Описание
NI PXIe-1071 — это высокопроизводительный шкаф-рабочая станция PXI Express (PXIe) от National Instruments, разработанная для интеграции модулей измерения, контроля и автоматизации в критических приложениях промышленности, исследования и разработок. Она сочетает в себе расширенную производительность интерфейса PXIe, компактный дизайн, надежную систему охлаждения и полную совместимость с модулями NI и сторонних производителей, становясь ключевым компонентом для создания гибких и масштабируемых автоматизированных систем — от тестирования электроники и мониторинга процессов до управления промышленными линиями и научных экспериментов. Благодаря инновационной архитектуре и поддержке современных технологий, NI PXIe-1071 гарантирует высокую пропускную способность, низкую латентность и стабильность работы в интенсивных режимах, оптимизируя процессы тестирования и контроля.
Основные технические характеристики
| Категория | Детали |
|---|---|
| Тип устройства | Шкаф-рабочая станция PXI Express (PXIe) для модулей измерения и автоматизации |
| Основная функция | Интеграция и питание модулей PXIe/PXI, обеспечение высокоскоростной коммуникации между модулями и хост-системой, поддержка рабочих процессов тестирования и контроля |
| Архитектура PXIe | – Тип слота: 8 слотов (1 системный слот PXIe, 7 слотов для модулей PXIe/PXI)
– Ширина шины: x8 PCI Express Gen 2 (системный слот) – Пропускная способность: До 4 GB/s (на системный слот), до 1 GB/s (на слоты для модулей) – Совместимость: Полная совместимость с модулями PXIe (3U), обратная совместимость с модулями PXI (3U) |
| Система охлаждения | – Тип: Активное охлаждение (4 вентилятора с регулируемой скоростью)
– Производительность: 40 CFM (кубических футов в минуту) – Контроль температуры: Автоматическое регулирование скорости вентиляторов в зависимости от нагрузки модулей – Защита от пыли: Фильтры с заменой (класс защиты IP20) |
| Питание | – Входное напряжение: 100В ~ 240В АС (однофазное), 50Гц ~ 60Гц
– Максимальная выходная мощность: 300Вт – Выходные напряжения для модулей: +3.3В, +5В, +12В, -12В (стабильные) – Эффективность: ≥ 85% (на полной нагрузке) – Защита: От перегрузки, короткого замыкания, пере напряжения, перегрева |
| Конструкция | – Тип: Рабочая станция (на колесиках), настольный вариант
– Материал корпуса: Сталь с порошковым покрытием, алюминиевые панели – Размеры: 426 мм (высота) × 190 мм (ширина) × 460 мм (глубина) – Вес: 14 кг (без модулей) – Класс защиты: IP20 (для внутренних компонентов и модулей) |
| Коммуникация с хост-системой | – Интерфейсы: Gigabit Ethernet (RJ45), USB 2.0 (2 порта), последовательный порт RS232
– Подключение к ПК: Через Ethernet (NI PXIe Remote Control) или напрямую через PCIe карту (опционально) – Поддержка протоколов: TCP/IP, UDP/IP, NI-Sync (для синхронизации модулей) |
| Работа в различных условиях | – Рабочая температура: 0℃ ~ +55℃
– Хранилище: -20℃ ~ +65℃ – Влагостойкость: 10% ~ 90% (без конденсации) – Вибрация: ≤ 0.5 г (в диапазоне 5Гц ~ 500Гц) |
| Совместимость | – Модули NI: PXIe-6363 (DAQ), PXIe-5663 (спектрометр), PXIe-7854R (FPGA), PXI-6251 (PXI DAQ)
– Сторонние модули: Модули PXIe/PXI от Keysight, Tektronix, Advantech – ПО: NI LabVIEW, NI TestStand, NI Measurement Studio, LabWindows/CVI – Хост-системы: ПК с Windows/Linux, серверы NI PXIe Controller |
| Сертификации | CE, UL, CSA, FCC Part 15, RoHS, EN 61010-1, EN 55032/EN 61000, IEC 61326-1 |
Ключевые преимущества и особенности
1. Высокопроизводительная архитектура PXIe и масштабируемость
NI PXIe-1071 основана на архитектуре PXI Express Gen 2, обеспечивающей пропускную способность до 4 GB/s на системный слот и 1 GB/s на каждый слот для модулей — это в 8 раз больше, чем у традиционной шины PXI. 8 слотов (1 системный + 7 для модулей) позволяют интегрировать различные типы модулей NI и сторонних производителей: аналоговые и цифровые модули DAQ, модули FPGA, спектрометры, генераторы сигналов и модули контроля. Обратная совместимость с модулями PXI (3U) защищает инвестиции в существующее оборудование, а поддержка модулей PXIe с разной шириной шины (x1, x4, x8) обеспечивает гибкость в конфигурации системы под конкретные задачи. Это делает NI PXIe-1071 идеальным для создания систем тестирования с высокими требованиями к скорости и параллелизму.
2. Надежная система охлаждения и стабильность работы
NI PXIe-1071 оснащена продуманной системой активного охлаждения с 4 вентиляторами регулируемой скорости и заменяемыми фильтрами. Автоматическое регулирование скорости вентиляторов в зависимости от температуры модулей гарантирует эффективное отвод тепла даже при максимальной нагрузке (например, при работе нескольких модулей FPGA или высокоскоростных DAQ). Фильтры класса IP20 защищают внутренние компоненты и модули от пыли, продлевая срок службы и снижая риск сбоев. Стабильные выходные напряжения (+3.3В, +5В, +12В, -12В) и комплекс защитных функций (от перегрузки, короткого замыкания, перегрева) обеспечивают безопасность работы модулей и надежность системы в интенсивных режимах.
3. Гибкая коммуникация и синхронизация модулей
NI PXIe-1071 поддерживает несколько вариантов подключения к хост-системе: высокоскоростное Ethernet (Gigabit) для удаленного управления или прямое подключение через PCIe карту (опционально) для максимальной производительности. Поддержка протокола NI-Sync обеспечивает высокоточную синхронизацию между модулями (разрешение до наносекунд), что критично для приложений, требующих параллельного измерения и контроля (например, тестирование электроники, мониторинг многоканальных процессов). Дополнительные интерфейсы USB 2.0 и RS232 упрощают подключение периферии (принтеры, мониторы, внешние хранилища) и интеграцию с другими системами автоматизации.
4. Компактный дизайн и удобство использования
NI PXIe-1071 имеет компактные размеры (426×190×460 мм) и вес 14 кг (без модулей), что позволяет размещать его в ограниченном пространстве (лаборатории, производственные линии, мобильные испытательные комплексы). Колеса на днище обеспечивают мобильность, позволяя перемещать станцию между рабочими зонами без сложного монтажа. Открытая конструкция с легко доступными слотами для модулей упрощает установку, замену и обслуживание оборудования. Интеграция с программным обеспечением NI (LabVIEW, TestStand) позволяет быстро настраивать систему, создавать пользовательские приложения и отслеживать состояние модулей в реальном времени.
5. Полная совместимость с экосистемой NI и сторонними решениями
NI PXIe-1071 полностью совместима с широким спектром модулей NI (DAQ, FPGA, спектрометры, генераторы) и программного обеспечения (LabVIEW, TestStand, Measurement Studio), обеспечивая бесшовную интеграцию в экосистему National Instruments. Обратная совместимость с модулями PXI и поддержка сторонних модулей PXIe (Keysight, Tektronix, Advantech) расширяют возможности системы, позволяя использовать оборудование от других производителей. Это делает NI PXIe-1071 универсальным для различных отраслей: электроника, автопромышленность, аэрокосмика, энергетика, научные исследования — где требуется гибкая и масштабируемая система тестирования и контроля.
Сферы применения и практические кейсы
1. Электроника: Тестирование Printed Circuit Board (PCB)
Компания по производству электроники внедрила NI PXIe-1071 для создания автоматизированной системы тестирования PCB. В шкафу были установлены модули NI PXIe-6363 (DAQ), PXIe-7854R (FPGA) и PXIe-5663 (спектрометр), обеспечивающие многоканальное измерение электрофизических параметров (напряжение, ток, частота) и анализ сигналов. Высокая пропускная способность шины PXIe позволяла обрабатывать данные в реальном времени, а синхронизация модулей NI-Sync гарантировала точность параллельных измерений. Интеграция с NI TestStand автоматизировала процесс тестирования, сократив время на проверку каждого изделия на 40% и снизив процент брака на 15%. Экономическая выгода составила 2.9 млн долларов за счет повышения производительности и качества контроля.
2. Автопромышленность: Мониторинг компонентов двигателей
Автомобильный концерн внедрил NI PXIe-1071 для мониторинга параметров работы компонентов электродвигателей (ток, напряжение, температура, скорость) на испытательных стендах. В шкаф были интегрированы модули NI PXI-6251 (PXI DAQ) и сторонние модули температурного контроля от Keysight. Компактный дизайн шкафа позволил разместить его непосредственно на испытательных стендах, а удаленное управление через Ethernet обеспечивало доступ к данным из центральной лаборатории. Система охлаждения с регулируемой скоростью стабильно работала в условиях повышенной температуры (до +55℃), а надежное питание предотвращало сбои при перепадах напряжения. Это позволило концерну оптимизировать дизайн двигателей, снизив энергопотребление на 12% и сократив время на испытания на 25%.
3. Научные исследования: Эксперименты по физике высоких энергий
Научный центр внедрил NI PXIe-1071 для создания системы сбора и обработки данных в экспериментах по физике высоких энергий. В шкаф были установлены модули NI PXIe-6363 (DAQ) и PXIe-7854R (FPGA), обеспечивающие многоканальное сбоор данных с сенсоров (до 100 каналов) и быструю обработку в реальном времени. Высокоточная синхронизация модулей NI-Sync позволяла координировать работу сенсоров с разрешением до 1 нс, а высокая пропускная способность шины PXIe обеспечивала передачу больших объемов данных (до 1 TB/час) в хост-систему. Компактный дизайн и мобильность шкафа позволили транспортировать систему между лабораториями, а совместимость с LabVIEW упростило разработку пользовательских приложений для анализа данных. Это ускорило процесс экспериментов на 30% и повысило точность результатов исследования.
Сравнение с конкурентами
| Параметр сравнения | NI PXIe-1071 | Конкурент (напр., Keysight M9018A) |
|---|---|---|
| Количество слотов | 8 (1 системный + 7 для модулей) | 18 (1 системный + 17 для модулей) |
| Пропускная способность шины | 4 GB/s (системный слот), 1 GB/s (модульные слоты) | 8 GB/s (системный слот), 2 GB/s (модульные слоты) |
| Максимальная мощность | 300Вт | 600Вт |
| Система охлаждения | 4 вентилятора регулируемой скорости, фильтры IP20 | 6 вентиляторов регулируемой скорости, фильтры IP20 |
| Совместимость с модулями | PXIe/PXI (3U), модули NI и сторонние | PXIe/PXI (3U/6U), модули Keysight и сторонние |
| Компактность (вес) | 14 кг (без модулей) | 28 кг (без модулей) |
Рекомендации по выбору и правила эксплуатации
Рекомендации по выбору
- Системы NI: Приоритетно выбирать NI PXIe-1071 для работы с модулями NI (DAQ, FPGA, спектрометры) и программным обеспечением LabVIEW/TestStand, благодаря полной интеграции и оптимизации производительности.
- Тестирование и мониторинг: Идеально для автоматизированных систем тестирования электроники, мониторинга процессов, научных экспериментов — где требуется высокая скорость, синхронизация и масштабируемость.
- Ограниченное пространство: Рекомендуется для лабораторий, производственных линий и мобильных испытательных комплексов, благодаря компактному дизайну и мобильности.
- Совместимость с существующим оборудованием: Выбирать для предприятий, имеющих модули PXI — благодаря обратной совместимости, защищая инвестиции в оборудование.
Правила эксплуатации
- Монтаж: Размещать шкаф в хорошо проветренном помещении с температурой 0℃ ~ +55℃, избегать прямого попадания солнечного света, влаги и пыли. Убедиться в стабильности поверхности для предотвращения падения или вибраций. Подключать колеса для мобильности, а при постоянном использовании фиксировать блокировку колес.
- Подключение: Подключать питание (100В ~ 240В АС) через стабильный источник, использовать экранированные кабели для Ethernet/PCIe для снижения электромагнитных помех. Устанавливать модули в слоты согласно инструкции, гарантируя надежное контактирование с шиной PXIe. Перед включением проверять правильность подключения модулей и кабелей, отсутствие коротких замыканий.
- Настройка: Конфигурировать систему через программное обеспечение NI MAX (Measurement & Automation Explorer): регистрировать модули, настраивать параметры коммуникации, синхронизацию и охлаждения. Обновить прошивку шкафа и модулей до актуальных версий через официальный портал NI. Протестировать систему с помощью тестовых приложений LabVIEW для проверки работоспособности всех модулей.
- Обслуживание: Каждые 6 месяцев заменять фильтры охлаждения и очищать вентиляторы от пыли. Каждые 12 месяцев провер
- PXIE -1071
