2008年8月 NI近日隆重推出了用于控制、測試和嵌入式系統開(kāi)發(fā)的最新圖形系統設計軟件平臺——LabVIEW 8.6軟件。利用最新的LabVIEW軟件,工程師們可以通過(guò)基于現場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)的可編程自動(dòng)控制器(PAC)設計高級控制系統。從機器控制到生產(chǎn)優(yōu)化中復雜測量的集成應用中,這些可編程自動(dòng)控制器可幫助減少機器損耗,提高系統吞吐量,同時(shí)降低能耗。
“為了推動(dòng)控制系統的創(chuàng )新,工程師們需要高性能、高靈活性的集成化軟硬件平臺?!?nbsp;NI公司總裁兼CEO、NI共同創(chuàng )始人之一——James Truchard博士指出,“LabVIEW和NI的硬件(如CompactRIO)的結合,給工程師們提供了一種新的解決方案,那就是利用基于高級算法的集成化I/O定時(shí),來(lái)解決最困難的控制問(wèn)題?!?BR>
快速利用基于FPGA的控制硬件
LabVIEW 8.6 簡(jiǎn)化了NI CompactRIO的控制和采集系統的編程。通過(guò)在LabVIEW中引用一種新型掃描式引擎(該引擎采用一種I/O掃描結構,將定時(shí)功能集成到編程語(yǔ)言中),可以顯著(zhù)地簡(jiǎn)化復雜的測量和控制應用的開(kāi)發(fā)。這種掃描式結構提供了優(yōu)于500ns的可以即取即用的I/O判別機制,使之成為復雜精準控制應用中的理想工具。這種新技術(shù)無(wú)需通過(guò)任何冗繁的編譯,就能很好地利用到NI CompactRIO上FPGA的靈活性。例如,工程師們可以將任何8通道數字輸入或輸出模塊轉換成一個(gè)計數器、積分編碼器或者脈寬調制(PWM)模塊,與通用的數字傳感器和激勵源進(jìn)行接口交互。
LabVIEW 8.6 還提供了基于IEC 61131-3(一種可編程邏輯控制器PLC的標準) 的功能塊,從而引入了附加的控制邏輯工具。這些實(shí)時(shí)的安全功能塊為那些曾使用其它工業(yè)控制器的工程師們提供了相似的功能,并且能夠自動(dòng)將參數通過(guò)網(wǎng)絡(luò )發(fā)布到人機接口(HMI)上。另外,為了幫助工程師們調試系統,LabVIEW 8.6 還引進(jìn)了基于以太網(wǎng)的維護工具,它允許I/O設置,并且對當前CPU和內存的狀態(tài)及I/O的數值和狀態(tài)進(jìn)行顯示。
FPGA技術(shù)增強控制系統的功用和性能
LabVIEW 8.6 引入了新型的快速編程模塊,提供了更靈活更直接的FPGA個(gè)性化功能?,F在,工程師們可以選擇兩種編程I/O模塊。他們可以使用LabVIEW 實(shí)時(shí)模塊,利用新型掃描式引擎來(lái)快速訪(fǎng)問(wèn)I/O模塊;或者使用LabVIEW FPGA 模塊,開(kāi)發(fā)個(gè)性化代碼,直接與模塊接口交互,進(jìn)行極高速的控制或信號處理任務(wù)。這些功能簡(jiǎn)化了混合系統的設計。在混合系統中,通常要需將測試和控制(如設備控制和嵌入式設備狀態(tài)監測應用)結合起來(lái)。對于那些直接對FPGA進(jìn)行編程的工程師來(lái)說(shuō),LabVIEW 8.6 新的FPGA仿真特性通過(guò)在臺式機上驗證FPGA應用程序,從而減少了耗時(shí)的編譯次數。另外,LabVIEW 8.6 提供了新型的FPGA IP開(kāi)發(fā)和集成特性,包括新型的快速傅立葉變換(FFT)IP核等,來(lái)提高應用程序性能。采用這些新的元件級IP(CLIP)節點(diǎn),工程師們可以方便地將現有的或第三方IP導入到LabVIEW FPGA中。
高級控制算法提高工作效率
隨著(zhù)能源成本以及要求降低環(huán)境影響的壓力的不斷增加,工程師們正在對控制系統進(jìn)行優(yōu)化,以開(kāi)發(fā)出更高效的流程和機器。采用LabVIEW 控制設計和仿真模塊,工程師們可以使用增強的模型預測控制函數來(lái)優(yōu)化流程、用戶(hù)定義的限定條件(例如功耗)及用于補償傳感器噪聲或故障的改進(jìn)型卡爾曼濾波器等。另外,這個(gè)模塊包括了各種高級控制工具,例如比例積分微分器(PID)設計,線(xiàn)性二次調節器(LQR),以及狀態(tài)空間反饋,它們都可以在LabVIEW環(huán)境下的可編程自動(dòng)控制器(如 CompactRIO)上運行。
采用任意的Web驅動(dòng)的設備與控制系統進(jìn)行交互
為了提升生產(chǎn)力和工作效率,工程師們正在探索通過(guò)可在任意地方都能訪(fǎng)問(wèn)到的基于web的用戶(hù)界面與控制系統進(jìn)行交互?,F在,使用LabVIEW 8.6 軟件,工程師們可以將LabVIEW應用程序轉換成臺式機和實(shí)時(shí)硬件中運行的WebService程序,然后利用任意一種web驅動(dòng)的設備(例如智能電話(huà)和PC機等)對其進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)??刂祁I(lǐng)域工程師們也可以使用標準的web技術(shù)(如HTML、JavaScript和Flash等)來(lái)為PAC控制的系統設計遠程的用戶(hù)界面。
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