Überblick: Neues aus der PC-Messtechnik
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Dipl.-Ing. (FH) Wolfgang Hascher
Das zugehörige Treiber-System wurde mit dem Ziel entwickelt, eine geräte- und betriebssystem-übergreifende (Windows/Linux) und einheitliche Programmierschnittstelle zu bieten. Vereinfacht ausgedrückt, beruht das Konzept auf einem „Frage-und-Antwort“-Spiel zwischen Soft- und Hardware: Die Software kann alle unterstützten Geräte nach deren Komponenten und Eigenschaften abfragen. Mit dieser Information wird dann im nächsten Schritt auf die gewünschten Funktionsgruppen der Hardware („Subdevices“) zugegriffen. Eine Vielzahl von Beispielen demonstriert die Verwendung des Treiber-Systems mit den unterstützten Hochsprachen und Entwicklungs-Umgebungen (C/C++, C#, Visual Basic, Python, VEE Pro, LabVIEW).
ist verantwortlicher Redakteur der Elektronik für die Bereiche Messen & Testen sowie Drahtlos-Kommunikation.
whascher@elektronik.de
Software als Messgerät
Messtechnik – quo vadis?
Jobangebote+ passend zum Thema
Das Chassis mit seinen acht Steckplätzen ist mit mehr als 30 analogen und digitalen I/O-Modulen der C-Serie kompatibel, controllerseitig kann es z.B. mit CompactRIO- und PXI-Systemen arbeiten. Durch die beiden Ethernet-Anschlüsse lassen sich auch mehrere Chassis im Daisy-Chain-Modus verbinden und die Systemausdehnung auch räumlich erweitern. Die Verbindung erfolgt über ein Standard-CAT5-Ethernet-Kabel bei einer Leitungslänge zwischen den Chassis von bis zu 100 m. Unter der Programmierund Auswerte-Umgebung „LabVIEW Real-Time Module 8.6“ werden automatisch alle angeschlossenen Slaves und Module erkannt, die Konfiguration einer Mess- und I/O-Architektur ist per Mausklick unkompliziert möglich. Anwendungsbereiche des Chassis sind beispielsweise im Maschinenbau, in großen verteilten Systemen, Experimentalaufbauten in der Physik (z.B. Kern-, Teilchen- oder Hochenergiephysik) und bei Hardware-in-the-Loop-Systemen, z.B. der Automobilelektronik-Entwicklung.
Auch auf der Hutschiene einsetzbar
Für die PC-gestützte Messdatenerfassung finden sich auch im Programm von Imtron (www.imtrongmbh.de) einige interessante Neuheiten: Hardwareseitig stehen universelle Messverstärker für den Anschluss von bis zu 14 Sensoren sowie modulare Verstärker mit günstigem Preis/Leistungs-Verhältnis zur Verfügung. Die 2- bzw. 4-kanaligen Verstärker sind für verschiedene Sensorik-Applikationen in Prüfständen der Automobiltechnik, im Maschinen- und Anlagenbau sowie in Forschung und Entwicklung konzipiert. Sie bieten Sensorspeisung, Potentialtrennung, Signalkonditionierung sowie die analoge und/oder digitale Messdatenausgabe. Verfügbar sind sie für mobilen oder stationären Einsatz (DC-Speisung 9 bis 36 V oder ACSpeisung 110 bis 230 V); sie bieten eine Ethernet-Schnittstelle zur Messdatenerfassung und Parametrierung via Netzwerk sowie ein CAN-Interface zur Kommunikation in diesem Bussystem. Die Verstärker lassen sich auch über eine serielle Schnittstelle (RS 232/485) parametrieren; eine Kaskadierung ist möglich.
Speziell auf dezentrale Anwendungen und/oder nur wenige Kanäle zugeschnitten sind in der SIQUAD-Reihe dieses Herstellers die Kompaktmodule und Mini-Systeme mit zwei bzw. drei Verstärkereinheiten. Bei den Kompaktmodulen sind die Verstärker werksseitig eingebaut, bei den Mini-Systemen vom Anwender auswechselbar. Die Kompaktmodule gibt es in zwei Varianten: acht Kanäle (optional 16 bei TC) mit CAN-Ausgang auf der Rückseite, oder 8 (16) Kanäle mit CAN-Ausgang auf der Frontseite und RS 232 auf der Rückseite. Die Verstärkertypen sind beliebig wählbar, aber ab Werk fest eingebaut. Gehäuseausführungen sind Flansch, Hutschiene oder Box (Bild 5).
Die Mini-Systeme gibt es in zwei Gehäusegrößen (Box) mit CAN- und Ethernet-Interface auf der Frontseite und für zwei oder drei Einschübe. Somit ist eine einfache Austauschbarkeit bei wechselnden Messaufgaben gegeben. Als Software dienen die Pakete „DaSoft“ zur Parametrierung und „DAQSoft“ zur Messdatenerfassung sowie Visualisierung. Zur Einbindung der Messsysteme in eine eigene Messdatenerfassungs-Software oder -Umgebung gibt es die Funktionsbibliothek „DataEngine.dll“. Über sie können Triggerereignisse und Messdaten übertragen werden sowie in Gegenrichtung Parameter für die Zentraleinheit wie Abtastraten, Triggerbedingungen und Informationen über die ausgewählten Kanäle. Treiber für andere Messtechnik-Software wie DASYLab, DIAdem und LabVIEW stehen alternativ zur Verfügung.
USB: Das Messboxen-Angebot erweitert sich laufend
Ungebrochen ist der Trend hin zum USB als preisgünstigem und überall verfügbarem Datenübertragungsbus, der natürlich auch in der Messtechnik in Form entsprechender externer Erfassungsboxen genutzt wird.
Eine solche neue Multifunktions-USB-Messbox kann als besonderen Pluspunkt eine sehr störsichere Anschlussmöglichkeit an den Messwerterfassungs-Eingängen vorweisen, nämlich mit abgeschirmten BNC-Buchsen (Bild 6). Die buchgroße Box nennt sich USB-1616HS-BNC, sie stammt von Measurement Computing (Vertrieb: www.plug-in.de), verfügt über 16 differenzielle Analogeingänge mit einer Summenabtastrate von 1 MS/s bei einer Auflösung von 16 bit. Neben den Analog-Eingangskanälen gehören auch zwei Analog-Ausgänge, 16 digitale Ein-/Ausgänge, vier Zähler, zwei Timer und ein Quadratur-Encoder sowie zahlreiche Trigger- und Synchronisierungs-Optionen zu den Funktionsmerkmalen: Alle analogen Ein- und Ausgänge, die digitalen Ein-/Ausgänge sowie Zähler-Ein-/Ausgänge können auf diese Weise exakt zeitlich miteinander synchronisiert werden. Die Antwortzeit der Ausgänge auf ein entsprechendes Triggerereignis an den Eingängen ist, so der Hersteller, garantiert kleiner als 2 μs. Dies wäre deutlich schneller als ein PC, der im Rahmen einer Applikations-Software als Entscheidungsinstanz für eine Folgeoperation dient. Die Triggermodi schließen digitale Bitmuster-, Pegel-, Flanken-, Fenster- sowie Pre- und Post-Trigger ein. Mit im Lieferumfang enthalten sind umfangreiche Software-Unterstützungs-Tools für die gängigsten Programmiersprachen sowie die Software-Pakete InstaCal, Universal Library, Universal Library for Lab-VIEW und TracerDAQ.
Die neuen Prozessoren, Multicore-Anwendungen und immer höhere Taktgeschwindigkeiten machen auch die Anpassung der PC-Messtechnik-Software-Pakete nötig. Recht schnell reagiert hat National Instruments (www.ni.com) auf die geänderten Anforderungen mit der neuen Version 8.6 der Entwicklungsumgebung LabVIEW (Bild 7). Diese inhärent durch ihr Grundkonzept schon Parallelverarbeitung unterstützende Entwicklungsumgebung ist nämlich durch weitere Funktionen noch mehr in Richtung schneller Multicore-Prozessoren ausgebaut worden. Damit lassen sich nicht nur die Entwicklung und die Arbeitsgeschwindigkeit von Embedded-Anwendungen beschleunigen, sondern auch leistungsstärkere Implementierungen in FPGAs (und den damit ausgestatteten Kompakt-I/O-Systemen wie z.B. CompactRIO) realisieren. Besonders Echtzeit-Regelungs- und Automatisierungsaufgaben profitieren von diesem Funktionszuwachs.
Auch FFT-Funktionen, Simulations- und spezielle Integrations-Tools sowie die unkomplizierte Einbindung von drahtlosen Sensor- und Datenübertragungs-Systemen erweitern den Applikationsumfang ebenso wie der MathScript-Support und ein Adaptiv-Filter-Toolkit. Aufgrund der neuen Scan Engine, die komplexe Timing-Bezüge mittels einer speziellen I/O-Architektur in die Programmiersprache integriert, wird die Entwicklung komplexer Mess-, Steuer- und Regelanwendungen verkürzt. Die CLIP-Funktion für die VHDL-Code-Einbindung von außen und nicht zuletzt eine „Cleanup-Funktion“ (macht Entwürfe übersichtlicher auf dem Bildschirm) sind weitere Ergänzungen.
- Überblick: Neues aus der PC-Messtechnik
- Dipl.-Ing. (FH) Wolfgang Hascher<br />
- Überblick: Neues aus der PC-Messtechnik
- Acht Kanäle reichen oftmals
