CompactRIO
CompactRIO
ПроизводительНациональные инструменты
ДоступныйВ производстве
Веб-сайтwww.ni.com/compactrio

CompactRIO (или cRIO ) — это встраиваемый промышленный контроллер реального времени , разработанный National Instruments для промышленных систем управления . CompactRIO представляет собой комбинацию контроллера реального времени, реконфигурируемых модулей ввода-вывода (RIO), модуля FPGA и шасси расширения Ethernet . [2]

Аппаратное обеспечение

Система CompactRIO представляет собой комбинацию шасси контроллера реального времени, реконфигурируемых модулей ввода-вывода (RIO), модуля FPGA и шасси расширения Ethernet . [2] Также доступны модули сторонних производителей, которые, как правило, совместимы с контроллерами шасси производства NI.

Контроллеры реального времени CompactRIO включают микропроцессор для реализации алгоритмов управления и поддерживают широкий диапазон тактовых частот. Контроллеры совместимы только с модулями ввода-вывода National Instruments C Series. Модули ввода-вывода поддерживают горячую замену (могут подключаться/отключаться при включенном устройстве).

Модуль FPGA может использоваться для реализации высокопроизводительной обработки данных на реконфигурируемой фабрике. Такая обработка данных может выполняться при потоковой передаче данных из подключенных модулей ввода-вывода. Модуль питается от высокопроизводительной FPGA Xilinx Virtex на более ранних моделях и от FPGA Kintex-7, Artix-7 или Zynq Xilinx на более новых моделях. FPGA может программироваться отдельно и подключаться к контроллеру реального времени с помощью внутренней шины PCI и доступен через интерфейс LabVIEW, который работает как локально на контроллере, так и через локальную сеть из LabVIEW на ПК.

Шасси Ethernet включает порт Ethernet ( 8P8C ), который может подключать контроллер CompactRIO к ПК. Шасси доступно в вариантах с 4 и 8 слотами.

Модули сторонних производителей производятся для дополнительных функций, таких как ЖК-дисплеи или VGA-дисплеи. Более новые, высокопроизводительные контроллеры CompactRIO также имеют встроенную графику VGA, которую можно подключить к монитору для наблюдения за работой.

Программное обеспечение

Контроллеры CompactRIO можно программировать с помощью LabVIEW , графического языка программирования National Instruments ; [2] C; C++; или Java. [3] Для программирования встроенной ПЛИС необходимо использовать LabVIEW, хотя могут быть включены компоненты VHDL и verilog.

Более новые контроллеры поставляются с ОС реального времени на базе Linux , NI Linux Real-Time, [4], созданной в рамках совместного проекта Linux Foundation Real-Time Linux. [5] Программы, созданные в LabVIEW, автоматически компилируются в машинный код [6] для NI Linux Real-Time и язык описания оборудования (HDL) для инструментальной цепочки ПЛИС Xilinx во время развертывания кода на целевой платформе.

Linux Real-Time OS, работающая в контроллере реального времени, поддерживает файловую систему, и, следовательно, регистрация данных также доступна на уровне контроллера. Версия LabVIEW Full Development System не поставляется с модулями, необходимыми для программирования cRIO. Real-Time Module и FPGA Modules необходимо приобретать отдельно и устанавливать вместе с LabVIEW для программирования оборудования. Программирование выполняется на хост-компьютере с операционной системой Windows и развертывается на cRIO через Ethernet.

Нет необходимости запускать VI реального времени на контроллере для запуска VI FPGA, так как интерфейс LabVIEW FPGA поддерживает сетевое подключение, поддерживая до 7 одновременных аксессоров. Это делается с помощью URL-адреса соединения, например RIO://ip/RIO0

Обратите внимание, что блок интерфейса чтения/записи, похоже, упаковывает несколько средств доступа в одно, но на самом деле зацикливается с задержкой туда-обратно на каждый дополнительный доступ, которая может очень быстро накапливаться. Это можно обойти, сгруппировав все элементы управления в один кластер, а все дисплеи в другой, для каждого доступа записи/чтения и для каждого средства доступа. Можно запустить локальный VI реального времени на контроллере, который одновременно обращается к другому набору кластеров без помех, а передача данных из одного кластера в другой может позволить данным эффективно и с довольно низкой задержкой передаваться между этим VI реального времени и VI ПК.

Данные также могут передаваться через 'FPGA to HOST' и 'HOST to FPGA' DMA fifos, которые также работают через сетевой интерфейс. Каждый VI, имеющий интерфейс, каждое соединение хоста FIFO и каждое соединение IRQ считаются средствами доступа к FPGA, размещенной контроллером. Эти FIFO обычно могут перегружать Ethernet-соединение контроллера, обеспечивая хорошую производительность как с точки зрения пропускной способности, так и, при осторожном использовании, задержки.

Интерфейс LabVIEW FPGA также доступен для C.

Приложения

Системы CompactRIO часто используются в качестве промышленных блоков управления, где важен малый форм-фактор .

CompactRIO обычно используется как headless-системы (без пользовательского интерфейса), которые предназначены для работы в ограниченном пространстве в суровых условиях. Системы CompactRIO также могут быть подключены к хост-компьютеру, который может использоваться для целей контроля и отображения зарегистрированных данных.

Другие примеры областей применения: интеллектуальные системы для промышленного Интернета вещей (IIoT), силовая электроника и управление инверторами, [7] мониторинг состояния вращающегося оборудования, мониторинг качества электроэнергии, транспорт и тяжелое оборудование, а также лазерное или гидравлическое управление.

CompactRIO использовался с 2009 по 2015 год в качестве основного блока управления на соревнованиях FIRST Robotics Competition . Сейчас его заменили на roboRIO от National Instruments.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Повышение производительности системы с новыми предложениями CompactRIO. Архивировано 01.05.2017 на Wayback Machine , National Instruments.
  2. ^ abc "Что такое CompactRIO?". NI. Архивировано из оригинала 4 июня 2011 г. Получено 1 июня 2011 г.
  3. ^ "C, C++ Embedded System Design Tools". NI. Архивировано из оригинала 2 июня 2016 года . Получено 7 июня 2016 года .
  4. ^ "Введение в NI Linux Real-Time". NI. Архивировано из оригинала 18 июня 2016 года . Получено 7 июня 2016 года .
  5. ^ "Linux Foundation объявляет о проекте по продвижению Linux в реальном времени". Linux Foundation. Архивировано из оригинала 17 июня 2016 года . Получено 7 июня 2016 года .
  6. ^ "NI LabVIEW Compiler: Under the Hood". NI. Архивировано из оригинала 6 апреля 2012 г. Получено 10 сентября 2011 г.
  7. ^ Бусо, С.; Калдогнетто, Т. (2015). «Быстрое прототипирование цифровых контроллеров для инверторов микросетей». Журнал IEEE по новым и избранным темам в силовой электронике . 3 (2): 440– 450. doi :10.1109/JESTPE.2014.2327064. S2CID  47562678.
  • CompactRIO
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=CompactRIO&oldid=1230180607"