利用CompactRIO平台性能和灵活性来满足工业物联网的各类需求

利用CompactRIO平台无可比拟的性能和灵活性，优化高级控制和监测系统的设计和部署方式，满足工业物联网的需求。

系统设计在不断进步， 你呢？
为工业机械和先进的设备设计控制和I/O系统并不是一件简单的任务。 设计团队必须提供能够盈利且具有差异化的产品，同时还需满足严格的技术要求和紧迫的时间期限。 进行完全自定义的设计对于小型设计团队来说是一项艰巨的挑战，无论是在时间、资源还是专业知识方面都会产生非常高的成本。 这些设计的时间长度和复杂性也导致团队无法利用处理和异构计算元件的最新进步，因为硅芯片的发展步伐远比当前的设计周期要快得多。 如果团队必须把大量的硬件子系统（通常来自不同的供应商）集成起来并使用各种软件工具来编程这些子系统，这个过程的复杂性将进一步增大。

幸运的是，还有一个更好的办法来设计先进机器设备所需的控制和I/O系统。 这种方法简化了复杂性、提高了集成度、降低了风险并缩短了产品上市时间。 借助一个坚固、可靠、经过业界验证且可完全通过软件自定义的平台，团队可以将设计的集成度提高一个层次，减少花在系统集成和板卡级设计的时间，将更多精力花在可提高附加值的特性和有竞争力的差异化功能上。

最强大的功能，无可比拟的性能
CompactRIO平台结合了坚固耐用且可自定义的硬件、直观的软件和一个由IP、支持和合作伙伴组成的开放式生态系统。 您可直接将相机、电机、驱动器、显示器和传感器连接到CompactRIO上，从而避免在设计中使用独立的子系统或控制器。 即使没有掌握VHDL或Verilog等硬件描述语言的知识，您也可利用一个完整的集成软件工具链来自定义功能以及利用板载FPGA的功能来实现先进的处理和复杂的控制。 查看本白皮书，了解CompactRIO平台强大的功能和无与伦比的性能，帮助您简化系统设计以及快速将创新设计推向市场。

 

图1. 借助CompactRIO平台强大的功能和无与伦比的性能简化系统设计。

机器视觉与图像处理
机器视觉和图像处理任务可直接集成到CompactRIO控制器。 将CompactRIO作为视觉控制器，即可利用CompactRIO内置的IP——视觉助手来开发高级图像处理所需的自定义算法；同时利用用户可编程的FPGA来管理计算密集型图像处理；以及开源支持所有符合GigE Vision和USB3 Vision标准的第三方相机。 此外，通过将图像采集集成到CompactRIO控制器中，这些图像就可以直接与应用中的I/O及运动控制等其他进程进行互动，从而有效地把图像处理纳入到控制循环中。

 

图2. 直接将机器视觉和图像处理任务集成到CompactRIO控制器上。

了解更多关于CompactRIO在机器视觉和图像处理领域的优势。 

运动控制
您还可以将CompactRIO用作为高性能运动控制器。 通过本地支持NI和第三方电机和驱动器，CompactRIO可直接连接到运动硬件，并使用内置的运动IP来仿真和配置轴设置、调节电机并实现自定义控制算法，而不需要使用单独的运动控制器。 通过CompactRIO控制器内置的用户可编程FPGA，您可以设计出高确定性和高度复杂的运动控制算法，而不需要掌握VHDL或Verilog等传统FPGA硬件描述语言的知识。 此外，将CompactRIO作为运动控制器，您还可以对运动功能进行自定义，使其作为最低级别的控制IP来满足您的具体应用需求，同时您还可将算法与测量I/O和视觉采集相集成来实现力反馈和视觉引导运动应用。

 

图3. 将NI和第三方电机和驱动器直接连接到CompactRIO，并将运动算法与测量I/O和视觉采集相集成。

了解CompactRIO在运动控制应用方面的优势。 

集成软件
通过直观的软件定义或重新定义CompactRIO系统的功能，并在整个设计周期使用一个高度优化的统一工具链来完成从建模和仿真到原型设计和验证以及部署等各个阶段的开发。 NI软件可通过避免创建和维护I/O驱动程序、操作系统和其他中间件来降低风险以及提高生产力。 CompactRIO控制器采用的是NI Linux Real-Time这个基于标准Linux技术的预验证实时操作系统，它兼具了桌面Linux的易用性以及工业应用所需的安全性和实时性能。 借助NI Linux Real-Time的开放性以及对Eclipse编程环境的原生支持，用户可以使用LabVIEW或C/++来编程板载处理器。 此外，即使没有学习VHDL或Verilog等硬件描述语言的知识，您也可使用图形化LabVIEW环境编程来编程板载FPGA以及利用FPGA强大的功能。

 

图4. 通过直观的软件定义或重新定义CompactRIO系统的功能，并在整个设计周期使用一个高度优化的统一工具链来完成各个阶段的开发。

了解更多关于CompactRIO提供的集成软件体验。 
了解更多关于使用LabVIEW编程FPGA。
了解更多关于NI Linux Real-Time。
了解更多关于C/C++嵌入式设计工具。

记录和监测
即使在最恶劣的环境中，CompactRIO也可以执行高级数据记录或在线监测。 该平台提供一个高度可靠且无需人工干预的重要资产连续监测解决方案。 过去基于时间表或路线进行监测的日子已经一去不复返——现在工程师将更多的时间将花在分析数据和最大化资产的使用寿命上。 利用CompactRIO，您可以实现预测性维护计划来最大限度提高资产的使用寿命。 而且，CompactRIO平台提供本地API来本地存储数据或将其传送到企业系统或云中，以便进一步分析和存储。

 

图5. 即使在最恶劣的环境中，CompactRIO也可以执行高级数据记录或在线监测。

了解更多关于CompactRIO的记录和监测功能。

处理与分析
CompactRIO平台的架构可允许您实时（且在整个企业范围内）处理和分析所采集的数据，帮助您作出明智的决策。 您还可利用数百个内置信号处理、分析、控制和数学函数来加快应用的开发。 无论高级分析、信号或图像处理还是复杂的数学运算，CompactRIO均可帮助您直接在边缘处理这些任务，这使得CompactRIO成为了IIoT最灵活的智能边缘设备。

 

图6. 无论是高级分析、信号或图像处理还是复杂的数学运算，CompactRIO均可帮助您直接在边缘处理这些任务，这使得CompactRIO成为了IIoT最灵活的智能边缘设备。

了解更多关于CompactRIO的处理和分析功能。  

显示和数据可视化
CompactRI可让您任意选择本地、远程或移动显示器来显示数据。 无论是使用通过RS232控制的简单组件显示器、直接连接到控制器的高分辨率显示器还是基于远程或移动网络服务的瘦客户端，您均可以设计功能丰富的交互式图形用户界面，并将其直接连接到CompactRIO来实现简化的数据可视化和操作界面，无需使用额外的HMI控制器。

 

图7. 设计功能丰富的交互式图形用户界面，并将其直接连接到CompactRIO来实现简化的数据可视化和操作界面，无需使用额外的HMI控制器。

了解更多关于CompactRIO的显示和数据可视化选项。 

工业通信
通过对PROFNET、OPC UA、EtherCAT等常见工业协议的原生支持，CompactRIO可连接多种仪器、设备和基础设施。 您是否有棕地应用需要支持众多协议？ CompactRIO是一个理想的IIoT网关，可作为所支持的近20种协议的转换器，甚至可以通过FPGA开发自定义通信协议。

 

图8. 通过对PROFNET、OPC UA、EtherCAT等常见工业协议的原生支持，CompactRIO可连接多种仪器、设备和基础设施。

了解更多关于CompactRIO支持的工业协议。 

模拟和数字I/O
通过CompactRIO平台，充分利用NI几十年的领先技术，使用针对特定测量的信号调理、内置隔离和工业I/O连接到各种传感器和信号，采集高质量信号。 选择150多个来自NI和第三方的I/O模块进行测量、控制以及通信，通过任意传感器或总线连接您的应用。

 

图9.9. 选择150多个来自NI和第三方的I/O模块进行测量、控制以及通信，通过任意传感器或总线连接您的应用。

了解更多CompactRIO提供的测量选项。 

下一步

了解更多关于CompactRIO平台可为您应用提供的强大功能和无与伦比的性能。