Industriële I/O

Industriële pc’s, computer-on-modules (COMs) of single board computers beschikken standaard al over diverse I/O mogelijkheden. Echter om de communicatie tussen uw industriële pc en uw industriële apparatuur te realiseren, ontkomt u er soms niet aan om extra I/O functies aan uw systeem toe te voegen.

In ons assortiment vindt u een grote verscheidenheid aan standaard I/O insteekkaarten. Deze oplossingen kunnen o.a. voor analoge I/O, digitale I/O, veldbus communicatie en seriële communicatie worden ingezet. Sommige van deze insteekkaarten beschikken ook over een Xilinx FPGA, waarmee bepaalde I/O functies kunnen worden geprogrammeerd. Hierdoor kan een insteekkaart voor een specifieke taak worden ingezet

Om een I/O insteekkaart in uw embedded systeem te kunnen integreren, heeft u in bepaalde gevallen een carrier card nodig. Dit is geheel afhankelijk van de form factor standaard van uw insteekkaart. Sommige carrier cards bieden zelfs de mogelijkheid om verschillende I/O functies simultaan in uw industriële pc te integreren. Wij leveren verschillende soorten carrier cards, waarmee wij u altijd een passende I/O oplossing kunnen bieden.

Met de productlijnen van Abaco, Arcomag, MEN (duagon)en Tews kunnen wij u in al uw I/O communicatiebehoeften voorzien. Hieronder vindt u een selectie uit ons standaardassortiment. Naast standaardoplossingen kunt u bij Arcobel ook terecht voor de ontwikkeling van klant specifieke I/O oplossingen. Neem vrijblijvend contact met ons op voor meer mogelijkheden, wij adviseren u graag.

Voor ieder I/O type een geschikte I/O module

Op Arcobel.com vindt u verschillende soorten I/O interface insteekkaarten, gebaseerd op verschillende communicatie vormen. Met behulp van deze I/O interface insteekkaarten kan een industriële PC andere applicatie-gerelateerde apparatuur aansturen of uitlezen.

Digitale signalen

Digitale input signalen geven alleen 2 situaties weer, zoals aan of uit. Digitale output signalen worden dan ook in de meeste gevallen gebruikt om de aan/uit status van een apparaat te controleren. Deze digitale signalen kunnen alleen door digital I/O modules worden uitgelezen.

Analoge signalen

Analoge signalen zijn variabel en kunnen meerdere statusvormen aannemen. U kunt in dit geval denken aan de temperatuur of het statusniveau van een device. Analoge output signalen zijn net als analoge input signalen variabel. Deze output kan bijvoorbeeld gebruikt worden om een klep in een gewenste positie te openen. Door een analoge I/O module in uw industriële PC te integreren kunnen analoge signalen worden uitgelezen.

Ethernet

In het huidige industrie 4.0 tijdperk wordt een Ethernet verbinding voor diverse toepassingen gebruikt, u kunt dan denken aan: virtualisatie, High-Performance Computing (HPC), Big Data en Machine Learning. Om een industriële PC met een Ethernet netwerk te verbinden, dan zal het embedded systeem met een Network Interface Controller uitgerust moeten worden.

Seriële Communicatie

Seriële communicatie maakt gebruik van één of twee transmissielijnen voor het verzenden en ontvangen van data. De data output wordt per bit op continue basis verzonden en ontvangen. De meeste industriële productieapparatuur maakt gebruikt van seriële interfaces.

Met de komst van hoge snelheid data overdracht is een seriële interface een geschikte keuze voor communicatie op een lange afstand. Deze interfaces kunnen serieel-naar parallel en parallel-naar serieel converteren, of in sommige gevallen een basisgegevens protocol opgeven.

RS-232 is een seriële interface waarmee Data Terminal Equipment (DTE) met Data Communication Equipment (DTE) wordt verbonden. Ook kan deze seriële interface gebruikt worden om industriële embedded pc’s met video terminals, computers en modems te verbinden.

RS-422 en RS-485 zijn net zoals RS-232 seriële interfaces. Deze interfaces kunnen data echter met een hogere snelheid over een langere afstand verzenden. Door de busstructuur kunnen meerdere apparaten met elkaar communiceren. Ook zijn deze interfaces minder storingsgevoelig door het gebruik van differentiële spanningen.

Door uw industriële PC met een RS232/422/485 communicatie module uit te rusten, kan uw embedded systeem middels seriële communicatie met industriële apparatuur communiceren.

Veldbus Communicatie

Een veldbus is een industriële, digitale bus voor het realtime aansturen van machines en processen. Een typisch proces waar een veldbus toegepast wordt is het uitwisselen van gegevens tussen sensoren, een PLC, stuurcomputers en actuatoren. Veldbussen zorgen voor een storingsvrije communicatie.

CAN is een veldbus die voor vele industriële toepassingen gebruikt wordt. Deze veldbus is specifiek ontworpen voor omgevingen met veel elektromagnetische storingen en maakt gebruik van twee differentieel aangedreven lijnen. Een CAN-bus maakt realtime communicatie mogelijk. Iedere node heeft een vaste prioriteit en de boodschap van de node met de hoogste prioriteit krijgt voorrang.

Profibus is een andere veldbus waar men in de industrie veel gebruik van maakt. In de procesindustrie wordt er van analoge signalen gebruik gemaakt. De Profibus-PA variant wordt in dit soort situaties toegepast om apparatuur aan te sturen en gegevens uit te wisselen. Voor omgevingen waar veelal gebruik wordt gemaakt van digitale signalen voor de aansturing van apparatuur, wordt de Profibus-DP variant toegepast.

In de (militaire) luchtvaart worden er andere veldbussen toegepast. MIL-STD-1553 is bijvoorbeeld zo’n veldbus. De militaire standaard is gespecificeerd door het Amerikaanse ministerie van defensie. Deze veldbus is oorspronkelijk als militaire avionica data bus ontwikkeld. MIL-STD-1553 beschikt over dezelfde mechaniek, functionaliteit en beschikt over dezelfde elektronische eigenschappen als een seriële data bus. Tegenwoordig wordt deze veldbus ook in de ruimtevaart voor on-board data handling (OBDH) toegepast.

ARINC is een andere veldbus die in de luchtvaart wordt gebruikt. De afkorting staat voor Aeronautical Radio INC. (ARINC). De standaard wordt over het algemeen in high-end commerciële vliegtuigen en transport vliegtuigen toegepast. De standaard gebruikt een zelf klokkend, zelf synchroniserend dataprotocol. Het protocol is een alternatief voor MIL-STD-1553. Op Arcobel.com vindt u diverse insteekkaarten die met veldbus communicatie zijn uitgerust. Zo kunt u uw industriële PC voorzien van CAN bus interfaces, een Profibus controller of high density ARINC429 & MIL-STD-1553 interfaces.

PCIe

PCI Express staat voor Peripheral Component Interconnect Express (PCIe). PCIe is een standaard voor insteekkaarten die zowel in industriële embedded pc’s als commerciële pc’s voorkomt. Deze standaard ondersteunt PCIe insteekkaarten van maximaal 300 watt, waarvan 75 watt uit het PCIe-slot. Bij een PCIe-slot hoort ook een PCIe-bus. Aan het uiteinde van iedere PCIe bus bevindt zich een PCI-slot. De aanwezige PCI-sloten zijn bestemd voor insteekkaarten. De PCIe standaard vervangt twee oudere insteekkaartstandaarden, namelijk: PCI en AGP.

U kunt bij Arcobel terecht voor diverse PCIe modules voor de meest uiteenlopende applicaties. Zo leveren wij bijvoorbeeld high density interface boardoplossing voor MIL-STD-1553 gebaseerd op PCIe. Ook hebben wij XMC PCIe insteekkaarten in ons assortiment, uitgevoerd met een Xilinx FPGA. Aansluitend leveren wij ook compatible XMC PCIe carrier boards.

miniPCIe

De PCI Express Mini Card, ook wel bekend als mPCIe of Mini PCIe, is een compacte form factor voor PCI Express devices. De standaard is door het compacte en rugged design uitermate geschikt voor embedded systemen in industriële omgevingen en militaire omgevingen. Een carrier board of SBC kan middels mPCIe modules met alle benodigde I/O interfaces worden uitgevoerd. Zo vindt u op Arcobel.com carrier boards die met meerdere mPCIe mezzanine modules uitgerust kunnen worden.

Compact PCI Serial

CompactPCI Serial is een industriële standaard voor modulaire industriële embedded systemen. De standaard is gebaseerd op de PICMG 2.0 standaard. Compact PCI gebruikt de parallelle PCI bus voor de onderlinge communicatie tussen ieder CompactPCI bord. Dit is bij CompactPCI Serial helemaal anders, de embedded technologie gebruikt uitsluitend seriële point-to-point connecties. Het mechanische ontwerp is gebaseerd op de bewezen IEEE 1101-1-1998[2] en IEEE 1101-10-1996[3] (19" technologie) standaarden.

CompactPCI Serial borden zijn met diverse connectoren uitgerust, waarmee hoge data rates middels PCI Express mogelijk worden gemaakt. Additionele high speed interfaces, zoals Ethernet, SATA en USB worden ook allemaal ondersteund.

Wij leveren Compact PCI Serial interface borden en Compact PCI Serial carrier boards voor de meest uiteenlopende toepassingen. Door het modulaire 19” design kunnen onze engineers een volledig custom I/O oplossing voor u ontwikkelen.

M-module

M-Modules, oftewel mezzanine modules, zijn op de ANSI standaarden gebaseerd. Door uw 19” industriële pc met M-Modules integreren, kunt u uw systeem van verschillende industriële I/O functies voorzien. U kunt dan denken aan I/O functies, zoals: instrumentation, process I/O, motion control en robotica. Deze M-modules bieden een directe verbinding met het front-panel, waardoor de I/O signalen zonder enige interferentie ontvangen kunnen worden.

Om een M-Module in uw industriële PC te kunnen integreren, heeft u een M-Module carrier board nodig. Dit Compact PCI Serial 3U carrier board realiseert via PCIe een verbinding met uw embedded systeem.

XMC

XMC is een PCI Mezzanine Card (PMC), voorzien van een additionele P5 connector. Hierdoor kan de insteekkaart middels PCI Express, Serial RapidIO en Parallel RapidIO rechtstreeks op het moederbord aangesloten worden. In de industrie wordt er steeds vaker van seriële I/O functies gebruik gemaakt, terwijl parallelle I/O functies steeds minder frequent worden toegepast. Met de komst van de XMC specificatie kunnen embedded systemen nu ook met gigabit seriële interfaces en alternatieve I/O standaarden uitgerust worden.

Vandaag de dag wordt XMC steeds populairder. Dit komt doordat men voor industriële en militaire applicaties steeds vaker van geavanceerde I/O functies gebruik maakt. XMC insteekkaarten zijn vaak voorzien van een Field-Programmable Gate Array (FPGA). De FPGA is een geïntegreerde schakeling bestaande uit programmeerbare logische componenten. Hierdoor kunnen de gewenste I/O functies voor het uitvoeren van een specifieke taak geprogrammeerd worden.

FMC

FMC staat voor FPGA Mezzanine Card. FMC modules zijn een stuk compacter vergeleken met PMC en XMC modules. Deze modules worden in de meeste gevallen op een 3U of 6U carrier board aangesloten. De VITA 57 FMC specificatie is echter ook met carrier boards van een ander formaat compatible. Dankzij de FPGA op de FMC module kan de I/O van het carrier board opnieuw geconfigureerd worden. FMC modules worden voor de meest uiteenlopende industriële en militaire applicaties toegepast. Wij werken op het gebied van FPGA ontwikkeling nauw samen met onze zusterorganisatie Core | Vision.

VPX

De ANSI-VITA46 VPX specificatie is een wereldwijde standaard voor blade embedded computers. VPX is speciaal ontworpen voor data-intensieve aerospace en EW applicaties. Deze insteekkaarten ondersteunen diverse seriële I/O functies, waaronder PCIe, Serial RapidIO en 10 Gigabit Ethernet. VPX insteekkaarten zijn in een 6U of 3U Eurocard form factor beschikbaar. Op Arcobel.com vindt u zowel VPX single board computers (SBC’s) als VPX carrier boards. Onze VPX SBC’s combineren analoge of digitale interfaces met een Xilinx FPGA. De VPX carrier boards kunnen met miniPCIe mezzanine modules worden uitgerust. Deze mezzanine modules zijn uitgevoerd met analoge I/O, digitale I/O, Ethernet of seriële communicatie.