カスタム計測は技術とアイデア!リアルタイム制御にトライしてみました

2017.10.24

矢野

みなさんこんにちは。WTI設計第三課 課長の矢野です。
今回で5回目の登場になります。

前回、最新事例として、パワーモジュールのON/OFF通電試験をナショナルインスツルメンツ(NI)社の制御ボード(FPGA+リアルタイムOSを搭載)を用いた事例について、少し触れさせていただきました。

この事例では、パワーモジュールが直列で複数接続されている状態で、印加電力をリアルタイムで高速に同時制御しつつ、各信号波形を記録し続ける必要がありました。

制御環境を構築するにあたって、具体的には次のような課題がありました。

  • 並列実行
  • 高速処理
  • デジタルフィードバック(アナログではなく、高速で演算しながらフィードバック)
  • 長期間連続稼働
  • 大量のデータ取得
  • PCレス動作(ボード単体で制御、データ集録、表示等を行う)

このような課題を満たすために、今回は、制御のベースとして、FPGA+RT(リアルタイム)OSの組み合わせを取り入れることにしました。

カスタム計測は、技術とアイデアが勝負です!

通常であれば、専用基板化して、マイコン設計(C言語等)、FPGA設計(VHDL、Verilog)をそれぞれ行う必要があります。

今回は、ナショナルインスツルメンツ(NI)社が提供している、sbRIOと呼ばれる制御ボードを使うことにしました。

FPGAとRTOSが搭載された汎用ボードで、アナログ・デジタルI/OやUSB等の汎用ポートが初めから搭載されており、とっても便利なんですね。
さらに、ソフトは、計測制御で我々が用いるLabVIEWという言語で統一して記述することができ、設計やデバッグも非常に効率よく行えるんですね。

これらを駆使して自慢できる計測環境を整え、お陰様で試験は無事に終えることができました(今回の試験は数ヶ月の長期にわたり行う試験でした)。そして、お客様にも満足していただくことができました。

このお客様に必要なのは試験の結果でしたが、試験結果はもちろん重要だけど、「個人的には、今回の評価環境自体に興味がある!」というお言葉をいただき、提案した甲斐があったと感じました。

今回得られた技術を活かし、あらたな展開も考えてますが、それについてはまだ内緒です(笑)。
自慢できるようになったら、また紹介させていただこうと思います。
“カスタム計測システム”次回もお楽しみに!



制御基板(上段が今回採用したsbRIO) ドライバ基板
 

通電試験環境例

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