NI CompactRIO 控制和采集系統功能特點分析

關鍵詞： CompactRIO ，采集，系統

NI CompactRIO 控制和采集系統的特點：

* 輕巧、堅固的工業控制和采集系統

* 基于NI可重新配置I/O（RIO）技術，適于超高性能和自定義應用

* 利用NI LabVIEW圖形化編程提供快速開發

* 低成本構架，可使用低層次硬件資源

* 帶有實時處理器和可重新配置FPGA功能，用于可靠獨立的嵌入式或分布式應用

* 隨附熱插拔工業I/O模塊，內置信號調理功能，可直接連接傳感器和激勵器

* 自定義設計控制或采集電路（硅質，25 ns定時/觸發）

* 符合NI CompactRIO高級工業認證/評級要求

o 操作溫度范圍：-40 to 70 °C （-40 to 158 °F）

o 隔離能力高達2，300 Vrms

o 沖擊力為50 g

o 國際安全標準、EMC和環保證書

o 第1類，第2組危險地區等級

o 雙11-30 VDC 電源輸入，小功率消耗（標準功率：7-10 W）

NI CompactRIO是一款高級嵌入式控制和采集系統，基于NI可重新配置I/O（RIO）技術。控制和采集系統廠商廣泛使用現場可編程門陣列（FPGA）設備，因為其具有性能優良、可重新配置、規格小巧和工程開發成本低等特點。如今，LabVIEW編程人員無需掌握專門的硬件設計語言，如 VHDL，就可使用用戶可編程的FPGA來創建高度優化的可重新配置的控制和采集系統。借助NI CompactRIO，用戶可以快速創建嵌入式控制或采集系統。該系統可與自定義設計的硬件電路在優化性能上相媲美。

NI CompactRIO不僅具備實時嵌入式處理器的低功率能耗功能，還兼有RIO FPGA芯片集的優越性能。RIO核心具有內置式數據傳輸機制，可將數據傳輸到嵌入式處理器，用于實時分析、事后處理、數據記錄或與聯網主機通信。借助 LabVIEW FPGA的基本 I/O功能，CompactRIO可將硬件與每個I/O模塊的I/O電路直接連接。每個I/O模塊具有內置式連接、信號調理、轉換電路（如ADC或 DAC）以及可選的隔離屏障等功能。構建成本低，可使用低層次硬件資源。

I/O模塊

每個CompactRIO I/O模塊都具有內置式信號調理功能，包含螺栓端子、BNC或DSUB連接器。通過在模塊上集成接線盒，CompactRIO系統大大降低了空間需求和現場布線成本。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電流驅動的24V工業數字I/O、用于編碼器的5V調節電源輸出的差分/TTL數字輸入以及 250 Vrm通用數字輸入等。該模塊的內置信號調理功能擴展了電壓范圍或工業信號類型，因而可將CompactRIO模塊直接與傳感器和激勵器相連。

實時處理器

CompactRIO嵌入式系統包含一款工業200 MHz Pentium類處理器，用于可靠確定地執行LabVIEW Real-Time應用程序。內置LabVIEW功能有千余種，可用于創建多線程嵌入式系統，使之具有實時控制、分析、數據記錄和通信等功能。

性能

FPGA電路是一款具有并行處理能力、可重新配置的計算引擎，可在芯片的硅電路中執行 LabVIEW應用程序。使用嵌入式RIO FPGA硬件，您可以超過100 kS/s的循環速率運行多循環PID控制系統。還可以高達1 MS/s的循環速率運行數字控制系統，以40 MHz （25 ns）的單周期循環速率評估多個Boolean邏輯。RIO核心具有并行處理能力，因此增加運算不會降低FPGA應用程序的運行速度。 CompactRIO 具有4個8槽機箱，可在1百萬到3百萬門FPGA芯片內選擇。

尺寸和重量

尺寸、重量和I/O通道密度嚴格按照同類嵌入式應用要求設計。一款4槽可重新配置嵌入式系統的規格是179.6×88.1×88.1 mm （7.07×3.47×3.47 in.），重1.58 kg（3.47 lb）。一款配有32通道I/O模塊的8槽機箱可承載最大通道數為9.7 g/ch（0.34 oz/ch），通道數體積為 8.2 cm3/ 通道（0.50 in3/ch）。

應用范例

CompactRIO具有成本低、可靠性強、適于高容量嵌入式測量和控制應用等特點，為大量工業和應用難題提供了解決方案。范例涉及重工業機器控制、車載數據采集、機器狀態監測和快速控制成型。

* 批量控制

* 離散控制

* 運動控制

* 車載數據采集

* 機器狀態監測

* 快速控制原型化

* 工業控制和采集

* 分布式數據采集和控制

* 移動式/便攜式噪音、振動和粗糙程度（NVH）分析

CompactRIO平臺有兩種配置選擇：