【NI-RIO入门】CompactRIO介绍及环境安装

CompactRIO是什么？

        CompactRIO系统提供了高处理性能、传感器专用I/O和紧密集成的软件工具，使其成为工业物联网、监测和控制应用的理想之选。实时处理器提供可靠，可预测的行为，而FPGA在需要高速逻辑和精确定时的较小任务上表现出色。

        CompactRIO系统由控制器和机箱组成。控制器上有一个运行Linux Real-Time OS的处理器，机箱上有可编程FPGA。CompactRIO支持NI和第三方的工业I/O模块。

机箱

        CompactRIO机箱是集成系统架构的中心。它直接连接到I / O，以便高性能访问每个模块的I/O电路以及定时、触发和同步。因为每个模块都直接连接至FPGA，而非通过总线连接，所以CompactRIO的系统响应与其他控制器架构相比几乎没有延迟。

控制器

        CompactRIO控制器性能出色，采用坚固耐用设计，已通过行业标准认证，并具有集成式视觉、运动控制、工业通信和人机界面功能。CompactRIO包含一个处理器，该处理器能够可靠且确定地执行LabVIEW Real-Time应用程序，并支持多采样率控制、执行跟踪、板载数据记录以及外围设备通信。CompactRIO控制器集成了CompactRIO机箱。

模块

        I/O模块包含隔离，转换电路，信号调理和内置连接，可直接连接到工业传感器/执行器。通过提供多种接线选项并将连接器接线盒集成到模块中，CompactRIO系统大大降低了空间需求和现场接线成本。您可以从70多种NI C系列I/O模块中进行选择，将CompactRIO连接到几乎所有传感器或执行器。

软件

        使用NI Linux Real-Time，LabVIEW FPGA模块和NI-DAQmx驱动程序克服传统异构架构的编程难题。通过这种组合，您可以通过一个直观的软件工具对处理器和FPGA进行编程，从而更快地开发系统。借助集成的用户友好型软件，您可以专注于解决问题，而不是低级的编程任务，该软件可以降低风险，提高生产率，减少创建和维护I/O驱动、操作系统，以及其他中间件的需要。

处理和分析功能

          随着我们面临越来越多的数据，收集所有可用数据、将其记录到磁盘并离线分析的传统方法将不再有效。当数据收集是手动时，收集数据的时间比分析数据的时间多出 5 倍。所以我们需要更快的处理速度 ，而不是将数据汇集到一起再输出一个结果，而是将处理转移到每一个点，以极低的延迟分析和处理数据。

        CompactRIO平台非常适合满足这一需求，能够在本地以及整个企业范围内实时处理和分析所获取的数据，从而快速做出明智的决策。借助 CompactRIO，您可以利用数百个内置信号处理、分析、控制和数学函数来加速应用程序的开发。这些库可跨处理器和 FPGA 使用，让您能够适应应用的特定需求。无论任务是高级分析、高速事件检测，还是信号或图像处理，CompactRIO 都允许您直接在边缘处理任务，使 CompactRIO 成为最灵活的智能边缘设备。 

记录和监控功能

        十多年来，工业制造、重型设备、交通运输、石油和天然气以及发电等行业一直在使用 CompactRIO 平台来监控和记录整个车队设备和流程的健康状况和状况数据，以确保可靠性和高效性其工业设备的运行。CompactRIO 是永久或半永久监控和数据记录应用的理想解决方案。使用 CompactRIO，您甚至可以在最极端的环境中执行高级数据记录或在线监控。CompactRIO 提供高度可靠的无头解决方案，能够持续监控关键资产。CompactRIO 控制器根据严格的设计实践构建，并经过广泛的测试和验证，以确保您可以部署持久可靠的系统。CompactRIO 具有 -40 °C 至 70 °C（-40 °F 至 158 °F）的扩展工作温度范围、50 g 冲击额定值以及各种国际安全、电磁兼容性 (EMC) 和环境认证和评级一定能满足您的需求。

        CompactRIO 附带内置存储以及添加外部存储的选项，以便您可以适应数据收集或记录需求。使用LabVIEW对CompactRIO进行编程和定制，您可以利用本机API在本地存储数据或将其传输到企业或云端以进行进一步分析或存储。此外，CompactRIO 还提供开放性，使您能够访问原始工程测量结果，以适应新的创新分析技术并扩展您的解决方案以满足您的维护计划需求。  

        CompactRIO 平台允许您将处理和分析直接整合到控制器中，从而使日志记录和监控更进一步。这提供了在本地边缘以及整个企业范围内实时处理和分析获取的数据的能力，以快速做出明智的决策。借助 CompactRIO，您可以利用 LabVIEW 中数百个内置信号处理、分析、控制和数学函数来加速应用程序的开发。  

数据可视化功能

        借助CompactRIO平台，您可以结合使用本地、远程或移动显示选项来可视化数据并与系统交互。无论您使用的是通过 RS232 控制的简单组件显示器、通过 DisplayPort 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 Web 服务的瘦客户端，您都可以设计高质量、交互式、功能丰富的 UI 并连接它们直接连接到 CompactRIO，以实现简化的数据可视化和操作员界面，而无需额外的 HMI 控制器。 

 

        CompactRIO 平台的显示选项可概括为两大类：本地和远程。本地显示选项包括组件级显示和监视器。组件级显示器是大型系统的组件，您可以将其直接集成到最终的机械设计中。这些类型的显示器通常是板级的，通过串行或 USB 连接，旨在提供更基本的功能，例如软前面板按钮或基本系统数据。通常，组件显示器无法提供图形功能，例如 Windows 或 Linux 等操作系统中的流视频或 1 kHz 刷新率。 

        与组件级显示相比，监视器提供更丰富的 UI 体验。通常，您只会发现这些类型的显示器与 Windows 等通用操作系统配对。然而，CompactRIO 平台提供了具有集成显卡的实时操作系统的强大功能，使您可以通过集成显卡将显示器直接连接到控制器，从而利用操作系统的确定性和 GPU 提供的丰富显示功能。显示端口。  

        对于远程可视化和操作员界面，有许多选项依赖于网络通信标准，例如 TCP/IP、UDP、OPC 或 Web 服务。这些解决方案包括触摸屏计算机 (TPC) 和瘦客户端，并允许您将 HMI 与需要安全远程可视化功能的控制器分开。由于驱动 HMI 应用程序的专用处理器，TPC 和台式 PC 提供了更多的计算处理能力。这种类型的HMI可以驱动更复杂的图形密集型。

        查看数据并与已部署的系统交互是工业物联网 (IIoT) 应用中的常见要求。使用 LabVIEW，您可以快速开发令人惊叹的 GUI，以实现数据可视化和操作员输入。LabVIEW 包含一整套拖放控件和指示器，例如图形和图表、仪表、按钮、旋钮、开关等，使您可以轻松地为应用程序创建用户界面并有效地可视化结果，而无需使用第三方- 聚会组件或从头开始构建视图。  

功能安全

        CompactRIO 具有一系列具有两个处理目标的嵌入式控制器：(1) 用于通信和信号处理的实时处理器，以及 (2) 用户可编程 FPGA，用于直接在硬件中实现高速控制以及自定义定时和触发。通过利用最新的商业技术，NI 能够以具有竞争力的价格持续向客户提供高性能、高品质的产品。Intel 和 ARM 的最新处理器提供行业标准部件，Xilinx 的最新 FPGA 有助于将信号处理算法推向边缘以加速测量，TI 和 ADI 的最新数据转换器不断提高 NI 仪器的测量范围和性能。

        通过将这些优势与 150 多个用于测量、控制和通信的 NI 和第三方 C 系列模块相结合，您可以将 C 系列 I/O 连接到任何传感器、信号或总线。您可以将 C 系列 I/O 模块插入任何 CompactRIO 机箱或控制器中，以在一个系统中创建通道数和测量类型的混合。除了内置信号调理功能外，这些热插拔模块还具有多种传感器连接选项，并可在最恶劣的环境中运行。它们提供 -40 至 70 °C（-40 至 158 °F）的扩展工作温度范围、50 g 冲击额定值以及各种国际安全、电磁兼容性 (EMC) 和环境认证和评级。该系统尺寸紧凑，使您可以轻松地将其集成到各种规模的系统中。

保护图层 

        保形涂层是专门配制的薄膜材料，可直接应用于电路板或电路卡组件 (CCA)。这些薄膜为元件和电路提供环境保护。用于保形涂层的薄膜材料通常采用用液体或树脂材料浸渍或喷涂 CCA 的工艺来涂覆。当材料干燥时，它会形成一层弹性涂层，可以防止潮湿、霉菌、灰尘、腐蚀和其他环境压力。

        保形涂层的应用可防止冷凝物与 CCA 上的走线、通孔和集成电路 (IC) 接触。这可以防止这些组件在暴露于冷凝后形成腐蚀和短路。连接器无法从保形涂层中受益，因此连接器处仍可能发生腐蚀。保形涂层旨在通过保护走线、通孔和细间距 IC 来延长产品的使用寿命，但它并不能消除与连接器相关的所有环境风险。

NI CompactRIO 软件环境安装

        1.LabVIEW

        2.LabVIEW Real Time（需关闭杀毒软件，会损坏上位机rt环境）

        3.CompactRIO

使用此链接查看最低的CompactRIO以及确定LabVIEW的版本：https://www.ni.com/zh-cn/support/documentation/compatibility/21/ni-hardware-and-operating-system-compatibility.html

         4.DAQmx （仅适合支持DAQmx驱动的cRIO）

        5.FPGA Module

        6.FPGA编译器

使用此链接查看当前板卡对应LabVIEW版本支持的编译器：

Xilinx编译工具和NI FPGA硬件之间的兼容性 - NI

         注意事项：

1. LabVIEW开发环境
   • 如果您需要在计算机上安装多个版本，请您从最旧版本安装到最新版本。
2. LabVIEW附加模块（如LabVIEW Real-Time模块）
   • 如果您需要在计算机上安装多个版本，请您从最旧版本安装到最新版本。
3. LabVIEW工具包（如声音和振动工具包）
4. 其他应用软件（如Measurement Studio，NI TestStand，DIAdem，NI VeriStand）。
5. 硬件驱动程序
   • 注意： NI驱动程序通常支持最新四个版本的LabVIEW。若您安装的驱动程序不再支持您所使用的旧硬件，那么安装该驱动程序将移除当前计算机上所有应用程序对于您硬件的支持。若驱动程序不再支持当前所使用的较旧版本的LabVIEW，那么安装该驱动程序将完全移除当前环境对旧版LabVIEW的支持。
6. 在您成功安装软件和驱动程序后，请将所需的硬件添加/安装到系统中，操作系统将会自动识别并安装硬件。