Novas Tecnologias para Aplicações Industriais e Embarcadas

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2 Novas Tecnologias para Aplicações Industriais e Embarcadas Abstraindo a complexidade da tecnologia FPGA Alisson Kokot

3 Visão Geral da National Instruments Engenheiros; mais de funcionários; operação direta em 40 países Mais de produtos e 800 membros do Programa Alliance Partner Sede corporativa em Austin, Texas Escritórios de Venda Distribuidores

4 Perfil LíderesemMediçãoe Automação Baseados em PC Longa históriade crescimento e rentabilidade Faturamentode US$ 821M em 2008 Umadas 100 melhores empresas para se trabalhar segundoa revistafortune por 10 anos consecutivos

5 Diversidade de Clientes Clientes top % da receita Mais de clientes em mais de 90 países 95% dos Fortune 500 do ramo de manufatura

6 Convergência de Tecnologia de Controle PC IBM PC 1981 Internet 1983 Windows Windows bit OS 1995 CLP PAC GM solicita controlador padrão máquinas 1968 Chip Modicon CPU de chip único 1971 FPGA 1986 Allen Bradley SLC 1991 ADCs Alta Resolução 1989 Intel Pentium 1993 ARC Define PAC 2001

7 Convergência de Tecnologia de Controle PC CLP PAC Hardware Personalizado

8 Convergência de Tecnologia de Controle SBC Embarcados Computadores Embarcados Arquiteturas PC Diversos Formatos PLC Altamente Confiável Controle Padrão Redes Industriais Hardware Personalizado Totalmente Flexível Funcionalidade específica

9 Controladores Programáveis para Automação NI (PACs) Robustez e Confiabilidade de CLP Desempenho e Arquitetura Aberta de PC Flexibilidade de Hardware FPGA Personalizado LabVIEW

10 Plataformas PAC da NI

11 PACs com Tecnologia (FPGAs) Field-Programmable Gate Arrays Malhas de Controle Ultra-Rápidas Análises Personalizadas Confiabilidade de Hardware Programável com o NI LabVIEW A EUROelectronics usou LabVIEW e o NI CompactRIO para desenvolver rapidamente controle hidráulico de malha fechada para uma máquina de fundição sob pressão

12 Solução de problemas industriais Microprocessado Flexível e Modular Seqüêncial Programável Tempo de execução 12, 24,... Pulsos de clock Confiabilidade depende de SO, aplicativo e condições de uso Eletrônica Discreta Estático Paralelo Projeto Digital Tempo de Execução Propagação do sinal elétrico Altamente confiável

13 Tecnologia FPGA Interconexões Programáveis Blocos Lógicos Blocos de E/S

14 Exemplo simplificado - LabVIEW FPGA Implementando lógica no FPGA: F = {(A+B)CD} E E F Código no LabVIEW FPGA A B C D

15 Exemplo simplificado - LabVIEW FPGA E F A B C D Z W X Y

16 NI CompactRIO: PAC baseado em FPGA Processador de Tempo Real FPGA FPGA Reconfigurável para E/S em alta velocidade com temporização, trigger e controle personalizado Módulos de E/S com condicionamento de sinal integrado para conexão com sensores/atuadores Processador de Tempo Real para medição, análise, conectividade e controle com confiabilidade

17 NI LabVIEW Programação Gráfica Centenas de Funções de Controle e Análise Uma Única Ferramenta de Software para IHM, PAC e FPGA

18 Abstração de Código FPGA no LabVIEW Contador E/S Analógica E/S com DMA LabVIEW FPGA VHDL ~4000 linhas

19 Novas Funcionalidades do LabVIEW 8.6 para o CompactRIO Arrastar E/S para o diagrama de blocos no LabVIEW Real-Time através do novo Scan Mode LabVIEW FPGA Mode opcional para aplicações de análise e controle avançado Fácil configuração e manutenção do sistema com o novo Distributed System Manager Novos blocos de controle industrial baseados no padrão IEC

20 Módulo LabVIEW Real-Time Acesse E/S do NI CompactRIO I/O rapidamente com o novo modo Scan Escolha o modo LabVIEW FPGA para controle e análises avançadas Facilmente configure o seu sistema com o NI Distributed System Manager Use funções de controle industrial baseadas no padrão IEC

21 Demo PID com industrial function blocks (IEC )

22 Benefícios do Controle Avançado e Sintonizado O controle mal sintonizado de uma válvula pode custar $880/ano* Uma malha de controle de ph incorreta gera um desperdício de $50,000/mês* Um controle de temperatua ineficiente custa $30,000/mês* Controle Baseado em Modelo < 1% PID atende Controle Manual PID com sintonia manual *Sources: Cybosoft and ExperTune

23 Video Advanced Control

24 Perfuração Direcionada Pontos de Controle Bomba para corrigir o curso da broca Giro para deslizar no fundo Torque Dinâmico Tipo de Controle Algoritmos Personalizados Tendência dos Dados e realimentação necessária Slider is a service Mark of Noble Corporation, Patented

25 Curva de Implementação RIO I/O I/O System Flexibility and Price PXI RIO PCI RIO CompactRIO Modular Processador CompactRIO Integrado FPGA Single-Board RIO I/O Custom I/O LabVIEW Number of Systems Deployed

26 Single-Board RIO Products (Q Launch) Embedded device and machine I/O, processing and control FPGA customization and performance Integrated RT Processor, FPGA and I/O Processor FPGA I/O I/O I/O Custom I/O Lowest cost RIO product for high volume machines and devices

27 NI Single-Board RIO Embedded Control & Acquisition Networking/Peripherals 10/100 Ethernet port RS232 Serial port LabVIEW Graphical software for rapid development Program processor, FPGA and I/O with one tool Integrate existing C/VHDL Real-Time Processor 400 MHz processor for floating-point control, analysis, and logging Reconfigurable FPGA Customized timing and processing of I/O Small Size, Low Power 21 x 9 cm. (8.2 x 3.7 in.) VDC power, (7-10 W typ.) Onboard Analog and Digital I/O 110 DIO, Up to 32-ch AI, up to 4-ch AO, Up to 32-ch of 24 V DIO Expansion I/O Connect up to three C Series modules for additional I/O (strain, TC, comm., motion, etc )

28 NI Single-Board RIO - Controle& Aquisição de Dados Rede/Periféricos 10/100 Ethernet port RS232 Serial port LabVIEW Programação Gráfica para acelerar o desenvolvimento Programação do processador, FPGA e E/S com uma única ferramenta Integração de códigos C/VHDL existentes Processador de Tempo Real Processador de 400 MHz, ponto flutuante, controle, análise e armazenamento FPGA Reconfigurável Temporização e Processamento de E/S Presonalizados Compacto, Baixo Consumo 21 x 9 cm (8.2 x 3.7 in.) VDC, (7-10 W tip.) E/S Digitais e Analógicas Integradas 110 DIO, até 32 canais AI, até 4 canais AO, Até 32 canais DIO de 24 V Expansão de E/S Conecte até 3 módulos série C para E/S adicionais (strain, TC, comunicação, movimento, etc )

29 Single-Board RIO Variants Model Processor Speed (MHz) FPGA Size (Gates) 3.3V DIO Lines AI Channels AO Channels 24V DIO Lines C Series Expansion (Slots) Size cm. (In.) sbrio M x9 (8.2x3.7) sbrio M x9 (8.2x3.7) sbrio M x14 (8.2x5.6) sbrio M x14 (8.2x5.6) sbrio M x14 (8.2x5.6) sbrio M x14 (8.2x5.6) sbrio M / x14 (8.2x5.6) sbrio M / x14 (8.2x5.6)

30 Video Fedex

31 Configuração do Demo NI LabVIEW 8.6 crio Módulos Analógicos Entrada/Saída Módulos Digitais Entrada/Saída

32 LabVIEW 8.6 com CompactRIO Crie sistemas de medição e controle personalizados com máxima confiabilidade Reduza o tempo de desenvolvimento e a complexidade com o novo Scan Mode Simplifica a configuração, depuração e manutenção em seu PAC

33 Wireless Sensor Networks (WSNs) Definida como uma rede sem fio que consiste de dispositivos espacialmente distribuídos que usam sensores para monitorar condicões físicas e ambientais Aplicações incluem: Monitoramento Ambiental Monitoramento Estrutural Monitoramento de Máquina Qualidade e consumo de Energia Automação Predial Monitoramento de Patrimônio

34 Componentes da Rede Nós de medição WSN Temperatura Oxigênio Dissolvido Controlador Central IEEE Ethernet WSN Gateway Tensão Radio Bateria Microcontrolador Circuito Analógico Interface Sensores

35 Obrigado Para mais informações acesse: Ligue para (11)

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