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CONTROLLO
primo piano
Automazione e Strumentazione
n
Novembre/Dicembre 2015
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mato attraverso l’interfaccia grafica di LabView,
il nuovo hardware NI è basato su un’architettura
riconfigurabile aperta, flessibile e adatta a rea-
lizzare i sistemi di controllo di tipo industriale e
applicazioni embedded. Questo hardware include
i nuovi controller
CompactRio
ad alte prestazioni
adatti all’integrazione in applicazioni robuste e
industriali, i controller per
FlexRio
per applica-
zioni embedded ad alte prestazioni e i controller
Single-Board Rio
ottimizzati per fornire la mas-
sima flessibilità alle applicazioni embedded.
L’architettura base dei nuovi controller è condi-
visa anche dalle due famiglie di unità di controllo
che possono essere montate a bordo macchina o
negli armadi di comando che comprendono, oltre
ai già citati Compact Rio, anche i
Compact Daq
.
Infatti, il cuore di questi controllori è il processore
quad-core Intel Atom da
1.91 GHz
, che raddoppia
la potenza di calcolo rispetto alle versioni prece-
denti di questi sistemi. Tutti i dispositivi di NI che
sono contrassegnati dalla designazione ‘control-
ler’ sono dotati di sistema operativo imbarcato e
rappresentano dei sistemi completi che possono
svolgere in modo autonomo un’ampia gamma di
funzioni. I modelli della serie Rio, integrano anche
un chip FPGA Xilinx Kintex-7 programmabile
dall’utente e 4 o 8 slot dedicati ai moduli I/O serie
C. Invece, i Compact Daq Controller non hanno
un’FPGA programmabile e adattabile alle appli-
cazioni dell’utente, ma dispongono di un’Asic che
integra degli algoritmi specifici per i compiti di
acquisizione dati. Anche i Compact DAQ Con-
troller hanno il sistema operativo montato a bordo
e si tratta di soluzioni stand alone a cui si può, per
esempio, collegare direttamente un monitor.
Controllori per ogni esigenza
Le caratteristiche che rendono peculiare l’architet-
tura hardware della piattaforma di National Instru-
ments sono numerose e partono, ma non si esauri-
scono, dal processore Atom imbarcato sui modelli
di punta, che li rende dei controller a prestazioni
elevate e permette di chiudere i loop di controllo
in tempi molto ristretti, rendendo queste macchine
particolarmente efficaci. Il processore Intel Atom
quad-core con clock da 1.91 GHz è disponibile
nei controller CompactRio della serie 9030.
Le logiche programmabili FPGA Kintex-7 con-
sentono di eseguire l’elaborazione in linea su più
canali e di implementare complessi algoritmi
di filtraggio e controllo. Il sistema operativo NI
Linux Real-Time rende possibile all’utilizzatore
di accedere alla vasta comunità di applicazioni e
IP che utilizzano un codice sicuro e robusto basato
su Linux real-time 64-bit.
Queste macchine integrano una memoria di massa
Secure Digital (SD) e dispongono di un interfaccia
HMI che può essere
adattata e persona-
lizzata in base alle
esigenze dell’utiliz-
zatore e in funzione
delle particolarità
dell’applicazione.
Anche i
Controller
FlexRio
sono dotati
di FPGA Kintex-7
che consente l’im-
plementazione di
algoritmi di con-
trollo ad alta velocità e l’elaborazione avanzata di
segnale con il supporto di oltre 30 moduli adatta-
tori di I/O ad alte prestazioni. Il vantaggio della
soluzione basata su Controller FlexRio è nelle
dimensioni compatte e dalla possibilità di scalare
velocemente e passare dalla fase di prototipo su
PXI direttamente alla fase di distribuzione, utiliz-
zando dei controller molto compatti (1.75 x 5.5
x 9.2 mm) che richiederanno modifiche minime
del software per essere incorporati nelle soluzioni
degli
OEM o dei costruttori di macchine
che
li utilizzeranno. Inoltre, il processore Dual-Core
ARM consente, anche in questo caso, di godere
dei vantaggi del funzionamento stand-alone con
quelli di NI Linux Real-Time.
Questo sistema operativo robusto è impiegato
anche sui
Controller Single-Board Rio,
che sono
basati su una soluzione System-on-Chip (SoC)
che, nonostante l’elevato grado di compattezza e
integrazione, è in grado di fornire ottime presta-
zioni grazie a un processore dual-core, con fre-
quenza di 667 MHz e architettura ARM, accop-
piato con un componente FPGA Artix-7.
Questo controllore può essere ottimizzato per
il sistema specifico del produttore di soluzioni
embedded che lo utilizza, sfruttando così i bene-
fici di un fattore di forma ancora più flessibile a
livello scheda, con la possibilità di incorporare
intelligenza all’interno di sistemi industriali, a un
livello di integrazione sempre più spinto. Anche
in questo caso, un ulteriore vantaggio è nella pos-
sibilità di riutilizzare il codice, minimizzando gli
investimenti necessari per la fase di industrializ-
zazione. Con questa architettura è possibile pas-
sare velocemente dal prototipo all’esemplare di
serie sfruttando la modularità delle periferiche e
i blocchi di codice già sviluppati, modificando il
sistema in base ai requisiti dell’applicazione.
Tutti questi nuovi controller permettono di uti-
lizzare un’ampia gamma di moduli I/O che sono
messi a disposizione da NI. Naturalmente, la pro-
grammazione consigliata è attraverso LabView,
che nell’ultima versione offre ottimizzazioni per
la velocità, shortcut e strumenti di debug.
n
I Single-Board RIO controller
permettono di integrare il sistema di
controllo di National Instruments in
applicazioni specifiche