National Instruments: NI jest producentem sprzętu pomiarowego oraz wbudowanych systemów kontrolno-pomiarowych. Wszystkie nasze urządzenia mogą być programowane z poziomu środowiska LabVIEW – flagowego produktu firmy, który od blisko 30 lat pozwala programować tak jak myślimy – w sposób graficzny.
Aby ułatwić zrozumienie koncepcji omówionych w dalszych pytaniach, przedstawię pokrótce wybrane platformy, które oferujemy:
• Karty PXI –stosowane w zautomatyzowanych systemach testujących (oscyloskopy, multimetry, matryce przełączeniowe, itp.);
• NI CompactDAQ – platforma do pomiarów wymagających kondycjonowania sygnałów (termopary, akcelerometry, mostki tensometryczne);
• NI CompactRIO – platforma do systemów kontrolno-pomiarowych wymagających kondycjonowania sygnałów, pracy w czasie rzeczywistym oraz szybkiego przetwarzania sygnałów i niskich czasów reakcji.
• NI VirtualBench – 5 urządzeń pomiarowych w jednym.
elektroda.pl: Pojęcie akwizycja danych jest znane wielu użytkownikom wortalu elektroda.pl, czy możemy uprościć proces akwizycji do łańcucha zadań realizowanych przez system zbierający dane? Które z elementów akwizycji danych można zrealizować z wykorzystaniem rozwiązań dostarczanych przez National Instruments?
National Instruments: Myślę, że z punktu widzenia dostawcy sprzętu pomiarowego, najwięcej dla użytkownika końcowego można zrobić na styku sprzęt-oprogramowanie. Od 40 lat inżynierowie R&D firmy NI dokładali starań, aby pomiary dało się wykonywać możliwie szybko. W praktyce oznacza to, że od momentu podpięcia karty akwizycji danych od otrzymania danych wystarczą dosłownie sekundy. Co ważne, dobry sterownik powinien unifikować proces akwizycji niezależnie od czujników – w naszym przypadku ten sam sposób programowania ma zastosowanie zarówno przy pomiarze multimetrem, oscyloskopem, jak i z karty z dołączoną termoparą. Dzięki temu poznając zasadę działania sterownika możemy mierzyć dowolne wielkości i to nawet w systemach wbudowanych z systemem czasu rzeczywistego.
elektroda.pl: Przeglądając ofertę National Instruments widać duże nastawienie na modułowość systemu. Jakie to daje korzyści - czy system może rosnąć wraz z zapotrzebowaniem, czy moduły będą pasować do większego "chassis", gdy wykorzystamy możliwości obecnie posiadanego?
National Instruments: Uważamy, że modułowość jest kluczem do sukcesu w systemach testujących i kontrolno-pomiarowych. Jeszcze 20-30 lat temu kupując telefon sądziliśmy, że będzie to wydatek na lata. Dzisiaj nowe wersje telefonów pojawiają się na rynku co 6-12 miesięcy. Jak można efektywnie testować nowe produkty przy pomocy urządzeń pomiarowych z góry ustalonym przez producenta zestawem funkcji? Jak można testować n razy więcej funkcji telefonu (przykład – GSM w roku 2000 vs GSM, 3G, LTE, GPS, WLAN, BT, NFC w roku 2015) w tym samym czasie, mając kilkuletni procesor w testerze?
Modułowość pozwala na a) wymianę czy dodawanie modułów w funkcji wymagań oraz
b) przyspieszenie wykonywania testów wraz z pojawieniem się na rynku szybszych procesorów. Niech przykładem tutaj będą 8-rdzeniowe kontrolery testerów na platformie PXI – właściwie nie spotyka się tak potężnych procesorów w urządzeniach „pudełkowych”.
elektroda.pl: W dostępnych modułach zastosowane są układy FPGA, jakie to daje możliwości, czy możemy realizować procesy sterowania w strukturze zaimplementowanej w FPGA, jak obecność FPGA wpływa na skomplikowanie procesu wdrożeniowego?
National Instruments: Układy FPGA w rozwiązaniach NI powstały z myślą o inżynierach, którzy potrzebują ogromnej mocy obliczeniowej a nie chcą tworzyć własnej elektroniki. I mówimy tutaj zarówno o systemach wbudowanych (wyobraźmy sobie sterownik PLC/PAC, który reaguje na zbocze analogowe w czasie 1µs lub cyfrowe w czasie 25ns czy realizuje algorytm PID w pętli 100kHz), jak i testujących (gdzie np. potrzebujemy wyłuskać z pasma 200MHz 1024 podpasm o szerokości 20kHz). W naszych rozwiązaniach układ FPGA jest podpięty do przetworników A/C i C/A, co pozwala na niezwykle szybkie reakcje; jednocześnie, właściwie wszystkie nasze rozwiązania mają „domyślny” firmware, który pozwala na odczyt z przetwornika danych bez programowania FPGA.
Nie wymagamy, aby użytkownicy naszych rozwiązań znali VHLD czy Veriloga – FPGA programowane są z poziomu LabVIEW.
elektroda.pl: Czym jest środowisko LabVIEW, jakie możliwości dostarczają poszczególne moduły LabVIEW?
National Instruments: LabVIEW jest graficznym językiem programowania stosowanym w wielu systemach pomiarowych na świecie.
Moduły pozwalają na rozszerzenie możliwości środowiska w zależności od potrzeb naszej aplikacji. Przykładowe zestawy narzędzi pozwalają np. na:
• Analizę obrazów;
• Projektowanie pętli regulacji PID czy logiki rozproszonej;
• Analizę widma, modulację;
• Dołączanie kodu z Matlaba (pliki .m);
• Tworzenie systemów typu SCADA;
• Programowanie sterowników PAC z systemem Linux RT.
elektroda.pl: Jakimi interfejsami możemy przesłać z "chassis" dane zebrane przez zainstalowane moduły?
National Instruments: W zależności od obudowy (ang. chassis) możemy dane przesyłać do komputerów/serwerów poprzez:
• Standard PXI – z reguły stosowany w systemach testujących; testery PXI mogą mieć własny kontroler (nawet do 8 rdzeni, 24GB RAM i dyskami SSD), co eliminuje potrzebę posiadania dodatkowego komputera;
• USB lub Ethernet – w wielofunkcyjnych urządzeniach pomiarowych (CompactDAQ) wymagających różnych typów czujników w jednym urządzeniu (np. Pt100, drgania, termopary, wejścia prądowe, CAN);
• Wi-Fi w przypadku pojedynczych modułów pomiarowych lub laboratoryjnego urządzenia wielofunkcyjnego NI VirtualBench.
elektroda.pl: Czy środowisko zbudowane w oparciu o rozwiązania National Instruments możemy zintegrować z istniejącymi systemami, czy są dostępne interfejsy i sterowniki pozwalające na komunikację ze sprzętem z poziomu rozwijanych w firmie systemów informatycznych?
National Instruments: Oczywiście. Na rynku jest wiele urządzeń i sterowników zgodnych ze sprzętem NI pozwalających na obsługę standardów PROFIBUS, Modbus, CAN, CANOpen, ARINC 429, i wielu, wielu innych. Pamiętajmy, że standard PXI jest otwarty i kilkadziesiąt różnych firm dostarcza karty interfejsów.
elektroda.pl: Czego nie otrzymamy od National Instruments, jaki sprzęt powinniśmy pozostawić w naszej infrastrukturze aby dostarczał lub otrzymywał sygnały od systemu NI?
National Instruments: NI nie jest producentem czujników (choć odsprzedajemy czujniki wybranych producentów, aby klient mógł mieć jednego dostawcę). Nie produkujemy przenośnych multimetrów, kamer termowizyjnych ani elementów wykonawczych (choć współpracujemy np. z firmą Kollmorgen i odsprzedajemy ich silniki, które można dopiąć do sterownika CompactRIO).
elektroda.pl: Jakich nowości w ofercie National Instruments możemy spodziewać się w 2016r.?
National Instruments: Jak co roku przedstawimy nową wersję środowiska LabVIEW, najprawdopodobniej przedstawimy też nowe moduły w standardzie PXI oraz sterowniki wbudowane z układami FPGA. Najważniejsze nowości prezentujemy na konferencji NIDays, która odbywa się każdej jesieni w Warszawie.
elektroda.pl: Jak można zdobyć wiedzę na temat rozwiązań akwizycji danych National Instruments?
National Instruments: Przede wszystkim na naszej stronie, oglądając nagrane wcześniej prezentacje on-line. Do tego zachęcamy do rejestracji na seminaria i konferencje – aby dostawać notyfikacje należy założyć konto na stronie i zaznaczyć chęć otrzymywania maili o spotkaniach z NI.
Oczywiście prowadzimy też płatne szkolenia dla inżynierów i naukowców. Tematyka tych szkoleń jest tak szeroka, jak nasza gama produktów – od pomiarów, przez inżynierię oprogramowania aż do pomiarów radiowych.
elektroda.pl: Posiadając ofertę rozwiązań o tak szerokich zastosowaniach, można spodziewać się dużego odzewu od klientów, którzy zrealizowali swoje projekty w oparciu o produkty NI. Jakie przykładowe ciekawe lub nietypowe zadania udało się zrealizować z wykorzystaniem rozwiązań National Instruments?
National Instruments: Rozwiązania NI można spotkać właściwie w każdej większej firmie produkującej i testującej elektronikę. Jednak szeroka gama produktów pozwala także na „niestandardowe” zastosowania.
Przykładowe „niestandardowe” polskie wdrożenia:
• Stanowisko badawcze prototypu systemu sterowania podwoziem przednim samolotu pasażerskiego;
• Radar szumowy jako miernik odbiciowości gruntu;
• Zintegrowane stanowisko pomiarowe do badań nad zastosowaniem biogazu w silnikach z zapłonem samoczynnym;
• System do testów maszyn górniczych o mocach do 3000kVA;
• Pomiary helikoptera ILX-27.
Oraz ciekawe wdrożenia z całego świata:
• CERN wykorzystuje oprogramowanie LabVIEW i sprzęt PXI do sterowania największym na świecie akceleratorem cząstek
• Testy typu Hardware-in-the-loop hybrydowych samochodów Subaru
elektroda.pl: Dziękujemy za rozmowę oraz możliwość przybliżenia profilu firmy National Instruments, być może niektórzy użytkownicy forum elektroda.pl będą mieli okazję wykorzystać produkty NI w swojej pracy zawodowej, lub wzorując się na przedstawionych rozwiązaniach zrealizują swoje hobbystyczne projekty DIY.
Odpowiedzi udzielał dla Was Pan Michał Kozarzewski Senior Technical Marketing Engineer National Instruments.
Jeżeli macie jakieś pytania dotyczące National Instruments możecie umieścić je w postach poniżej, w miarę możliwości postaramy się przygotować odpowiedzi.
Cool? Ranking DIY
Dość wymijająco odpowiadali na "zoom", ale ogólne wrażenie z konferencji niezłe.
