【NI-RIO入门】计算和测量cRIO系统的功耗

news2025/3/19 22:53:50

计算

您可以根据cRIO机箱的最大功耗、机箱和模块的平均功耗，最后通过经验测试cRIO和模块的功耗来计算散热量。每一种散热计算的精确度都逐渐上升，但安全系数也逐渐下降。

注意：请记住，热量输出以英国热量单位 (BTU) 测量。您可以使用以下公式将瓦特转换为 BTU/小时：（瓦特*3600）/1054 = BTU/小时

方法 1：使用模块的最大功耗

从NI网站查找设备手册。
搜索并找到 cRIO 机箱的手册。
在规格中查找 cRIO 的最大功率要求。例如，cRIO-9031 的最大功率要求为 40W。
将瓦特转换为 BTU/小时。

方法 2：使用 cRIO 使用的计算功率

将用于测量的控制器、背板和模块的功率输出编号相加。（实际功率数始终小于列出的最大输入功率）

示例系统：

cRIO-9014（控制器）- 6 瓦
cRIO-9104（机箱）- 3 瓦
C系列模块
- NI-9205 - 0.625 瓦
- NI-9263 - 0.625 瓦
- 两个 NI-9401 - 每个 0.58 瓦
- NI-9474 - 0.66 瓦
- NI-9237 - 0.74 瓦

功率 = (6 + 3 + 0.625 + 0.625 + 2*0.58 + 0.66 + 0.74) 瓦或 12.81 瓦。

2. 将瓦特转换为 BTU/小时。

测量

最坏情况、测量值和典型功耗

硬件文档中的 CompactRIO 电源要求规范假定最坏的部件条件、最高允许温度范围和最苛刻的应用。计算 CompactRIO 系统功耗的最常见方法是采用已发布的系统所有部分的最坏情况功耗要求，并将它们加在一起。尽管对各个电源要求进行求和可能会提供有用的信息，但系统的实际电源要求始终小于各个已发布电源要求的总和。
确定 CompactRIO 应用的功耗要求的最可靠方法是测量系统运行时的功耗。本文档介绍了如何测量 CompactRIO 功耗。

对于直流电路，功耗（以瓦 (W) 为单位）是所施加电压和电流的乘积。本节介绍如何测量电源输入正负电压端子之间的电压以及通过整个电路的电流。

连接硬件

要测量通过电路的电流，请将 NI-9227 与电源和 CompactRIO 控制器的电压输入端子串联。完成以下步骤。

将电源的负电压端子连接到CompactRIO电源连接器的C端子。
将电源的正电压端子连接到NI-9227的AI0+端子。
将NI-9227的AI0-输入连接到CompactRIO电源连接器的V端子。

要测量电压，请将 NI-9221 与 CompactRIO 电源连接器并联。请完成以下步骤，将 NI-9221 连接到电源连接器的正电压端子和负电压端子上。

将CompactRIO电源连接器的V端子连接到NI-9221的AI0端子。
将CompactRIO电源连接器的C端子连接到NI-9221的COM端子。

同时测量电压和电流即可求出瞬时功耗。为了获得最佳结果，请等到应用程序正常运行并且功耗稳定到稳定水平，然后根据一组测量值计算平均功耗。

降低功耗的办法

根据您想要降低功耗的程度，可以采用不同的方法来降低 cRIO 的功耗。

降低 cRIO 功耗的主要方法是启用睡眠模式。

睡眠模式通过调用 FPGA 上的睡眠通道来启用。可以通过在 FPGA 框图上放置 FPGA I/O 节点或简单地将机箱 I/O 项从项目资源管理器拖到框图中来访问睡眠通道，如下所示。

具有嵌入式 FPGA 目标的 cRIO 90xx 型号均具有睡眠线，您可以写入这些线以将模块设置为睡眠模式。在睡眠模式下，系统消耗的电量最少，并且比正常模式下散发的热量也更少。通常，当模块处于睡眠模式时，您无法与模块通信。如果您尝试在睡眠模式下与模块通信，LabVIEW将从FPGA I/O函数返回模块通信错误。睡眠模式不会影响 CompactRIO 机箱或控制器，因此 FPGA 和任何实时代码将继续运行。如果您将扫描接口与系统中的任何模块一起使用，则无法写入睡眠通道。

如果需要进一步降低功耗，可以关闭控制器的实时操作系统。

您可以通过手动关闭系统电源或使用控制台命令关闭Linux RTOS来关闭控制器的RTOS。您可以使用这些方法通过调用库函数节点或系统执行VI以编程方式调用这些控制台命令。
如果您的设备的串行端口上有环形指示器线，例如 cRIO 903x 和 904x，您可以使用该线唤醒您的设备并重新启动其 RTOS。否则，您将需要手动重新打开设备电源。