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National Instruments (NI™) bietet zur Datenerfassung und -verarbeitung vier Produktlinien an, die natürlich alle in LabVIEW und LabWindows CVI mit hervorragenden Treibern integriert sind. Die wichgsten Funktionen sind in der DAQmx Treiber Bibliothek so verbaut, dass ein einfacher Code ohne Änderungen auf allen hier vorgestellten Platformen funktioniert.

cDAQ (Compact DAQ)

Ein cDAQ System besteht immer aus einem Controller oder Chassis und darin verbauten Modulen. Es gibt Controller mit eigenem, integriertem Rechner (cDAQ-9132, cDAQ-9133, cDAQ-9134, cDAQ-9135, cDAQ-9136, cDAQ-9137) und passive Chassis, die über USB (cDAQ-9117, cDAQ-9174, cDAQ-9178, cDAQ-9179) oder Ethernet (cDAQ-9184, cDAQ-9185, cDAQ-9188, cDAQ-9189) an einen normalen PC oder Laptop angebunden werden. In solch ein Chassis kann man je mach Größe 1, 4, 8 oder 14 Module stecken. Module sind für die unterschiedlichen Signale (analog oder digital) und mit unterschiedlichen Abtastraten verfügbar.
  • sehr einfach zu programmieren
  • universell nutzbar durch sehr große Zahl von verfügbaren Modulen
  • kein Echtzeitverhalten, nur eingeschränkte Möglichkeiten einer Regelung
  • komplexe Module wie z.B. CAN-Bus Schnittstellen funktionieren nur im cRIO

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cRIO (Compact Reconfigurable IO)

Ein cRIO System sieht auf den ersten Blick genau so aus wie ein cDAQ System. Der wichtige Unterschied liegt in der Backplane, hier ist kein passiver Bus verbaut, sondern ein FPGA (daher die Bezeichnung "Reconfigurable"). Ein cRIO System hat verschiedene Ebenen, in der vom Anwender geschriebene Software abläuft:
  • die FPGA Backplane
  • den cRIO Controller
  • das Anwendungsprogramm in einem PC
LabVIEW mit zusätzlichen Toolkits FPGA und Realtime erlaubt es, den Code aller drei Ebenen in LabVIEW zu implementieren. Bei einem reinen Chassis (NI-9144, NI-9145, NI-9146, NI-9147, NI-41-48, NI-9149) entfällt die mittlere Programmierebene, der Controller, es wird nur der FPGA und die Anwendungssoftware programmiert. Bei einem cRIO Controller (cRIO-9040, cRIO-9041, cRIO-9042, cRIO-9043, cRIO-9045, cRIO-9046, cRIO-9047, cRIO-9048) ist im Gerät bereits ein Rechner verbaut, der Aufgaben übernehmen kann, die für den FPGA zu komplex sind. Ein cRIO System kann auch ohne angeschlossenen Rechner autark arbeiten (Messen, Steuern, Regeln, Aufzeichnen, ..). Die einzelnen Geräte unterscheiden sich in der Größe und Ausführung des FPGA, die für Ihre Aufgabe nötige Größe können Sie einfach selber ermitteln, indem Sie versuchen, Ihren LabVIEW FPGA Code für ein simuliertes Gerät zu kompilieren. Die meisten cDAQ Module funktionieren auch in einem cRIO System (mechanisch gleich), für das cRIO gibt es ein paar zusätzliche Module , die nicht ohne FPGA arbeiten können.
  • Echtzeitverhalten, schnelle Regler können realisiert werden
  • zusätzliche Karten wie CAN-Bus, aber auch spzielle Module wie z.B. Ansteuerung von Injektoren für die Automobilindustrie
  • universell nutzbar durch sehr große Zahl von verfügbaren Modulen
  • Programmierung deutlich komplexer, LabVIEW RealTime und FPGA erforderlich
  • teurer als cDAQ
Ein cRIO System kann auch mit Hilfe der "Scan Engine" als "dummes" Messgerät betrieben werden (wie ein cDAQ), dann hat man aber keinen Vorteil durch den FPGA.

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Einsteckkarten

Die Einsteckkarten sind der Klassiker der PC gestützten Datenerfassung, allerdings müssen sie in einen Rechner eingebaut werden, dabei ist darauf zu achten, dass das verwendete Mainboard die richtigen Slots (PCI, PCIe) frei hat. National Instrumens bietet über 100 verschiedene Karten in unterschiedlichen Konfigurationen (Bussystem, Anzahl und Art der analogen Eingänge, Anzahl und Art der analogen Ausgänge, digitale Ein- und Ausgänge, Timer und Counter) an.
  • sehr einfach zu programmieren (wie cDAQ)
  • sehr hohe Übertragungsraten im PCIe Bus möglich
  • Spezialkarten wie Bus-Interface ... verfügbar
  • kein Echtzeitverhalten, nur eingeschränkte Möglichkeiten einer Regelung

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PXI Systeme

Ein PXI System ist im Prinzip das Gleiche wie ein PC mit Einsteckkarten, aber alles aus einer Hand und in einem industrietauglichen Formfaktor. Im System steckt immer ein PC, dieser kann mit Windows Betriebssystem oder als RealTime System verwendet werden. Die Auswahl an Karten ist noch größer als bei den Einsteckkarten, da hier nur ein Bussystem berücksichtigt werden muss und die möglichen Übertragungsraten noch höher sind.
  • PXI System mit Windows Betriebssystem auf dem Controller:
    • sehr einfach zu programmieren (wie cDAQ)
    • sehr hohe Übertragungsraten im PXI Bus möglich
    • viele Spezialkarten verfügbar
    • mehr Steckplätze als bei einem klassischen PC
    • kein Echtzeitverhalten, nur eingeschränkte Möglichkeiten einer Regelung
    • teurer als Industrie-PCs mit Einsteckkarten
  • PXI System mit RealTime Betriebssystem auf dem Controller:
    • Echtzeitverhalten, schnelle Regler können realisiert werden
    • sehr hohe Übertragungsraten im PXI Bus möglich
    • viele Spezialkarten verfügbar
    • mehr Steckplätze als bei einem klassischen PC
    • Programmierung deutlich komplexer
    • LabVIEW RealTime erforderlich
  • Zubehör, Kabel und Stecker:

Zum Katalog von PXI Chassis und Controller

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