Systementwicklung

Vereinfachter Entwurf von Embedded-Systemen mit CompactRIO

| Redakteur: Franz Graser

Entwurf interaktiver, funktionsreicher grafischer Benutzeroberflächen und direkte Verbindung mit CompactRIO zur Optimierung der Datendarstellung und Bedienoberflächen ohne Einsatz eines HMI-Controllers
Entwurf interaktiver, funktionsreicher grafischer Benutzeroberflächen und direkte Verbindung mit CompactRIO zur Optimierung der Datendarstellung und Bedienoberflächen ohne Einsatz eines HMI-Controllers (Bild: National Instruments)

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In diesem Beitrag erfahren Sie mehr über vielfältigen Funktionen der Plattform CompactRIO, die es ermöglicht, den Entwurf von Embedded-Systemen zu vereinfachen und innovative Entwürfe schneller auf den Markt zu bringen.

Der Aufwand für das Entwerfen von Steuer-, Regel- und I/O-Systemen für Industriemaschinen und komplexe Geräte ist nicht zu unterschätzen. Die Entwicklerteams müssen profitable und differenzierte Produkte liefern und gleichzeitig strikte technische Anforderungen und straffe Zeitpläne einhalten. Einen vollständigen Embedded-Entwurf von Anfang bis Ende umzusetzen, stellt eine bedeutende Herausforderung für kleine Teams dar und bringt erheblichen Aufwand hinsichtlich Zeit, Ressourcen und Fachwissen mit sich.

Der Umfang und die Komplexität solcher Entwürfe hindern Teams zudem daran, die neuesten Entwicklungen bei heterogenen Verarbeitungstechnologien zu nutzen, da die Fortschritte in der Chipentwicklung den derzeitigen Entwurfszyklen um Längen voraus sind. Der Ablauf wird noch komplizierter, wenn die Teams etliche Hardwaresubsysteme – in der Regel von mehreren Anbietern – einbinden und diese Subsysteme mit nicht aufeinander abgestimmten Software-Toolchains programmieren müssen.

Es gibt jedoch eine bessere Möglichkeit, um Steuer-, Regel- und I/O-Systeme für fortschrittliche Maschinen und Geräte zu entwerfen, die gleichzeitig die Komplexität verringert, die Integration verbessert, Risiken reduziert und die Markteinführungszeit verkürzt. Mithilfe einer robusten, zuverlässigen und in der Industrie bewährten Plattform für das Embedded-Design, die mittels Software vollständig anpassbar ist, können Entwicklerteams auf einer höheren Integrationsstufe arbeiten und müssen weniger Zeit für die Systemintegration und das Design auf Hardwareebene aufbringen. So können sie sich verstärkt auf das Entwickeln zusätzlicher Funktionen und Differenzierungsmerkmale konzentrieren.

Die Plattform CompactRIO vereint robuste, rekonfigurierbare Hardware mit intuitiver Software sowie einem offenen Ökosystem von IP, Support und Partnern. Anwender benötigen keine separaten Subsysteme oder Controller mehr, da Kameras, Motoren, Antriebe, Anzeigen und Sensoren direkt mit CompactRIO verbunden werden können.

Mithilfe einer vollständigen und integrieren Softwarewerkzeugkette lässt sich die Funktionalität anpassen und die Leistung des FPGAs zur erweiterten Verarbeitung und komplexen Steuerung nutzen, selbst wenn keine Kenntnisse in Hardwarebeschreibungssprachen wie VHDL oder Verilog vorhanden sind. In diesem Whitepaper erfahren Sie mehr über vielfältigen Funktionen und die hohe Leistung der Plattform CompactRIO, die es Ihnen ermöglicht, den Entwurf von Embedded-Systemen zu vereinfachen und innovative Entwürfe schneller auf den Markt zu bringen.

Industrielle Bildverarbeitung: Sie können Ihre Bildverarbeitungsaufgaben direkt in den CompactRIO-Controller integrieren. Wenn Sie CompactRIO als Ihren Controller für die Bildverarbeitung einsetzen, profitieren Sie nicht nur von integriertem IP, sondern auch vom Vision Assistant für die Entwicklung benutzerdefinierter Algorithmen zur erweiterten Bildverarbeitung sowie einem anwenderprogrammierbaren FPGA für die rechenintensive Bildverarbeitung. Außerdem bietet CompactRIO offene Unterstützung für Kameras von Drittanbietern, die den Industriestandards GigE Vision und USB3 Vision entsprechen. Ein weiterer Vorteil der Integration besteht darin, dass die Bilder direkt mit I/O und anderen Prozessen Ihrer Anwendung interagieren können, z. B. mit der Motorsteuerung, sodass Ihre Bildverarbeitung praktisch in die Steuerschleife integriert wird.

Motorsteuerung: CompactRIO kann auch als leistungsstarke Motorsteuerungseinheit eingesetzt werden. CompactRIO bietet native Unterstützung für Motoren und Antriebe von NI und Drittanbietern, sodass Sie eine direkte Verbindung zur Motorsteuerungshardware herstellen und integriertes IP für die Motorsteuerung nutzen können, um Achseneinstellungen zu simulieren und zu konfigurieren, Motoren feineinzustellen und benutzerdefinierte Steueralgorithmen zu implementieren. Eine separate Motorsteuerungseinheit ist somit nicht erforderlich.

Dank des anwenderprogrammierbaren FPGAs, der Bestandteil des CompactRIO-Controllers ist, können Sie hochgradig deterministische und hochkomplexe Motorsteuerungsalgorithmen entwerfen, auch wenn Sie nicht mit klassischen FPGA-Hardwarebeschreibungssprachen wie VHDL oder Verilog vertraut sind. Außerdem lässt sich die Funktionalität der Motorsteuerung bis auf die unterste Ebene der Steuerungs-IP anpassen, um so spezifische Anwendungsanforderungen zu erfüllen sowie Algorithmen in Mess-I/O und Bildverarbeitung für Kraftrückkopplungs- und bildverarbeitungsgestützte Motorsteuerungsanwendungen zu integrieren.

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