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适用于大容量机器的新型CompactRIO集成系统

2007-12-14 嵌入式在线收藏 | 打印

新型NI cRIO-907x CompactRIO集成系统是先进的可编程自动化控制器（PAC），在一个单独的机箱内将一工业实时处理器与一个可重新配置的FPGA结合在一起，降低了大容量机器控制和监控应用的CompactRIO成本。

工程师和机器制造者可采用新型LabVIEW 8.5图形开发工具在新型cRIO-9072 和 cRIO-9074系统内快速编程和定制FPGA，无需花费不必要的时间和财力设计定制硬件。

新型CompactRIO集成系统的特征包括：加固的、嵌入式机器控制和监控系统；集成实时控制器和FPGA机箱；实时处理器进行确定性控制、数据记录和分析；可重新配置的FPGA作定制I/O定时、控制和处理；各C系列I/O模块均采用8插槽机箱；大容量配置和OEM应用成本更低。

cRIO-9072集成了一个266 MHz实时处理器和1兆门FPGA，具有8个C系列 I/O模块插槽。cRIO-9074集成了一个更高性能400MHz实时处理器和更密集的2兆门FPGA，具有8个C系列 I/O模块插槽。对于加固应用，该系统工作温度范围为-20～55 °C，单电源，输入范围为19～30 VDC。cRIO-907x CompactRIO集成系统降低了大容量和OEM应用（如工业机器和医疗设备）的CompactRIO成本。

两种系统都能接高达8个C系列 I/O 模块。有多种I/O模块可用，包括电压、电流、热电偶、RTD、加速度计和应变仪输入；高达±60 V同时采样模拟I/O；12、24和48 V工业数字I/O；5 V/TTL数字I/O；计数器/定时器；脉冲发生器以及高电压/电流继电器。

表1：NI cRIO-907x CompactRIO集成系统特征。

两种系统都具有10/100 Mbps以太网端口，可通过网络程序化通信，同时具有内置Web（HTTP）和文件（FTP）服务器。cRIO-9074有两个10/100 Mbps以太网端口，能通过网络和内置Web (HTTP) 和文件(FTP) 服务器程序化通信，并给系统增加扩展和分布式I/O。例如一个以太网端口可用于与主PC或企业系统进行网络通信，另一个端口用于扩展I/O（要附加I/O时，与另一CompactRIO系统或其他基于以太网的设备连接方便）。

采用LabVIEW 8.5更快地配置机器

采用新型LabVIEW 8.5图形编程工具，工程师可对实时处理器和定制FPGA编程以实现嵌入式控制、监控、处理和记录。新型cRIO-9072 和 cRIO-9074系统扩展NI基于FPGA的系列的配置平台，包括PXI-RIO、PC-RIO和标准CompactRIO硬件，共享一个结合了功能强大的浮点数处理器、可配置FPGA和I/O模块的标准嵌入式硬件架构。此标准架构有助于为机器制造者缩短机器和嵌入式设备的上市时间，并提高其可靠性。使用此标准架构和LabVIEW工具，工程师可用灵活、高性能的硬件快速设计并原型化工业监控和控制机器及嵌入式设备，并且快速配置到成本优化的新型cRIO-907x CompactRIO系统，以降低配置成本。因为工程师在原型化和配置期间可重新使用相同的LabVIEW代码，所以能缩短上市时间，提高机器可靠性。

Sanarus医疗公司总系统工程师Jeff Stevens说，“美国国家仪器公司(NI)的CompactRIO嵌入式系统和LabVIEW图形工具使我们能快速设计、原型化并在自己的Visica2医疗设备中快速配置控制系统，超越了我们的上市时间目标，同时不需要构建定制硬件，节省了财力。标准嵌入式RIO（可重配置I/O）架构和新型低成本硬件（如cRIO-907x系统）使我们在配置大容量机器时，能快速转向更低成本的硬件，无需重新设计软件或者从头开始设计，对我们帮助更大”。

工程师能在具有LabVIEW FPGA 模块的cRIO-907x系统内快速编程可配置的FPGA，进行定制和高速控制、I/O定时和信号处理。系统内的嵌入式实时处理器可用LabVIEW实时模块进行编程，LabVIEW实时模块包括用作浮点控制、处理、分析、数据记录和通信的内置功能模块，另外还有一些功能模块，对实时处理器和系统内FPGA之间的传输数据进行编程。

LabVIEW 8.5 实时模块的特性包括：方便实时目标和PC网络化的LabVIEW共享可变技术；微秒级分辨率确定性定时；600多种分析功能；现有C/C++代码集成；快速复制现有系统的系统复制工具。

LabVIEW 8.5 FPGA模块的特性包括：快速创建实时和FPGA代码的FPGA向导；利于启动工作的FPGA工程向导；Statechart模块实现基于FPGA的控制、状态机等等；方便开发和调试的FPGA仿真功能；内置FPGA IP功能模块（LabVIEW 8.5新增加：多路PID、信号发生器、陷波滤波器）。

CompactRIO集成系统与CompactRIO 组合系统

新型CompactRIO集成系统是为大容量应用而优化的，在组合cRIO-901x控制器和cRIO-910x机箱向新型cRIO-907x集成系统转换时，存在某些技术差异和折中。CompactRIO组合控制器和机箱的温度范围更宽，尺寸更小时有4插槽选项，有一性能更高的FPGA，以及一个为USB存储媒介增加附加存储的全速USB口。

表2：CompactRIO模块化系统与CompactRIO集成系统的比较。