NI CompactRIO 再構成可能制御･集録システム

概要

ナショナルインスツルメンツのCompactRIOは、耐久性の高い小型の工業用制御･集録システムです。RIO（再構成可能I/O）FPGAテクノロジを採用したことにより、きわめて高い性能とカスタマイズ性を備えています。CompactRIOは、信頼性の高いスタンドアロン組込/リモートアプリケーションに対応するために、リアルタイムプロセッサおよび再構成可能FPGAを搭載しています。さらに、I/Oモジュールには信号調節機能を内蔵し、センサ/アクチュエータへの直接接続を可能にした上、ホットスワップ可能なモジュールとして設計されています。つまり、低コストでローレベルのハードウェアリソースへの完全制御を備えたアーキテクチャを利用できるということになります。CompactRIO組込システムは生産性の高いLabVIEWグラフィカルプログラミングツールを使って、迅速に開発することができます。CompactRIOを使えば、最適化されたカスタム設計ハードウェアの性能と匹敵する組込制御･集録システムを迅速に構築することができます。

CompactRIOプラットフォームとして、下記の製品を提供しています。
工業用浮動小数点プロセッサを搭載したcRIO-9002またはcRIO-9004リアルタイムコントローラ
100万/300万のゲートFPGAを備えた、cRIO-910xシリーズ4スロット/8スロット再構成可能シャーシ
±80 mVの熱電対入力から250 VAC/VDCのユニバーサルデジタル入力まで、あらゆるタイプのI/Oを扱えるモジュール
CompactRIO組込システムは、LabVIEW、LabVIEW Real-Timeモジュール、およびLabVIEW FPGAモジュールを使用して開発します。CompactRIOには、組込システムとRシリーズ拡張システムの2つの構成があります。

CompactRIO組込システム

CompactRIO組込システムには、リアルタイム組込プロセッサ、ユーザによるプログラム可能なFPGAを搭載した4スロット/8スロット再構成可能シャーシ、およびホットスワップ可能な工業用I/Oモジュールが含まれています。この低コスト組込アーキテクチャは、ローレベルのハードウェアリソースへの完全制御を提供しますので、カスタムスタンドアロンシステムから分散型制御･集録システムなどの迅速な開発を可能とします。

        

CompactRIO Rシリーズ拡張システム

CompactRIO Rシリーズ拡張システムは、上記と同じホットスワップ可能な工業用I/Oモジュールを使用して、PCIまたはPXI/CompactPCI RシリーズFPGAデバイス用に、高性能の信号調節および工業用拡張I/Oを提供します。この拡張システムは、従来のプラグインデータ集録、ビジョン、モーション、モジュール式計測デバイスを利用するアプリケーションにカスタム計測機能を追加します。

低コストなオープンアーキテクチャ

CompactRIOは、低消費電力のリアルタイム組込プロセッサに高性能のRIO FPGAチップセットを結合させたシステムです。RIOのコアには、組込プロセッサにデータを渡すためのデータ転送メカニズムが組み込まれており、組込プロセッサはデータをリアルタイム解析、後処理、データロギング、ネットワーク接続されたホストコンピュータとの通信などが行えます。LabVIEW FPGAの基本I/O関数を使えば、各I/Oモジュールの入出力ハードウェアの直接アクセスが可能です。各I/Oモジュールには組込式の接続回路、信号調節回路、変換回路（ADC、DACなど）、および一部のモジュールには絶縁回路が搭載されています。つまり、この設計はローレベルのハードウェアリソースへの完全制御機能を備えた低コストアーキテクチャということになります。

I/Oモジュール

CompactRIO I/Oモジュールには、組込の信号調節、ネジ留め端子、BNC、またはD-Subコネクタが備わっています。モジュールに直接コネクタ端子を統合することによって、CompactRIOシステムに必要なスペースとフィールド配線コストを大幅に削減することができます。利用可能なI/Oタイプは、±80 mVの熱電対入力、±10 Vの同時サンプリングアナログ入出力、最大1 Aの電流ドライブを持つ24 Vの工業用デジタルI/O、エンコーダ用差動/TLLデジタル入力（5 V安定化電源出力付）、250 Vrms（実行値）のユニバーサルデジタル入力など様々です。モジュールには電圧範囲の拡張や工業用信号タイプに対応した信号調節を内蔵していますので、配線をCompactRIOモジュールからセンサ/アクチュエータに直接接続することができます。モジュールに関する詳細については、ni.com/jp/compactrioをご覧ください。

 

リアルタイムプロセッサ

CompactRIO組込システムは、LabVIEW Real-Timeアプリケーションを確定的に実行する200 MHzの工業用Pentiumクラスプロセッサを搭載しています。数千におよぶ標準LabVIEW関数より、リアルタイム制御、解析、データロギング、通信分野などにおける、マルチスレッド組込システムを構築することができます。また、コントローラには、ネットワーク通信（Eメールを含む）用の10/100 Mb/秒のイーサネットポートを搭載し、ウェブ（HTTP）およびファイル（FTP）サーバが備わっています。リモートパネルウェブサーバを使用すると、組込アプリケーションのフロントパネル（グラフィカルユーザインタフェース）を自動的にパブリッシュして、複数のクライアントによるリモート監視や制御を行うことができます。また、リアルタイムプロセッサは、11～30 VDCの電源入力端子2つと、ユーザ定義DIPスイッチ、LEDステータス表示器、リアルタイムクロック、ウォッチドッグタイマといった高信頼性機能を備えています。

 

再構成可能シャーシ

再構成可能シャーシは、CompactRIO組込システムの中心となるもので、RIO FPGAコアを含んでいます。このRIO FPGAを使用することにより、ユーザ定義の制御ロジック、入出力、タイミング、トリガ、同期設計をカスタムハードウェアに実装することを可能とします。RIO FPGAチップは、I/Oモジュールとスター構成で接続され、各モジュールに直接アクセスすることによって、タイミング、トリガ、同期の正確な制御など限りない柔軟性を実現できます。RIO FPGAとリアルタイムプロセッサの間はPCIバスで接続され、高性能なデータ転送インタフェースを実現しています。再構成可能シャーシは、CompactRIOプラットフォーム全体の特性でもある、耐久性の高い金属で製造されています。

 

再構成可能I/O（RIO）テクノロジ

当社のRIOテクノロジを利用することにより、再構成可能FPGAチップとLabVIEWグラフィカル開発ツールを使用して、独自のカスタム計測ハードウェア回路を定義することができます。再構成可能FPGAテクノロジの利点を活用して、ユーザ定義の入出力、通信または制御アプリケーションの電気回路を自動的に最適化し、システムに実装することができます。

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FPGA（Field-Programmable Gate Array）

FPGAデバイスは、その高い性能、再構成機能、小型サイズ、低開発コストなどが評価され、制御･集録システムベンダで広く利用されています。FPGAを採用したデバイスは、電子設計ツールが複雑なため、従来ユーザではなくベンダによって定義されてきました。ところがNIのツールにより、VHDLなどの特殊なハードウェア設計言語を知らなくても、FPGAのメリットを活用して、最適化された再構成可能な制御･集録システムを構築することが可能になります。CompactRIOを使用することによって、25 n秒のタイミング/トリガ分解能を持つ、独自のカスタム制御/集録回路をシリコンに設計することができます。

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FPGAデバイスは、周囲をI/Oブロックで囲まれた構成可能なロジックブロック（CLB）のマトリクスを持つ、再構成可能デジタルアーキテクチャを特徴としています。信号は、プログラム可能な相互接続スイッチおよびワイヤによって、任意にFPGAマトリクス内でルーティングすることができます。CompactRIOのシャーシは4スロットまたは8スロットのいずれかで、100万または300万のゲートFPGAチップが搭載されています。

性能、サイズおよび重さ

LabVIEW FPGAソフトウェアと再構成可能ハードウェア技術を使えば、CompactRIOによる高性能の制御･集録システムを構築することができます。再構成可能ハードウェア内のFPGAチップは、並列処理を完全に対応している、再構成可能な演算ユニットです。LabVIEWアプリケーションはこのチップ上でシリコン回路化され、実行されます。25 n秒のタイミング/トリガ分解能を持つ、独自のカスタム制御/集録回路をシリコン上で設計することができます。LabVIEW FPGAには、アナログクローズループPID制御、5次FIRフィルタ、1Dテーブル検出、線形補間、ゼロ交差検出、正弦波のダイレクトデジタル合成などの標準関数が含まれています。


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組込のRIO FPGAハードウェアを使用すれば、毎秒10万回を超えるマルチループアナログPID制御システムを実装することができます。 また、デジタル制御システムでは毎秒最大100万回で実行することが可能となり。さらに、一つのループ内で複数のブールロジックを評価することは、最速の40 MHz（25 n秒）で行うことができます。RIOのコアは並列実行の特性があるため、演算を追加することでFPGAアプリケーションの速度が、必ずしも低下するわけではありません。

サイズと重さ

CompactRIOは、過酷な環境や少ないスペースで実行するアプリケーションに適しています。サイズ、重さ、およびI/Oチャンネル密度は、多くの組込式アプリケーションで重要な設計条件となります。FPGAデバイスの高性能と小型のサイズの特徴をいかし、CompactRIOはコンパクトかつ耐久性の高いパッケージに、これまでにない優れた制御･集録機能を収めることできたのです。4スロットの再構成可能組込式システムは、サイズが179.6 x 88.1 x 88.1 mm（7.07 x 3.47 x 3.47 in.）で重さはわずか1.58 kg（3.47 lb）です。8スロットシステムのすべてのスロットに32チャンネルのI/Oモジュールを搭載すると、チャンネル質量密度は9.7 g/チャンネル（0.34 oz/チャンネル）、チャンネル容量密度は8.3 cm3/チャンネル（0.50 in3/チャンネル）になります。

 

外形寸法（4スロット組込式システム全体）	179.6 x 88.1 x 88.1 mm（7.07 x 3.47 x 3.47 in.）
外形寸法（8スロット組込式システム全体）	274 x 88.1 x 88.1 mm（10.79 x 3.47 x 3.47 in.）
重さ（4スロット組込式システム全体、標準値）	1.58 kg（3.47 lb）
重さ（8スロット組込式システム全体、標準値）	2.48 kg（5.46 lb）
チャンネル質量密度（8スロット、8チャンネルモジュール）	38.7 g/チャンネル（1.37 oz/チャンネル）
チャンネル容量密度（8スロット、8チャンネルモジュール）	33.2 cm3/チャンネル（2.12 in3/チャンネル）
チャンネル質量密度（8スロット、32チャンネルモジュール）	9.7 g/チャンネル（0.34oz/チャンネル）
チャンネル容量密度（8スロット、32チャンネルモジュール）	8.2 cm3/チャンネル（0.50 in3/チャンネル）

 

極限な工業環境内の性能の認定および評価

CompactRIOは、信頼性の高いスタンドアロン型組込システムでありながら、過酷な工業環境でも使用に適することを認定/評価されたものです。CompactRIOは、-40～70℃の温度範囲、50 gの衝撃、そして危険や爆発性の環境（Class I、Div 2）に対応します。ほとんどのI/Oモジュールは、最大2,300 Vrms（瞬間的）および250 Vrms（連続的）の絶縁機能を備えています。各コンポーネントは、さまざまな国際安全基準、電磁両立性（EMC）、環境認定および評価を受けています。各デバイスの工業認定または他の仕様については、操作説明書を参照してください。詳しくは、ni.com/hardref.nsfをご覧ください。

• -40～70 °Cの動作温度範囲
• 最大2,300 Vrmsの絶縁（瞬間的）
• 50 gの耐衝撃性
• 国際安全基準、EMCおよび環境認定
• 危険場所に対応したClass I、Division 2評価
• 2つの11～30 VDC電源入力端子、低電力消費（標準値7～10 W）

CompactRIO Rシリーズ拡張システム

この構成ではCompactRIO拡張シャーシを、PCIまたはPXI RシリーズFPGAデバイスのデジタルポートに接続します。Rシリーズデバイスは、WindowsまたはLabVIEW Real-Time OSを搭載したデスクトップ/PXIコンピュータシステムに挿入できます。RIO FPGAはRシリーズデバイスに搭載されているため、CompactRIOはRシリーズデバイスの1つのデジタルポートを高性能拡張I/Oおよび信号調節システムに変えます。WindowsホストのCPUおよびPXI RTのコントローラは、アナログ制御、解析、またはHIL（hardware-in-the-loop）シミュレーションにおいて高性能な処理能力を提供します。RシリーズRIOデバイスとCompactRIOシャーシは、高速な信号調節入力、出力、通信、および制御機能を提供し、これまでにない柔軟性と最適化を実現します。

Rシリーズ拡張シャーシ

cRIO-9151 4スロットRシリーズ拡張シャーシは、PXI-7831R、PXI-7811R、またはPCI-7831RなどのPXI/PCI Rシリーズデバイスに直接接続することができます。この構成では、FPGAはRシリーズデバイスに搭載され、CompactRIO I/Oモジュールは工業用I/O、絶縁、信号調節機能を提供します。PXI-7831RまたはPCI-7831Rを使用すると、Rシリーズ拡張シャーシを最高2つ接続することが可能なので、最大8つのI/Oモジュールを利用することができます。PXI-7811Rなら、最大4つのRシリーズ拡張シャーシを接続し、一枚のボードで最大16個のI/Oモジュールを利用することができます。

CompactRIO Rシリーズ拡張システムのOSオプション

CompactRIO Rシリーズ拡張システムは、WindowsまたはLabVIEW Real-Time OSを搭載したデスクトップ/PXIコンピュータシステムで使用できます。当社のLabVIEW Real-Timeモジュール（バージョン7.1以上）は、PXIシステムのみではなく、標準のデスクトップPCをLabVIEW Real-Timeターゲットとして認識できます。リアルタイム実装プラットフォームの選択に関する情報は、ni.com/jp/realtimeをご覧ください。

LabVIEW Real-Time（ETS）

ETS用LabVIEW Real-Timeでは、PXIシャーシ、コントローラ、およびデータ集録、ビジョン、モーション、モジュール式計測器、工業用ネットワーク（CAN、GPIB、シリアルなど）用のさまざまなプラグインモジュールを取り揃えています。さらに、Dell OptiplexのGX270デスクトップコンピュータも、LabVIEW Real-Timeと特定のPCIデータ集録、およびRシリーズボードであるPCI-7831Rとともに完全対応することが確認されています。

 

コントローラ	プロセッサ	RAM（最大）
PXI-8145 RT	266 MHz、Intel Pentium MMX	128 MB、DRAM
PXI-8175 RT	866 MHz、Intel Pentium III	512 MB、SDRAM
PXI-8176 RT	1.2 GHz、Intel Pentium III	512 MB、SDRAM
PXI-8186 RT	2.2 GHz Intel Pentium 4-M	1 GB、DDR SDRAM
PXI-8187 RT	2.5 GHz Intel Pentium 4-M	1 GB、DDR SDRAM

 

Real-Time eXtension（RTX）を使ったLabVIEW Real-Time

RTX用LabVIEW Real-Timeは、特定のデスクトップコンピュータおよび限られた種類のプラグインモジュールとしか動作しません。RTXは、デスクトップPCにインストールされWindows 2000/XPとともに並列実行される拡張型リアルタイムOSです。このリアルタイムOS拡張は、同じプロセッサを共有するリアルタイムカーネルと非リアルタイムカーネルで構成されます。このデュアルカーネルアーキテクチャにより、ホストアプリケーションとリアルタイムシステムを同じマシンで実行することが可能です。ご使用のPCがRTXに対応しているかどうか確認するには、Venturcomのウェブサイト（http://www.vci.com/）からRTX評価版をダウンロードしてください。

リアルタイム制御アプリケーションの設計

再構成可能制御･集録システムのソフトウェアには、一般に4つの主要な要素が含まれています。

• 入力、出力、通信、制御用のRIO FPGAコアアプリケーション
• 浮動小数点制御、信号調節、解析、ポイントごとの条件判断のためのタイムクリティカルループ
• 組込データロギング、リモートパネルウェブインタフェース、イーサネット/シリアル通信用の通常優先順位のループ
• リモートグラフィカルユーザインタフェース、履歴データロギング、後処理用のネットワーク接続されたホストPC

アプリケーションの要件により、これらの要素のいずれか1つでもすべてでも実装することができます。

LabVIEW FPGAモジュール

LabVIEWおよびLabVIEW FPGAモジュールで、NI RIOハードウェアのFPGAチップに対応するコードをグラフィカルに開発することができます。LabVIEW FPGAモジュールを使用して、Windows搭載のホストコンピュータ上でFPGAアプリケーションを開発した後、LabVIEWがそのコードをコンパイルしてハードウェアに実装します。LabVIEW FPGAモジュールを使えば、ハードウェア設計やVHDLの予備知識がなくても、カスタムI/Oを定義したりハードウェア回路を制御したりすることができます。FPGAのグラフィカルプログラミングにより、ベンダ定義のハードウェアの性能と最適化に匹敵する、独自のカスタム計測回路を作成することができます。

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主要な組込システム開発ツール

LabVIEW FPGAモジュール、LabVIEW Real-Timeモジュール、およびWindows対応LabVIEW開発環境では、信頼性の高い最適化された高度な再構成可能組込システムの開発を、迅速に行うためのあらゆるツールや技術を提供しています。

組込プロジェクトマネージャ

• FPGAハードウェアターゲットの構成と自動モジュール検出
• CompactRIOモジュールおよびI/Oチャンネルエイリアス名の管理
• FPGAアプリケーションをフラッシュメモリにダウンロードおよびアプリケーションの自動ロード構成

LabVIEW FPGA開発環境

• アナログ入出力、デジタル入出力、I/Oプロパティノード/メソッド用FPGAデバイスI/Oノート
• 割り込み（IRQ）生成および同期関数
• 25 n秒のタイミング間隔でコードを実行するための40 MHzタイミングループ
• Whileループ、シーケンスストラクチャ、ケースストラクチャ、Forループなどの実行制御ストラクチャを使った並列処理
• FPGA FIFOデータバッファ処理およびメモリの読み書き
• 40 MHzのFPGAタイムベース（25 nsのティック、µ秒またはm秒の分解能）を備えたループタイマ/カウンタ
• ブールロジック、比較、数値演算、飽和演算関数、ビットごとのデータ操作関数
• HDLインタフェースノードによるLabVIEW以外のIPコアの実装
• PIDや5次FIRフィルタなどを含む非線形系およびディスクリート線形制御関数
• 1Dテーブル検出、線形補間、ゼロ交差検出、正弦波のダイレクトデジタル合成関数

LabVIEW Real-Time開発環境

• スタートアップアプリケーションなどの実行設定および開発、ウェブ、リモートパネル、およびファイルサーバアクセス
• プログラム的なビットストリームのダウンロード、通信インタフェースリファレンス、アプリケーションの開始などのFPGAプログラムを制御するFPGA VIリファレンス関数
• FPGAで生成された割り込み（IRQ）を用いて、リアルタイWhileループスレッドと確定性ある同期
• FPGAフロントパネル制御器/表示器の読み取り/書き込みによるデータ転送
• 整数を浮動小数点に変換するデータスケーリング/マッピング関数
• リアルタイム FIFOデータバッファ機能
• タイミングループストラクチャによる複数のレートの確定的制御
• 浮動小数点PID、セットポイントプロファイリング、ゲインスケジューリング、レートリミッタ関数
• ファジーロジック制御、連続/ディスクリート線形システム、非線形システム、2Dテーブル検出関数
• ポイントごとの信号生成、時間領域解析、周波数領域変換およびスペクトル解析、フィルタ、統計、カーブフィット/補間、線形代数、配列/ベクトル操作
• SMTP 形式のEメール、TCP/IP、UDP、IrDA、DataSocket、VISA RS-232シリアル形式のサーバ/クライアント通信（802.11ワイヤレスイーサネット含む）
• バイナリおよびテキスト形式ファイルI/Oによる組込データロギングおよび検索

アプリケーションモジュールおよびツールキット

• LabVIEW PDAモジュール
• LabVIEWエンタプライズコネクティビティツールキット
• LabVIEWリモートパネルライセンス―5ユーザ
• LabVIEW実行トレースツールキット
• LabVIEW次数解析ツールキット
• LabVIEW音響/振動解析ツールキット
• LabVIEW信号処理ツールキット
• LabVIEWシミュレーションモジュール
• LabVIEW制御系設計ツールキット
• LabVIEWシステム同定ツールキット
• LabVIEWシミュレーションインタフェースツールキット
• LabVIEW状態遷移図ツールキット

LabVIEWでネットワーク接続されているホスト側のアプリケーション開発

• ウェブブラウザリモートパネルのグラフィカルユーザインタフェースプラグインによるリモート制御/監視（Windows、Linux、Mac OS、Solaris対応）
• スペクトル信号解析、ひずみ/トーン、振幅/レベル、タイミング/遷移、畳み込み/相関、マスク/リミット、ヒストグラム用のExpress関数
• ローカル/リモートデータベース接続、テキスト/HTML/DIAdemレポート生成
• ハンドヘルドモバイル/ポータブルPDAユーザインタフェース/リモート制御（LabVIEW PDAモジュール）

アプリケーションおよびユーザ成功例

低価格でありながら信頼性が高く、大型の組込計測･制御アプリケーションに適したCompactRIOは、さまざまなアプリケーションや業界のニーズに対応することができます。例としては、工業用重機制御、車載データ集録、機械状態監視、ラピッドコントロールプロトタイピング（RCP）などがあります。

• バッチ制御
• ディスクリート制御
• モーションコントロール
• 車載データ集録
• 機械状態監視
• ラピッドコントロールプロトタイピング（RCP）
• 工業用集録･制御
• 分散型データ集録･制御
• モバイル/ポータブルNVH（ノイズ、振動、ハーシュネス）解析

   

CompactRIOは、LabVIEWグラフィカル開発ツールを使って、再構成可能ハードウェアをさまざまな業界/アプリケーションに利用する上級開発者向けに設計されました。MTS、Roush、Göpel、Process Automation、Virginia Techなどの企業や教育機関は、すでにCompactRIO組込システムを重機制御、車載データ集録、音響･振動解析および電気モータドライブ特性化などに実装し、成功なシステムを組み立てております。

ユーザ成功例

フライトデータ集録

「CompactRIO組込システムは、高度試験の極限な環境条件で使用するのに非常に優れたソリューションです。ほとんどの研究用航空機は、最高高度が70,000 ft以下ですが、このテストでは、圧力をベルジャーの動作範囲の下限値まで下げました。CompactRIOは、そのような極限の状況でも完璧に動作したのです。」

米国海洋大気庁（NOAA） 研究員、
David Thomson氏

ポータブルNVH（ノイズ、振動、ハーシュネス）テスト

「ノイズ･振動テストの標準化における、MTSとNIの協力関係がまた一歩前進しました。CompactRIOは、ノイズ･振動テスト関係の当社製品を補完するもので、顧客はユーザインタフェースをさらに標準化し、複数兼特殊のテストシナリオに対応することができます。そのため、我々の長年の目標であったノイズ･振動テストのさらなる低価格化、柔軟化、および生産性の向上を実現することが可能になったのです。」

MTS Software & Consulting、副社長
Doug Marinaro氏

工業用プロセス･モーションコントロール

「このアプリケーションでは、CompactRIOはきわめて重要な役割を果たしました。当社の組込MFAコントローラはLabVIEW Real-Time内で実行し、NI-SoftMotionとともにLabVIEW FPGAに実装され、カスタムハードウェアでしか実現できないような、高速、高精度の適応制御ソリューションを市販製品で実現しました。」

CyboSoft、CEO
George Cheng博士

車載データ集録（シャーシ/ボディダイナミクス）

「当社の持つ豊富なLabVIEW経験とNIの新しいCompactRIOプラットフォームを活用して、カスタムハードウェアを一から作るのにかかる時間のわずか4分の1で、インテリジェントな車載ダイナミクスデータ集録アプリケーションを作成しました。当社がCompactRIOを選んだのは、性能試験場の過酷な環境に、適応可能な耐久性を持つフォームファクタで、これほどのカスタマイズの柔軟性を備えたものは他になかったからです。LabVIEWでアプリケーションに簡単に変更を加えることができるため、システムの再構成が数日ででき、これまでのように何週間もかかりません。」

Roush Industries, Inc.、開発エンジニア
Joel Gorsegner氏

自動テストシステム

「RIO技術を利用したことで、当社では開発時間を半分に、システムコストを$40,000～150,000削減しましたが、最もよかったのは、当社の顧客がプラットフォームの90～95%を将来のアプリケーションに再利用できたことです。」

AmFax Limited、テクニカルセールスマネージャ
Daren Williamson氏

交通リサーチ

「急速に変化するハイテクR&Dの世界では、RIO技術には絶大なメリットがあります。RIOはカスタムソリューションに比べ多大なコスト/時間の節約になりますが、さらに大きなメリットは、再構成が可能なためにテストプランやプロジェクトの目標の変更にも迅速に対応できることです。」

Hydro Technologies、社長
Corey Jaskolski氏

重機コントロール

「CompactRIOの簡単なベータテストで、このプラットフォームがプロジェクトのすべての要件に適合しているという確証が得られました。ナショナルインスツルメンツ製品の確かな性能技術とコストパフォーマンスとあいまって、このアプリケーションに最も適したコスト効率の高いプラットフォームとして、CompactRIOプラットフォームが選択されました。CompactRIOシステムは、1つのCompactRIOシャーシで複数のファスナインストールツールを操作するのに、十分な処理能力を持ち合わせています。そのため、CompactRIOは従来のシステムに比べ、倍以上のコスト効率を誇ります。」

Process Automation Corp、オートメーションシステムコンサルタント
Greg Sussman氏

車載データ集録（電子テスト）

「ナショナルインスツルメンツのCompactRIOの利点は、小型のサイズと柔軟性です。当社の開発部門では、その柔軟性をCARLOSシステムに利用しました。CompactRIOを使用して、独自のカスタムアルゴリズムを作成してCARLOSに統合し、ユーザ定義のポータブルオンボード車載解析および診断システムを提供しています。」

GÖPEL electronic GmbH、ハードウェアエンジニア
Rainer Lindner氏

自動車ラピッドコントロールプロトタイピング（RCP）

「当社のこれまでのパワートレイン制御およびLabVIEWの専門知識を活用し、CompactRIOを使って高性能のオートバイエンジンを制御する、完全独立型エンジン制御システムのプロトタイプをわずか3人月で作成しました。以前のプロジェクトでは、同様のECUシステムを開発するのに、カスタム設計のハードウェアを使って少なくとも2人年（プラス$500,000以上）かかっていました。当社では、CompactRIOを使用して、ミリ秒単位の確定ループが実行しながら、FPGAベースの燃料/スパークタイミングをマイクロ秒単位で実行しました。さらに、センサやアクチュエータを簡単に追加したり、最小限の時間でシステムの修正を行うことができました。」

Drivven, Inc.、社長
Carroll G. Dase氏

電気モータドライブ研究

「LabVIEWソフトウェアとCompactRIOモジュールを使用して、SR（スイッチドリラクタンス-Switched Reluctance）マシンの磁化特性を計測するソリューションの構築に成功しました。CompactRIOは正確な実験データの計測を行うための使いやすいツールを提供しますので、当社の研究グループは渦電流損および高温による抵抗変の誤差を取り除くことができました。」

Virginia Tech Motion Control Systems Research Group、研究員　Keunsoo Ha氏

 

CompactRIOシステムを構築する

ステップ1. LabVIEWリアルタイムコントローラを選ぶ

テーブル1. CompactRIO再構成可能組込システム

CompactRIO組込リアルタイムコントローラ	仕組み	対応している再構成可能シャーシ
cRIO-9002	32MB DRAM、64MB CompactFlash	cRIO-9101/9102
cRIO-9004	64MB DRAM、512MB CompactFlash	cRIO-9101/9102/9103/9104

テーブル2. CompactRIO Rシリーズ拡張システム

PXI/デスクトップPC リアルタイムコントローラ	プロセッサ	RAM（最大）	PXIシャーシ
PXI-8145 RT	266MHz、Pentium MMX	128MB、DRAM	PXI-1031
PXI-8175 RT	866MHz、Pentium III	512MB、SDRAM	PXI-1031
PXI-8176 RT	1.2GHz、Pentium III	512MB、SDRAM	PXI-1031
PXI-8186 RT	2.2GHz、Pentium 4-M	1GB、DDR SDRAM	PXI-1031
PXI-8187 RT	2.5GHz、Pentium 4-M	1GB、DDR SDRAM	PXI-1031
Windowsデスクトップ	一般デスクトップPC 動作確認済みデスクトップPC (Dell Optiplex、モデル GX270)

 

ステップ2. 再構成可能デバイスを選ぶ

テーブル3. CompactRIO再構成可能組込システム

CompactRIO再構成可能シャーシ	I/Oモジュールスロット数	FPGAゲートサイズ
cRIO-9101	4	100万
cRIO-9102	8	100万
cRIO-9103	4	300万
cRIO-9104	8	300万

テーブル4. CompactRIO Rシリーズ拡張システム

Rシリーズ FPGAデバイス	I/Oモジュール スロット数	FPGAゲート サイズ	CompactRIO R シリーズ拡張シャーシ	Rシリーズ拡張 シャーシの最大接続数
PXI-7811R	4	100万	cRIO-9151	4
PXI-7831R	4	100万	cRIO-9151	2
PCI-7831R	4	100万	cRIO-9151	2

ステップ3. I/Oモジュールを選ぶ

信号タイプ	信号	モジュール	チャンネル数	詳細
アナログ入力	熱伝対	cRIO-9211	4	24ビットデルタ－シグマ、15S/秒、差動、 熱電対タイプ：J、K、R、S、T、N、E、B
	IEPEセンサ（±5V） （加速度、マイク）	cRIO-9233	4	24ビット、最大データレート50kS/秒、同時 サンプリング、加速度用IEPE励起、BNC接続
	低電圧（±80mV）	cRIO-9211	4	24ビット、15S/秒、差動
	中電圧（±10V）	cRIO-9201	8	12ビット、500kS/秒、シングルエンド、絶縁
		cRIO-9215	4	16ビット、各チャンネル100kS/秒、同時 サンプリング、差動
	高電圧（±60V）	cRIO-9221	8	12ビット、800kS/秒、シングルエンド、絶縁
アナログ出力	中電圧（±10V）	cRIO-9263	4	16ビット、各チャンネル100kS/秒、同時 サンプリング
デジタル入力	24Vシンク	cRIO-9421	8	100μ秒、24Vロジック、40Vまで保護、D-Subまたはネジ留め接続端子
		cRIO-9423	8	1μ秒、高速、24Vロジック、35Vまで保護
		cRIO-9425	32	7μ秒、24Vロジック、30Vまで保護
	250 AC/DC ユニバーサル	cRIO-9435	4	3m秒、±4～250VDC、10～250VAC、 ユニバーサル、シンク/ソース
	差動またはTTL	cRIO-9411	6	500n秒、±2～24V、シングルエンドTTL または差動、安定化した5V出力
デジタル出力	24Vソース	cRIO-9472	8	100μ秒、24Vロジック、各チャンネル 最大750mA、30Vまで保護、耐短絡機能、 D-Subまたはネジ留め接続端子
		cRIO-9474	8	1μ秒、高速、24Vロジック、各チャネル 最大1A、30Vまで保護、耐短絡機能
リレー出力	フォームA（SPST）	cRIO-9481	4	1秒、30VDC（2A）、60VDC（1A）、250VAC（2A） 電子メカニカルフォームA（SPST）
カウンタ、パルス	カウンタ/タイマー（24V）	cRIO-9423	8	1μ秒、高速、24Vロジック、35Vまで保護
	カウンタ/タイマー（TTL）	cRIO-9411	6	500n秒、±2～24V、シングルエンドTTL または差動、安定化した5V出力
	インクリメンタルエンコーダ（差動）	cRIO-9411	6	500n秒、±2～24V、シングルエンドTTL または差動、安定化した5V出力
	PWM（5～30V）	cRIO-9474	8	1μ秒、高速、24Vロジック、各チャネル 最大1A、30Vまで保護、耐短絡機能

ステップ4. 開発ソフトウェアを選ぶ

CompactRIO 開発ソフトウェア	詳細
LabVIEW開発システム	DLL、ActiveX、および外部コードを直接アクセスする関数 ウェブパブリッシュおよびレポート生成ツール 400個以上の解析関数 GPIB、NI-VISA、VXI、RS-232、データ集録、および計測器ドライバライブラリが含まれている
LabVIEWプロフェッショナル開発システム	LabVIEW開発システムに含まれている機能以外に、下記のものがLabVIEWプロフェッショナル開発システムに含まれています。 ソースコード管理 アプリケーション複雑度測定ツール LabVIEWアプリケーションビルダ（スタンドアローンの実行可能プログラムまたはDLLの作成および配布を可能とする）
LabVIEW再構成可能 I/Oソフトウェア開発キット	下記のＮＩソフトウェアが含まれています。 LabVIEW Real-Timeモジュール（ETS）、Windows用 LabVIEW FPGAモジュール、Windows用 LabVIEWシミュレーションモジュール LabVIEW実行トレースツールキット LabVIEWアプリケーションビルダ LabVIEW VIアナライザツールキット LabVIEW状態遷移図ツールキット LabVIEWレポート生成ツールキット、Windows版M.S. Office用 LabVIEWエンタプライズコネクティビティツールキット