NI Week 2014
Big Data in der Industrie
Über 3.500 Techniker und Ingenieure pilgerten vom 5. bis 7. August zur NI Week nach Austin. Wichtigstes Thema auf der 20. Entwicklerkonferenz von National Instruments: Big Analog Data mit seinen Auswirkungen auf die Industrie.
National Instruments will mit seinen Plattformen zur "Bewältigung der weltweit größten technischen Herausforderungen beitragen", bekräftigt Dr. James Truchard in seiner Keynote am ersten Konferenztag. Und als eine der großen anstehenden Herausforderungen sieht der CEO von National Instruments den "Analytics Big Bang", den es zu gestalten gelte. Gerade bezüglich der Entwicklungen hin zu einem Internet der Dinge, einem industriellen Internet der Dinge (Industrie 4.0) und einem aufziehenden Internet of Services gelte es, die Analyse von Business-Daten in den Griff zu bekommen. "Timing und Synchronisation waren schon immer die Stärke von NI", führt Dr. Truchard weiter aus. Und gerade diese Eigenschaften spielten beim Thema 'Business Analytics and Productive Collaboration' eine wesentliche Rolle. Als Beispiele hierfür nennt der CEO etwa verteilte Sensor/Aktor-Systeme, die es im Nanosekunden-Takt zu synchronisieren gelte. Oder aber Condition-Monitoring-Systeme, bei denen große Mengen von Analogdaten verschiedenster Sensoren in Hochgeschwindigkeit ausgewertet werden müssten, damit ein Predictive-Maintenance-Konzept umgesetzt werden kann.
"Wir sehen, dass die Idee der allgegenwärtigen rechnergestützten Informationsverarbeitung verknüpft mit den Echtzeit-Systemen ein zentraler Punkt der nächsten industriellen Revolution sein wird", sagte Dr. Truchard schon auf der letztjährigen Veranstaltung und stellte mit dem FPGA-basierten (Zynq-7020) CompactRIO-Controller eine Technologie vor, von der er überzeugt ist, dass sie "bei der Neudefinition industrieller Abläufe behilflich sein kann."
Der neue CompactRIO Controller
Dieses Jahr gibt Dr. Truchard nun eine weitere Variante eines solchen Controllers bekannt. Dieser ist mit den neuesten Atom-Prozessoren von Intel und den Kintex-7-FPGAs von Xilinx ausgestattet. Insbesondere das Xilinx-FPGA erlaubt, komplexere Filter- und Steueralgorithmen zu implementieren und mehr Kanäle zu verarbeiten, als es mit dem Zynq-7020 möglich war.
Die neuen Controller werden vollständig von Labview 2014 und NI Linux Real-Time unterstützt. Gerade durch die Linux-Unterstützung haben die Entwickler Zugriff auf eine Vielzahl von Community-basierten Bibliotheken und Anwendungen, um ihre auf CompactRIO-basierten Steuer-, Regelungs- und Überwachungssysteme zu erweitern. Als besondere Features hebt Dr. Truchard noch zwei Punkte heraus: Zum einen das Embedded User Interface, mit dem sich eine lokale HMI implementieren und das Steuer- und Regelsystem zur Handhabung von HMI-Aufgaben einsetzen lässt. Zum anderen verweist er auf die optimierte Bildverarbeitung der Controller: USB3 oder GigE-Vision-Kameras lassen sich demnach einfach hinzufügen. Eine Bilderfassung lässt sich damit direkt in eine Anwendung integrieren und mittels neuem Bildverarbeitungs-IP kann der FPGA zusätzlich in einen Koprozessor für die Bildverarbeitung umgewandelt werden.
Die neuen Controller werden vollständig von Labview 2014 und NI Linux Real-Time unterstützt. Gerade durch die Linux-Unterstützung haben die Entwickler Zugriff auf eine Vielzahl von Community-basierten Bibliotheken und Anwendungen, um ihre auf CompactRIO-basierten Steuer-, Regelungs- und Überwachungssysteme zu erweitern. Als besondere Features hebt Dr. Truchard noch zwei Punkte heraus: Zum einen das Embedded User Interface, mit dem sich eine lokale HMI implementieren und das Steuer- und Regelsystem zur Handhabung von HMI-Aufgaben einsetzen lässt. Zum anderen verweist er auf die optimierte Bildverarbeitung der Controller: USB3 oder GigE-Vision-Kameras lassen sich demnach einfach hinzufügen. Eine Bilderfassung lässt sich damit direkt in eine Anwendung integrieren und mittels neuem Bildverarbeitungs-IP kann der FPGA zusätzlich in einen Koprozessor für die Bildverarbeitung umgewandelt werden.
RIO in Form eines System-on-Module
Als Neuheit gibt Dr. Truchard weiter die Markteinführung eines RIO-basierten System-on-Module namens sbRIO-9651 bekannt. Das SoM vereint das Zynq All-Programmable SoC (System-on-a-Chip) von Xilinx mit unterstützenden Elementen - etwa einem Speicher - auf einer kleinen Leiterplatte. Das SoM bietet damit eine vollständige Middleware-Lösung und verfügt über ein schlüsselfertiges, integriertes Linux-basiertes Echtzeitbetriebssystem. Entwickler können damit auf die Flexibilität eines SoM zurückgreifen, ohne den höheren Zeitaufwand und die Risiken einer benutzerspezifischen Eigenentwicklung der Software eingehen zu müssen. Das SoM basiert auf der Labview RIO Architecture, wobei RIO für rekonfigurierbare I/O steht. Truchard betont den Vorteil einer kürzeren Prototypenphase hierdurch: Entwicklerteams können CompactRIO einsetzen, um schnell Prototypen ihrer Anwendungen zu erstellen. Die fertige Lösung lässt sich anschließend mit demselben Code auf dem SoM einsetzen.
Vor einem Jahr schon stellte NI eine Embedded-Hardware auf der Basis der RIO-Architektur vor: myRIO. Das System basiert ebenfalls auf der Zynq-SOC-Technologie von Xilinx, ist allerdings auf die Bedürfnisse von Studenten zugeschnitten und damit vor allem für Ausbildungszwecke gedacht.
Das neue Labview
Mit dem Update von Labview – Labview 2014 - führt National Instruments erstmals sogenannte Suites ein. Diese sind für die Bereiche automatisiertes Testen, Embedded-Steuerung, -Regelung und -Überwachung sowie Hardware-in-the-Loop- und Echtzeittests verfügbar. Die Suites beinhalten für das jeweilige Anwendungsgebiet essentielle Zusatzpakete sowie weitere Software, wie etwa alle benötigten Treiber. Dies soll einerseits einen vereinfachten Installationsprozess für den Entwicklungsrechner garantieren. Andererseits soll sichergestellt werden, dass Anwendern jede benötigte Software zur Verfügung steht und somit Fehlerquellen, etwa fehlende Treiber, eliminiert werden.
Desweiteren gibt es an neuen Funktionen in Labview:
- Die NI-DataFinder-Federation-Technologie: Anwender können damit verteilte Messdaten intuitiv über mehrere Arbeitsgruppen oder standortübergreifend suchen und indizieren lassen.
- Neue Einsatzmöglichkeiten für Algorithmen: .m-Files können nun direkt auf Linux Real-Time-Systemen und Bildverarbeitungsfunktionen auf FPGAs eingesetzt werden.
- Data Dashboard for Labview: Anwender können mobile Benutzeroberflächen zur Visualisierung erfasster Daten erstellen und unabhängig von Zeit und Ort fundierte Entscheidungen treffen, ohne dass die Fachkenntnisse eines Webentwicklers erforderlich sind.












