器和激勵(lì)器

* 自定義設(shè)計(jì)控制或采集電路（硅質(zhì)，25 ns定時(shí)/觸發(fā)）

* 符合NI CompactRIO高級(jí)工業(yè)認(rèn)證/評(píng)級(jí)要求

o 操作溫度范圍：-40 to 70 °C （-40 to 158 °F）

o 隔離能力高達(dá)2，300 Vrms

o 沖擊力為50 g

o 國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn)、EMC和環(huán)保證書(shū)

o 第1類，第2組危險(xiǎn)地區(qū)等級(jí)

o 雙11-30 VDC電源輸入，小功率消耗（標(biāo)準(zhǔn)功率：7-10 W）

NI CompactRIO是一款高級(jí)嵌入式控制和采集系統(tǒng)，基于NI可重新配置I/O（RIO）技術(shù)。控制和采集系統(tǒng)廠商廣泛使用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列 （FPGA）設(shè)備，因?yàn)槠渚哂行阅軆?yōu)良、可重新配置、規(guī)格小巧和工程開(kāi)發(fā)成本低等特點(diǎn)。如今，LabVIEW編程人員無(wú)需掌握專門的硬件設(shè)計(jì)語(yǔ)言，如 VHDL，就可使用用戶可編程的FPGA來(lái)創(chuàng)建高度優(yōu)化的可重新配置的控制和采集系統(tǒng)。借助NI CompactRIO，用戶可以快速創(chuàng)建嵌入式控制或采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)可與自定義設(shè)計(jì)的硬件電路在優(yōu)化性能上相媲美。

NI CompactRIO不僅具備實(shí)時(shí)嵌入式處理器的低功率能耗功能，還兼有RIO FPGA芯片集的優(yōu)越性能。RIO核心具有內(nèi)置式數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制，可將數(shù)據(jù)傳輸?shù)角度胧教幚砥?，用于?shí)時(shí)分析、事后處理、數(shù)據(jù)記錄或與聯(lián)網(wǎng)主機(jī)通信。借助 LabVIEW FPGA的基本 I/O功能，CompactRIO可將硬件與每個(gè)I/O模塊的I/O電路直接連接。每個(gè)I/O模塊具有內(nèi)置式連接、信號(hào)調(diào)理、轉(zhuǎn)換電路（如ADC或 DAC）以及可選的隔離屏障等功能。構(gòu)建成本低，可使用低層次硬件資源。

I/O模塊

每個(gè)CompactRIO I/O模塊都具有內(nèi)置式信號(hào)調(diào)理功能，包含螺栓端子、BNC或DSUB連接器。通過(guò)在模塊上集成接線盒，CompactRIO系統(tǒng)大大降低了空間需求和現(xiàn)場(chǎng)布線成本。有各種I/O類型可供選擇，如±80 mV熱電偶輸入、±10V同步采樣模擬輸入/輸出、配有1A電流驅(qū)動(dòng)的24V工業(yè)數(shù)字I/O、用于編碼器的5V調(diào)節(jié)電源輸出的差分/TTL數(shù)字輸入以及 250 Vrm通用數(shù)字輸入等。該模塊的內(nèi)置信號(hào)調(diào)理功能擴(kuò)展了電壓范圍或工業(yè)信號(hào)類型，因而可將CompactRIO模塊直接與傳感器和激勵(lì)器相連。

實(shí)時(shí)處理器

CompactRIO嵌入式系統(tǒng)包含一款工業(yè)200 MHz Pentium類處理器，用于可靠確定地執(zhí)行LabVIEW Real-TIme應(yīng)用程序。內(nèi)置LabVIEW功能有千余種，可用于創(chuàng)建多線程嵌入式系統(tǒng)，使之具有實(shí)時(shí)控制、分析、數(shù)據(jù)記錄和通信等功能。

性能

FPGA電路是一款具有并行處理能力、可重新配置的計(jì)算引擎，可在芯片的硅電路中執(zhí)行 LabVIEW應(yīng)用程序。使用嵌入式RIO FPGA硬件，您可以超過(guò)100 kS/s的循環(huán)速率運(yùn)行多循環(huán)PID控制系統(tǒng)。還可以高達(dá)1 MS/s的循環(huán)速率運(yùn)行數(shù)字控制系統(tǒng)，以40 MHz （25 ns）的單周期循環(huán)速率評(píng)估多個(gè)Boolean邏輯。RIO核心具有并行處理能力，因此增加運(yùn)算不會(huì)降低FPGA應(yīng)用程序的運(yùn)行速度。 CompactRIO 具有4個(gè)8槽機(jī)箱，可在1百萬(wàn)到3百萬(wàn)門FPGA芯片內(nèi)選擇。

尺寸和重量

尺寸、重量和I/O通道密度嚴(yán)格按照同類嵌入式應(yīng)用要求設(shè)計(jì)。一款4槽可重新配置嵌入式系統(tǒng)的規(guī)格是179.6&TImes;88.1&TImes;88.1 mm （7.07&TImes;3.47×3.47 in.），重1.58 kg（3.47 lb）。一款配有32通道I/O模塊的8槽機(jī)箱可承載最大通道數(shù)為9.7 g/ch（0.34 oz/ch），通道數(shù)體積為 8.2 cm3/ 通道（0.50 in3/ch）。

應(yīng)用范例

CompactRIO具有成本低、可靠性強(qiáng)、適于高容量嵌入式測(cè)量和控制應(yīng)用等特點(diǎn)，為大量工業(yè)和應(yīng)用難題提供了解決方案。范例涉及重工業(yè)機(jī)器控制、車載數(shù)據(jù)采集、機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)和快速控制成型。

* 批量控制

* 離散控制

* 運(yùn)動(dòng)控制

* 車載數(shù)據(jù)采集

* 機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)

* 快速控制原型化

* 工業(yè)控制和采集

* 分布式數(shù)據(jù)采集和控制

* 移動(dòng)式/便攜式噪音、振動(dòng)和粗糙程度（NVH）分析

CompactRIO平臺(tái)有兩種配置選擇：

可重新配置的嵌入式系統(tǒng)具有兩種配置： 模塊化配置和集成化配置。 在模塊化配置中，嵌入式控制器的機(jī)箱包含F(xiàn)PGA，并能單獨(dú)出售。 模塊化配置提供最為靈活的系統(tǒng)配置和性能選擇。 集成化配置將控制器和包含F(xiàn)PGA的機(jī)箱都結(jié)合在一個(gè)單元里。 該配置具備優(yōu)異的系統(tǒng)性能，是高容量應(yīng)用的理想選擇。

NI公司供稿