Обзор и параметры контроллера шины GPIB NI GPIB-140

Вас приветствует эксперт в области промышленной автоматизации и систем сбора данных. Давайте детально рассмотрим ключевой компонент для организации связи с измерительным и испытательным оборудованием — контроллер интерфейса GPIB.

Продукт и его описание

NI GPIB-140 — это полноразмерный контроллер интерфейса GPIB (General Purpose Interface Bus), также известного как IEEE-488, разработанный компанией National Instruments (NI). Этот модуль предназначен для установки в слот расширения персонального компьютера (стандарта ISA, что указывает на его более раннее поколение) и служит мостом между ПК и разнообразными программируемыми измерительными приборами (осциллографы, мультиметры, источники питания, анализаторы спектра). Контроллер NI GPIB-140 обеспечивает высокоскоростную и надежную двунаправленную передачу данных и команд по стандартизированной шине, позволяя создавать автоматизированные испытательные стенды (ATE) и системы сбора данных. Для получения технических спецификаций,  В свое время надежность и производительность контроллеров серии GPIB-140 сделали их отраслевым стандартом для лабораторной и производственной автоматизации.

Технические параметры и характеристики

• Тип устройства: Контроллер интерфейса GPIB/IEEE-488 для шины ISA.

• Стандарт шины ПК: Интерфейс ISA (Industry Standard Architecture), 8/16-бит.

• Стандарт внешней шины: IEEE-488.1 (GPIB).

• Скорость передачи данных: Высокая для своего времени, до 1 МБ/с (мегабайт в секунду) по шине GPIB, в зависимости от возможностей подключенных устройств.

• Функциональные возможности контроллера: Может работать как системный контроллер (Controller-in-Charge), устройство-слушатель (Listener) или устройство-говорящий (Talker) в сети GPIB.

• Количество подключаемых устройств: Стандарт GPIB позволяет адресовать до 15 устройств на одной шине (кабельной линии).

• Программное обеспечение: Поставлялся с драйверами и библиотеками для сред разработки National Instruments, таких как LabVIEW, LabWindows/CVI, а также поддерживал стандартные средства операционных систем (например, NI-488.2 для DOS/Windows).

• Совместимость: Обеспечивал аппаратную и программную совместимость с тысячами моделей программируемых измерительных приборов от различных производителей.

Преимущества и отличительные особенности

1. Отраслевой стандарт совместимости: Контроллер NI GPIB-140 реализует широко принятый стандарт IEEE-488, обеспечивая беспрепятственную связь ПК с огромным парком измерительного оборудования от Agilent/Keysight, Tektronix, Keithley, Rohde & Schwarz и многих других.

2. Надежность и стабильность связи: Аппаратная реализация протокола на выделенном контроллере (часто с чипом NAT4882 или TMS9914) обеспечивает устойчивую работу без загрузки центрального процессора ПК и минимизирует ошибки передачи.

3. Простота создания автоматизированных систем: Использование стандарта GPIB через NI GPIB-140 позволяло легко объединять разнородные приборы в единую автоматизированную систему управления испытаниями (Test Executive) под управлением ПО, например, LabVIEW.

4. Длинные линии связи: Шина GPIB позволяла располагать приборы на расстоянии до 20 метров от контроллера (с ограничением на общую длину кабеля), что удобно для организации стендов.

5. Поддержка со стороны NI: Несмотря на возраст, продукты NI, включая GPIB-140, традиционно имели отличную долгосрочную поддержку драйверов и сред разработки, защищая инвестиции пользователей.

Примеры применения в различных отраслях

• Автоматизированные испытательные стенды (ATE): Для функционального и параметрического тестирования электронных модулей, печатных плат и готовых изделий в производстве.

• Научные исследования и разработки (R&D): Создание гибких измерительных комплексов в лабораториях для проведения экспериментов, сбора и обработки данных.

• Авиационно-космическая и оборонная промышленность: Системы проверки и калибровки бортового оборудования.

• Производство полупроводников: Управление измерительным оборудованием для тестирования характеристик микросхем и пластин.

• Автомобильная промышленность: Стенды для проверки автомобильной электроники.

Сравнение с аналогами конкурентов

В своей категории ISA GPIB-контроллеров NI GPIB-140 конкурировал с продуктами компаний Agilent/Keysight (ныне Keysight IO Libraries), Capital Equipment (CEC), IOTech и другими. Ключевым преимуществом NI GPIB-140 была его глубокая интеграция с экосистемой программного обеспечения National Instruments, особенно с графической средой LabVIEW, что делало его предпочтительным выбором для инженеров, использующих эти инструменты. По сравнению с более поздними решениями (USB-GPIB, PCI-GPIB, Ethernet-GPIB), контроллер GPIB-140 уступал в удобстве подключения (требовал вскрытия корпуса ПК) и потенциальной скорости, но часто считался более надежным и стабильным в продолжительных промышленных испытаниях.

Рекомендации по выбору и важные замечания

1. Устаревшие технологии: Контроллер NI GPIB-140 использует шину ISA, которая не поддерживается современными материнскими платами уже более 15 лет. Его применение оправдано только для поддержки старых рабочих станций и испытательных систем, модернизация которых невозможна или нецелесообразна.

2. Современные альтернативы: Для новых проектов следует использовать современные интерфейсы: контроллеры NI GPIB-USB (например, NI GPIB-USB-HS), NI PCI-GPIB или решения на базе Ethernet (LXI). Они обеспечивают более высокую скорость, удобство подключения и поддержку современными ОС.

3. Совместимость драйверов: Перед приобретением или использованием NI GPIB-140 необходимо проверить поддержку драйверов NI-488.2 для планируемой операционной системы (например, Windows XP была последней, где поддержка могла быть полной). Актуальную информацию можно уточнить по ссылке: NI GPIB-140.

4. Конфигурация сети GPIB: Важно правильно назначать уникальные адреса (от 0 до 30) каждому устройству в цепочке и использовать качественные экранированные кабели GPIB с надежными разъемами. Общая длина кабельной линии не должна превышать 20 метров, а количество устройств — 15.

5. Миграция системы: При выводе старой системы из эксплуатации рассмотрите возможность миграции логики управления испытаниями (часто написанной на LabVIEW) на современное аппаратное обеспечение с сохранением инвестиций в программное обеспечение.

CI868K01 ABB 

ABB IK850V007 PLC

CI801kit ABB 

BC810K02 ABB DDC

ABB TC562 

IK853V020 DCS

TK212 DCS