Zusammenstellung LabVIEW + cRio-Konfiguration

Hallo zusammen,

ich möchte / muss mir eine Labview + cRio-Konfiguration zusammenstellen.
Ziel ist es, mit einer Labview-Anwendung in einem Versuchsumfeld eine Gasventilsteuerung für ein Blockheizkraftwerk zu erstellen. Konkret bedeutet das, dass anhand gemessener Abgaswerte (Lambda-Sonden-Spannung) das Gasventil weiter geöffnet wird (Gemisch wird fetter) oder das Gasventil ein wenig geschlossen werden soll (Gemisch wird magerer). Die Öffnung / Schließung des Ventils muss mit einem Schrittmotor realsiert werden (und hier liegt der Hund auch begraben). Ein weiterer Schrittmotor sitzt an der Motordrosselklappe. Diese wird aber nur einmal beim Start des Motors komplett geöffnet und beim Abschalten des BHKW wieder geschlossen.

Mit meiner cRio-Konfiguration möchte ich folgendes abdecken:
- Messung des analogen BHKW-Motordrehzahlsignals (Spannungssignal) (0-10V)
- Messung der analogen Lambda-Sonden-Spannung (0-1V)
- Messung von Thermoelementen
- Messung von Stromsignalen (4-20mA)
- Steuerung des Schrittmotors für das Ventil
- Steuerung des Schrittmotors für die Drosselklappe

Die Zyklusfrequenz des Regelkreises wird dabei nicht mehr als 10Hz betragen.


Die Erfassung der Messgrößen ist soweit klar bzw. die cRio-Module sind ausgewählt und damit bin ich auch glücklich.

Für mich problematisch ist noch die Ansteuerung der Schrittmotoren (die Schrittmotoren sind vorgegeben).

Meine Frage ist nun, welche cRio-Module ihr benutzen würdet für die Ansteuerung der Motoren?
- Digital I/O + z.b. Nanotec SMC11 (kennt jemand für das Nanotec SMC11 einen fertigen LabView-Treiber?)
- Digital I/O oder Analog I/O + anderen Schrittmotorcontroller mit passendem Treiber
- NI 9512 + SoftMotionLite + Schrittmotorcontroller (kennt jemand ein kompatibles Gerät?)
- NI 9501 + FPGA-Programmierung der Schnittstelle


Eine weitere Frage:
Macht eurer Meinung nach ein cRIO ohne FPGA-Software-Lizenz (also nur RT-Modul) Sinn? Oder sollte man einmal in den sauren Apfel beißen um sofort alle Möglichkeiten zu haben?

Freue mich über eure Antworten bzw. wenn ihr Fragen habt, bitte Fragen!

Grüße
Stephan

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Hallo Stephan,

Zitat:Meine Frage ist nun, welche cRio-Module ihr benutzen würdet für die Ansteuerung der Motoren?
- Digital I/O + z.b. Nanotec SMC11 (kennt jemand für das Nanotec SMC11 einen fertigen LabView-Treiber?)

- Der SMC11 scheint mit nur 3 digitalen Signalen auszukommen: EN, DIR, CLK. Das "problematischste" ist die CLK-Generierung, da du bei der ScanEngine auf recht niedrige Taktraten begrenzt bist: dein Motor wird sich entsprechend langsam drehen.
- Wozu einen fertigen Treiber? Einfach die entsprechenden Bits setzen und Takte ausgeben...
- Denke darüber nach, wie du die End-Anschläge der Drosselklappen detektieren willst...

Zitat:Macht eurer Meinung nach ein cRIO ohne FPGA-Software-Lizenz (also nur RT-Modul) Sinn?

Solange man mit langsamen Sampleraten <100Hz (einfacher Signale) auskommt, ist die RT-Lizenz ausreichend.
Sobald du aber "schnelle" Signale verarbeiten (z.B. vernünftige PWMs generieren oder messen) willst, ohne dabei komplette DIO-Module zu blockieren, oder mal "unübliches" wie CAN nutzt, bist du ganz schnell bei der FPGA-Programmierung...

Was sagt denn dein lokaler NI-Vertreter zu deinen Fragen?

Gruß, Jens

(08.11.2013 12:20 )GerdW schrieb:  bist du ganz schnell bei der FPGA-Programmierung...

Ich frage mich, wie die Welt ohne RIO überhaupt funktionieren konnte...

Mal im Ernst: Für viele Anwendungen braucht man "Performance"...aber nicht für alle! Das ist jetzt ein wenig Off-Topic, aber ich verstehe einfach nicht, warum alle Welt meint, NUR mit RIO könnte diese oder jene Aufgabe gelöst werden. Das NI Marketing hat ganze Arbeit geleistet...

A.

Hallo Achim,

wenn die Steuerung hinterher in einem BHKW-Container untergebracht wird, bietet sich ein cRIO schon an (wenn es etwas von NI sein soll)!

Man könnte natürlich auch eine kleine SPS oder ein anderes Steuergerät einbauen...

Ja, ich weiß schon...aber für viele Anwendungen würde auch ein PC mit Messkarten, oder das cDAQ-Standalone-Chassis ausreichen...wobei letzteres preislich gegenüber einem Mini-PC (lüfterlos, wartungsfrei, auch in "robuster" Ausführung zu haben etc.) so dermaßen übertrieben teuer ist.

Es ist meiner Ansicht nach eine Marketing-Masche, allen möglichen Leuten weiszumachen, sie bräuchten unbedingt FPGA-Performance...selbst NI-Mitarbeiter geben zu, dass "nicht jeder nen Mercedes braucht"...

A.

Hallo Achim,

Zitat:für viele Anwendungen würde auch ein PC mit Messkarten, oder das cDAQ-Standalone-Chassis ausreichen

- "Meine" cRIOs fahren in Automobilen umher oder klemmen ebenfalls an einem BHKW, da ist man froh, keinen Standard-PC durchzuschütteln.

Zitat:bist du ganz schnell bei der FPGA-Programmierung...

Ich mache hier kein NI-Marketing, sondern spreche aus eigener Erfahrung.
- CAN im cRIO (907x mit 9853-Modul) erfordert zwingend die FPGA-Option, da XNet nicht unterstützt wird. (Die 986x-Module wiederum werden in den kleinen cRIOs nicht unterstützt und bieten auch nur noch einen Port statt derer zwei...)
- Wie willst du mit der ScanEngine einen vernünftigen PWM stabil ausgeben? Du hast die Möglichkeit, ein DO-Modul für PWM zu nutzen, dann aber nur alle DO-Pins gleichzeitig (kein Mischbetrieb mit normalem DO möglich) und auch nur für eine Handvoll vordefinierter Frequenzen, die meist nicht zur Anwendung passen. Also: PWM im FPGA realisieren, ist simpel und (cRIO-)Resourcen-schonend...
- Das gleiche, wenn du "normale" DI mit CTR-Eingängen mischen willst...

Wie oben schon von Jens angedeutet: Man muss seine Anforderungen an die Hardware recht genau kennen, um sich für die passende Option entscheiden zu können!

Danke für eure Antworten...

s_arnold schrieb:Meine Frage ist nun, welche cRio-Module ihr benutzen würdet für die Ansteuerung der Motoren?

Habt ihr denn Erfahrungen mit den Schrittmotorsteuerung von LabView? Wenn ja welche? Überdimensioniert von Preis und Leistung für den vorliegenden Anwendungsfall?

(08.11.2013 12:20 )GerdW schrieb:  - Denke darüber nach, wie du die End-Anschläge der Drosselklappen detektieren willst...

Wir nehmen mal an, dass es dort Endschalter geben wird (oder mein Schrittmotor fährt auf Block - wobei das natürlich nicht die schöne Lösung ist)

GerdW schrieb:wenn die Steuerung hinterher in einem BHKW-Container untergebracht wird, bietet sich ein cRIO schon an (wenn es etwas von NI sein soll)!

Die Steuerung ist im Moment für die Prototyperstellung für eine Regelung im HighVolume-Bereich (also niedere Stückkosten beim Endprodukt). Das heißt wir wollen einfach LabView dazu nutzen Erkenntnisse zu sammeln. Es wird später im Endprodukt mit Sicherheit aus preislichen Gründen keine NationalInstruments-Komponenten geben können.

Achim schrieb:Es ist meiner Ansicht nach eine Marketing-Masche, allen möglichen Leuten weiszumachen, sie bräuchten unbedingt FPGA-Performance...selbst NI-Mitarbeiter geben zu, dass "nicht jeder nen Mercedes braucht

Da stimme ich Dir voll und ganz zu - deswegen melde ich mich ja auch bei euch um noch eine dritte / vierte und fünfte unabhängige Meinung einzuholen und deswegen freue ich mich auch über jede Antwort.

jg schrieb:Was sagt denn dein lokaler NI-Vertreter zu deinen Fragen?

Mein lokaler NI-Vertreter sagt zum Thema Schrittmotorensteuerung etwas komplett anderes wie der telefonische NI-Vetrieb. Das stößt mir etwas sauer auf. Er hat mir die 9501-Karte (zweimal) empfohlen mit der Motion- und FPGA Deployment-Option des FullDeployment-Pakets. Ich hab so das Gefühl, damit war er sich sicher, dass man alles damit erschlagen kann. Ob ich es nun für die Aufgabe brauche oder halt auch nicht. Er hat sich auch in zwei Terminen das 'Versuchsobjekt' angeschaut - ein gewisses Gefühl müsste er damit schon bekommen haben.
Der telefonische Vetrieb hat mir hingegen eindringlich von der 9501-Karte abgeraten wg. der aufwändigen Programmierung.

Vielleicht wisst ihr da aber noch etwas aus der Praxis dazu.

Im Moment liebäugle ich mich der Lösung, dass ich mit einer Digital I/O-Karte + SMC11 die Schrittmotoren ansteure. Ich muss wohl etwas Zeit und Hirn in die Sache reinstecken aber ich habe dann Hardware-Kosten von ca. 350€ und bin flexibel. Durch die Ersparnis wäre wieder etwas Budget für das FPGA-Modul übrig (wenn man es denn wöllte :-).
Was haltet ihr davon?


Grüße
Stephan

(08.11.2013 15:04 )GerdW schrieb:  Ich mache hier kein NI-Marketing, sondern spreche aus eigener Erfahrung.

Wär mir auch egal...

Generell halte ich die HW von NI für so ziemlich das beste am Markt, auch weil die Integration mit LV so ausgereift ist...es ist teilweise so mühsam, Fremdhardware einzubinden, und insbesondere wenn man mal Support braucht, ist man gelegentlich einfach "allein"...

Ich bin mir sicher, wenn DU die genannten Optionen benötigst, dann hat das Hand und Fuß. Deinen Beiträgen zufolge hier im LVF kann man eigentlich zu keinem anderen Urteil kommen. (Ernsthaft!)

Meine "Kritik" war auch eher allgemeiner Natur...ich war letztes Jahr mal auf dem FPGA-Kurs von NI in München...da waren Leute da, denen wurden von NI-Mitarbeitern zwei oder drei cRIO-Chassis aufgeschwatzt, obwohl deren Messaufgaben das nicht erforderten...

A.


EDIT: Post #4100

Hallo Stephan,

Zitat:Habt ihr denn Erfahrungen mit den Schrittmotorsteuerung von LabView? Wenn ja welche? Überdimensioniert von Preis und Leistung für den vorliegenden Anwendungsfall?

Schrittmotoren: ja. Aber über CAN und für deinen Fall überdimensioniert...

Noch eine Idee, wenn es einfach und billig bleiben soll: Die von die genannte SM-Steuerung benötigt 2 digitale Signale und das Taktsignal, welches sich per ScanEngine schlecht (d.h. langsam) bilden lässt. Du könntest stattdessen einen externen Taktgeber (555) einbinden und mit einem eigenen Enable-Eingang ansteuern. Dann reduziert sich dein Programmieraufwand auf drei einfache DO-Signale...