Introducción a las Plataformas de Bajo Costo para Aplicaciones de Pruebas, Medición y Automatización
Expectativas en Equipo Adquirido Escalable a futuro Re-utilizable Abierto Cumpla con el trabajo De Bajo Costo Rentable Aproveche lo último en tecnología 2
Agenda PXI para sistemas escalables de pruebas y automatización USB en aplicaciones de medición y análisis PACs en la optimización de máquinas y procesos industriales Rol del software en la integración de equipo de diferentes fabricantes 3
Qué es PXI? PXI = PCI extensions for Instrumentation Plataforma basada en PC optimizada para pruebas, medidas y control Contiene las características eléctricas del bus PCI y el empaque modular y robusto de CompactPCI Características avanzadas de control de tiempos y sincronización Especificación abierta gobernada por PXI SystemsAlliance (PXISA); introducida inicialmente en 1997 4
PXI CombinaTecnologíaEstándar Controlador PC embebidao interfaz remota para PC / laptop Corretodoel software estándar Chasis PXI Backplane Bus PCI Temporizacióny Sincronización Módulos Periféricos 5
Diferentes Alternativas para PXI Controladores remotos y embebidos Chasís de diferentes tamaños y configuraciones 6
Productos PXI...Más de 1,500 Adquisición de Datos y Control E/S Multifunción E/S Análoga E/S Digital Contador/Temporizador FPGA/ E/S Reconfigurables Visión de Maquina Control de Movimiento Acondicionamiento de Señal Temperatura Tensión/Presión/Fuerza/Carga Synchro/Resolver LVDT/RVDT Muchas más... Instrumentación Modular Generador Digital de onda Analizador Digital de onda Multimetro Digital Medidor LCR Osciloscopio/Digitalizador Fuente/Generador de Señales Interruptores Generador de Señal RF Analizador de Señales RF Medidor de Potencia RF Contador de Frequencia Muchos más... Interfaz Ethernet, USB, FireWire SATA, ATA/IDE, SCSI GPIB CAN, DeviceNet Serial RS-232, RS-485 VXI/VME Boundary Scan/JTAG MIL-STD-1553, ARINC PCMCIA/CardBus PMC Profibus LIN Muchos más... Otros IRIG-B, GPS Directo a Disco Memoria reflexiva DSP Óptico Simulador de resistencia Prototipo Gráficos Audio Muchos más... 7
Beneficios de Temporización y Sincronización Reduce tiempo de prueba Ejemplo:Sincronización entre DMM y switch para accesar a múltiples puntos de prueba. Mejora la exactitud de la medición Ejemplo: Lazo de seguimiento de fase de un osciloscopio y un generador de señales a un reloj de referencia estable para pruebas estimulo respuesta. Permite mediciones y aplicaciones complejas Ejemplo: Sincronización de adquisición de datos, control de movimiento y adquisición de imágenes para automatización. 8
Beneficios de PXI Tamaño reducido Reduce el área en el laboratorio y el piso de producción Modularidad Reemplazo sencillo de instrumentos o componentes para reparación o mantenimiento Ensamble del sistema rápido y eficiente Interoperabilidad con dispositivos de terceros Preserve la inversión en sistemas existentes basados en PC, VXI o GPIB Expanda/transicione con el tiempo Integre con módulos PXI o cpci de terceros Tecnología Comercial Sistemas PXI basados en SOs comunes (Microsoft Windows, Linux) Componentes estándar, bus PCI 9
Expanda Posibilidades con PXI 10
Bajando el Costo de su Sistema PXI 1999 = $3,590 NI PXI-1000, Chasis de8 Slots y Controlador MXI-3 Desempeño = Rendimiento sostenido de 80 MB/s NI PXI-1002, Chasis de 4 Slots y Controlador MXI-3 2002 = $2,590 Bajando el Costo de su Sistema PXI 2005 = $2,094 Desempeño= Rendimiento sostenido de 80MB/s NI PXI-1031, Chasis de 4 Slots y Controlador MXI- Express Desempeño= Rendimiento sostenido de 110 MB/s NI PXI-1033, Chasis de 4 Slots y Controlador MXI- Express 2009 = $1,100 Desempeño= Rendimiento sostenido de 110 MB/s 11
PXI-1033 Chasis de Bajo Costo Rendimiento sostenido de 110 MB/s con control remoto MXI-Express Paquete compacto, robusto y portátil Con ranuras para cinco módulos periféricos El chasis contiene un controlador MXI-Express integrado En control de instrumentos, MXI brinda alto desempeño para controlar PC comerciales 12
Software para Adquisición y Registro de Datos NI Soft Front Panel LabVIEW Signal Express LabVIEW 13
Integración de Sistema PXI con un DMM Demostración 14
Pruebas para Sensores Automotrices Siemens VDO Sistema de pruebas para sensores de reluctancia variable (VR) Productos utilizados: SwitchPXI-2503, DMM PXI-4072, DIO PXI-6515 Facilidad para crecer el sistema a 2 nidos de pruebas "No sólo se logró desarrollar el proyecto en corto tiempo (6 meses), sino además se redujeron los costos de inversión y, al replicar los sistemas de pruebas, se tuvo un ahorro de aproximadamente $800,000 USD en un año." http://sine.ni.com/cs/app/doc/p/id/cs-10144 15
Sistemas USB de Adquisición de Datos Portátiles, Poderosos y Accesibles
Porqué Utilizar Sistemas de Adquisición de Datos? Adquisición de datos es el proceso de tomar mediciones desde fuentes de señal y digitalizarlas para almacenamiento, análisis y presentación en una PC. 17
Facilidad de Uso vs Flexibilidad Autónomos Facilidad de Uso Plataformas en PC Flexibilidad 18
Características de un Sistema de Medición Configuración y conectividad sencilla a la PC Fácil Software de medición/análisis completo Transferencia de datos en tiempo real Poderoso Análisis y procesamiento en línea Adición de canales o tipos de mediciones Escalable para cumplir Abierto necesidades de aplicaciones futuras 19
Facilidad de Uso vs Flexibilidad Autónomos Facilida de Uso Plataformas en PC Flexibilidad 20
NI CompactDAQ Conveniencia y desempeño del bus USB ADCs de alta velocidad y aislamiento Modular con conectividad directa a las señales y sensores Software completo de monitoreo y análisis 21
Amplia Compatibilidad con Sensores Voltaje Corriente Termopares RTDs Termistores Galgas Foto-sensores Potenciómetros Celdas de carga Codificadores ópticos Micrófonos Acelerómetros Electrodos ph Medidores de flujo Sensores de presión Muchos más 22
Dispositivos Multifunción Industriales por USB Cuentan con tecnología de la Serie M Capacidad para hacer operaciones verdaderamente simultáneas: AI, AO, DIO, CTR USB 2.0 Hi-Speedcon Plug & Play Ciertos dispositivos energizados desde el bus USB Aislamiento tipo CAT I en ciertos dispositivos 23
Tecnología NI Signal Streaming para USB Rápida Adquisición y Generación Simultánea AI de hasta 1.25 MS/s AO de hasta 2.8 MS/s DIO de hasta 1 MHz por USB Transferencia Bidireccional de Datos Realice tareas de AI, AO, digitales y contadores de forma simultánea 24
Plataforma USB de Adquisición de Datos 256 NI CompactDAQ Número de canales 8 Bajo costo Control de relés Serie M energizada por bus 250 ks/s 16 bits AI/AO DIO DIO Analógicas MIO Serie M de alto rendimiento 1.25 MS/s de entrada analógica Hasta 4 AO Hasta 24 líneas digitales Contadores de 32 bits Analógico de Alta Velocidad 3.2 MS/s de transferencia Hasta 2,300 V de aislamiento Módulos intercambiables en vivo Módulos de AI, AO y DIO disponibles Contadores de 32 bits Sensores y Aislamiento 25
Software de Programación 26
Qué Hacer si USB No es la Solución? Ethernet Wi-Fi PCI USB PXI Express PXI PCI Express 27
Halliburton Utiliza NI CompactDAQ para Desarrollar un Analizador Ultrasónico de Cemento El reto: Desarrollar un sistema robusto de monitoreo y control para el proceso de curado de cemento. La solución: Aprovechar la facilidad de uso y flexibilidad de NI CompactDAQ para implementar rápidamente un sistema en campo de control de temperatura, presión y perfiles de rampa. Al diseñar nuestro UCA con NI CompactDAQ, eliminamos el costo de diseñar hardware dentro de la empresa. http://sine.ni.com/cs/app/doc/p/id/cs-711 28
NI CompactDAQ en Acción 29
PACspara Optimización de Máquinas y Procesos Industriales
Requerimientos en las Máquinas y Líneas en la Actualidad HMI Registro y Bases de Datos Sensores y Acondicionamiento de Señales Diseño Mecánico Comunicación en Red Lógica Discreta y Secuencial Sistemas Embebidos Motores y Actuadores Monitoreo de Condición de Maquinaria Visión Artificial Diseño de Control 31
Disciplinas en Máquinas y Líneas de Producción Bits por Canal 2.4 Mbits 24 bits 16 bits Visión Artificial Procesos Monitoreo de Vibración PLC PC Circuitos a la medida PACs con Tecnología Embebida 8 bits 1 bit Lotes Discreto Movimiento Procesamiento de Señales 1 Hz 1kHz 40 khz 1MHz Velocidad de Ejecución 32
Capacidades de los PACs con Tecnologías Embebidas Medición E/S @ 100 khz Alta precisión en la medición Visión artificial Análisis Algoritmos matemáticos Procesamiento de señales Reducción de datos Conectividad Escritura en base de datos Servicios Web HMI/SCADA Conexión a PLCs Control Control de motores preciso Algoritmos de control Modelación y simulación 33
Espectro de Aplicaciones con LabVIEW Pruebas Automatizadas Control Industrial Diseño Embebido Investigación 34
Plataforma de Desarrollo de LabVIEW LabVIEW Entorno de Desarrollo Módulo de Real-Time Módulo FPGA Módulo DSC Módulo de Diagramas de Estado Módulo PDA Módulo Touch Panel SDK para Microprocesadores Módulo de Diseño de Control & Sim 35
LabVIEW Entorno de Desarrollo Programación gráfica intuitiva para ingenieros e investigadores Herramientas para adquirir, analizar y presentar datos y señales reales 36
Señales Analógicas y Digitales Adquiera datos de un gran rango de dispositivos de medición: Miles de instrumentos de más de 250 fabricantes Dispositivos PCI, PCIe, PXI, USB, Ethernet, serial, GPIB, y CAN Adquisición de datos modular en el rango de DC hasta GHz Etapas de control de motores y cámaras Cientos de PLCs 37
Mantenga su Inversión en Software LabVIEW 38
Conclusiones Existen diferentes opciones en la plataforma PXI para sistemas de bajo costo de pruebas y medición USB es conveniente para sistemas portátiles, pero hay factores a tomar en cuenta Las capacidades de los PACs permiten complementar a PLCsy PCs en sistemas de automatización El software juega un papel clave en integrar dispositivos y sistemas de diferentes fabricantes 39