НИ-9145

Земля НИ-9145 прочный 8-слотовый компактный модульный корпус EtherCAT разработанный для распределенных промышленных измерений, детерминированного управления и систем удаленного ввода-вывода с большим количеством каналов. Он действует как Шасси EtherCAT Slave, позволяя инженерам расширять системы CompactRIO, PXI или промышленные контроллеры за счет распределенных Модули ввода-вывода серии C по Ethernet.

В отличие от стандартных контроллеров CompactRIO, таких как cRIO-9057 или cRIO-9067, NI-9145 не работает как автономный контроллер реального времени. Вместо этого он функционирует как детерминированный узел расширения EtherCAT управляемый внешним мастером EtherCAT.

Типичные применения включают:

• Распределенный промышленный ввод-вывод
• Удаленные системы измерения EtherCAT
• Мониторинг состояния оборудования
• Высококанальные системы автоматизации
• Распределенные системы движения и управления
• Промышленные испытательные системы
• Синхронизация умного завода
• Детерминированное удаленное получение

Распределенная архитектура EtherCAT

NI-9145 разработан на основе EtherCAT детерминированная Ethernet архитектура.

Основные сетевые характеристики включают:

• 100BaseTX Ethernet
• Совместимость с EtherCAT
• Скорость передачи данных 100 Мбит/с
• Максимальное расстояние кабеля: 100 м на сегмент
• Поддержка распределенной топологии Daisy-chain

Одним из основных преимуществ NI-9145 является возможность последовательного соединения нескольких модульных шасси с одним ведущим контроллером, сохраняя при этом детерминированное время и минимизируя загрузку процессора на хост-системе.

Эта архитектура особенно полезна для:

• Крупные промышленные машины
• Распределенные заводские системы
• Удаленные узлы сбора данных
• Развертывание ударенных промышленных входов/выходов
• Синхронизированные многоузловые системы

По сравнению с централизованными системами управления, расширение EtherCAT снижает сложность подключения и повышает масштабируемость.

Архитектура FPGA и встроенная обработка

NI-9145 имеет встроенный Xilinx Zynq-7000 XC7Z020 ПЛИС, обеспечивающий детерминированную встроенную обработку и управление вводом-выводом на базе FPGA.

Ресурсы ПЛИС включают:

• 85000 логических ячеек
• 106 400 триггеров
• 53 200 LUT
• 220 процессорных элементов
• 4480 кбит блочной памяти

Инженеры могут использовать:

• Режим сканирования для быстрого развертывания распределенного ввода-вывода
• FPGA-режим для пользовательской синхронизации и обработки
• Обработка высокоскоростных сигналов
• Детерминированное срабатывание
• Синхронизация кодера
• Внутрицеховая промышленная переработка

По сравнению с более простыми системами удаленного ввода-вывода EtherCAT, NI-9145 обеспечивает значительно большую гибкость, поскольку инженеры могут напрямую программировать бортовой FPGA.

Модульное расширение серии C

NI-9145 поддерживает до 8 модулей серии NI C, позволяя создавать гибкие распределенные промышленные системы измерения и управления.

Поддерживаемые категории модулей включают:

• Аналоговый ввод/вывод
• Цифровой ввод-вывод
• Измерение температуры
• Измерение деформации и растяжения
• Вибрация и сбор данных IEPE
• CAN связь
• Интерфейсы движения
• Промышленные коммуникационные модули

Поскольку каждый слот имеет собственный доступ к словарю объектов через расширения поставщика EtherCAT, NI-9145 поддерживает расширенную удаленную конфигурацию модулей и детерминированную обработку связи.

Это делает его особенно подходящим для распределенных промышленных систем, требующих смешанного сбора сигналов и синхронизированного удаленного управления.

Детерминизм в реальном времени и синхронизация

NI-9145 поддерживает:

• EtherCAT распределенные часы (DC)
• Режим свободного отсчета времени
• Режим синхронизированного времени
• Детерминированные циклы преобразования

В синхронизированном режиме каждый цикл сбора данных непосредственно запускается ведущим контроллером EtherCAT, что обеспечивает детерминированное таймирование всей системы.

Эта возможность важна для:

• Системы управления движением
• Синхронное получение
• Распределенный мониторинг машин
• Промышленная робототехника
• Высокоскоростная автоматизация
• Скоординированные промышленные процессы

По сравнению с обычной удаленной периферией Ethernet, EtherCAT обеспечивает значительно более низкий уровень джиттера и лучшую детерминированность временных характеристик.

Прочный промышленный дизайн

NI-9145 разработан для промышленного встраиваемого развертывания и эксплуатации в суровых условиях.

Промышленные спецификации включают:

• Рабочая температура: -40 °C до 70 °C
• Температура хранения: от -40 °C до 85 °C
• Защита IP40
• Случайная вибрация: 5 г среднеквадратичное
• Ударопрочность до 50 г
• Максимальная высота: 5000 м

Шасси поддерживает:

• Монтаж на DIN-рейку
• Монтаж панели
• Монтаж в стойку
• Настольная установка

Эти функции делают NI-9145 подходящим для:

• Автоматизация производства
• Транспортные системы
• Промышленные системы наружного применения
• Энергетическая инфраструктура
• Удаленные станции мониторинга
• Встраиваемые машинные платформы

Прикладные варианты использования

Распределенный мониторинг машин

NI-9145 может развертывать модули сбора данных вибрации, температуры и аналоговых данных в непосредственной близости от промышленного оборудования, сохраняя синхронизированную связь с центральным контроллером CompactRIO или PXI.

Масштабная промышленная автоматизация

Несколько шасси NI-9145 могут быть соединены последовательно для создания больших распределенных систем ввода-вывода с детерминированной синхронизацией.

Системы движения и робототехника

Архитектура распределенных часов EtherCAT поддерживает скоординированные системы промышленного движения и синхронизированную работу машин.

Промышленные тестовые платформы

Шасси подходит для систем удаленного измерения и распределенных автоматизированных испытаний, требующих детерминированного времени сбора данных.

Сравнение с аналогичными моделями

По сравнению с НИ-9144, NI-9145 представляет собой более продвинутую архитектуру Zynq FPGA и улучшенную вычислительную мощность. По сравнению с автономными контроллерами CompactRIO, такими как cRIO-9067 или cRIO-9057, NI-9145 оптимизирован специально для распределенного расширения EtherCAT, а не для автономного встроенного управления. По сравнению с cRIO-9805, NI-9145 фокусируется на распределённом расширении ввода-вывода EtherCAT, а не на коммутации Ethernet TSN.

Заключение

Земля НИ-9145 прочный 8-слотовый компактный модульный корпус EtherCAT предназначен для детерминированных распределенных промышленных систем ввода-вывода и синхронизированных систем измерений.

Его сочетание:

• Детерминированные сети EtherCAT
• Обработка на FPGA Zynq-7020
• 8-слотный модуль расширения серии C
• Распределенная синхронизация часов
• Прочная промышленная конструкция
• Встроенная обработка на базе FPGA

делает его отличным решением для распределенного мониторинга машин, синхронизированной промышленной автоматизации, систем удаленных измерений и крупномасштабных промышленных систем управления.