LabVIEW Real Time Hands on

Transkript

1 LabVIEW Real Time Hands on Dipl. Ing. Sebastian F. Kleinau Dipl. Ing. (FH) Marian Olef Applications Engineering National Instruments Deutschland GmbH

2 Plattform für das grafische Systemdesign Desktop Real-Time FPGA Mikroprozessor/DSP Vision Mobile Touchpanel Zielplattformen & Hardware

3 LabVIEW Real Time Anwendungsbereiche Prüfen aufwendiger, teurer Prototypen Autonome Systeme in rauen Umgebungen Hardware in the Loop Tests

4 LabVIEW Real Time Anforderungen Ausfallsicherheit Erweiterte Betriebsbereiche Redundante d Systeme Dauerbetrieb (24/7) Entwicklertools zum Überprüfen des Codes Deterministische Regelungen/Steuerungen Priorisierung von Tasks Fehlerüberwachung

5 Was ist Echtzeit? Echtzeit heißt nicht Aufgaben schnell abzuarbeiten, sondern deterministisch Determinismus Beschreibt die Fähigkeit, eine Aufgabe in einer e definierten ete Zeit etabzuarbeiten uabete

6 Was ist Jitter? Unsicherheitsbereich Definierte Schleifenzykluszeit Maximaler Jitter teratio on Schle eifen-i Schleifenzeit

7 Auswahl eines geeigneten Betriebssystems General Purpose OS Real Time OS Datenerfassung (DAQ) Offline Analyse Datenpräsentation Regelkreise (PID zb z.b. bis 50 khz) Zeitkritische Entscheidungen Dauereinsatz Stand alone Betrieb Erhöhte Zuverlässigkeit

8 LabVIEW Real Time Entwicklungstools LabVIEW und LabVIEW Real-Time Execution Trace Toolkit LabVIEW-Real-Time- Zielsystem Real-Time- Hardware Compiler Linker Debugger Werkzeuge für Systemanalyse RTOS Mikroprozessor I/O-Schnittstellen Entwicklungssoftware

9 LabVIEW Real Time System Host Computer Real-Time Target Entwickeln / Visualisieren Download der Applikation Benutzersteuerung Datenrückgabe Ausführen

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11 NI System für deterministische, verteilte I/O Host-Computer Standard Ethernet (TCP/IP) NI-PXI-System mit zusätzlicher Ethernet-Schnittstellen NI crio-9074 Deterministisches Ethernet (EtherCAT) NI 9144

12 Der Projekt Explorer Windows Real-Time

13 Programmierung Prozesse Windows PC LabVIEW Real Time System Netzwerk Windows Netzwerk Normal Priority Inter Thread Time Critical Kommunikation i Kommunikation i Host VI VI oder Loop VI oder Loop Daten speicher LabVIEW für Windows LabVIEW Real Time

14 Programmierung: Timed Loops Definierte Prioritäten CPU Zuweisung* Auswahl der Timingquelle Timing Feedback Dynamische Änderung der Timingparameter * bei Multicore /Multiprozessorsystemen

15 VI Kommunikation mit Shared Variables Einfache Kommunikation zwischen zwei VIs Auf einem Rechner: Single Process Netzwerkbasiert: Network Published RT FIFO Variablen für zeitkritischen Schleifen Inter Thread Kommunikation

16 Werkzeuge für die Systemanalyse: I/O Forcing Überschreiben der I/O Werte zur Laufzeit und während der Bearbeitung Keine Änderungen amcode erforderlich I/O Forcing über Distributed System Manager oder durch spezielle I/O Forcing VIs Wird ignoriert, Aufheben durch Unforce oder Neustart Forced Physikalische I/O

17 Werkzeuge für die Systemanalyse: Distributed System Manager (DSM) SystemeimNetzwerk überwachen Netzwerkdaten verwalten Sogenannte Testpanel für CompactRIO

18 Werkzeuge für die Systemanalyse Execution Trace Toolkit Real Time System Manager

19 Hands on Übung: Hardwareaufbau RT-Controller CompactRIO Zum Host-PC +24 VDC DO +5 VDC DI DC- Netzteil t ~230 VAC +24 VDC Position, Geschwindigkeit PWM DC-Motor

20 Übung Übung Übung Übung Übung Übung Übung Übung Übung Übung Übung Übung Übung Übung Schritt 1: Real Time Projekt erstellen

21 Übung Übung Übung Übung Übung Übung Übung Übung Übung Übung Übung Übung Übung Übung Schritt 2: Motor ansteuern PWM

22 Übung Übung Übung Übung Übung Übung Übung Übung Übung Übung Übung Übung Übung Übung Schritt 3: Regelung der Motordrehzahl Position, Geschwindigkeit PWM