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PC-Messkarten und Labormessgeräte einfach anbinden

Erschienen in der Ausgabe 1/2004 der Zeitschrift "Partner Info Qualität" PIQ© 1/04 der Q-DAS© GmbH

PC-Messkarten und Labormessgeräte einfach anbinden
Alfred Adam, Ing.-Büro ADAM SOFTWARE, Landshut

Mittlerweile gibt es eine Vielzahl von PC-Messkarten und Labormessgeräten mit denen sich komplexe Mess-, Steuer- und Datenerfassungsaufgaben lösen lassen. Wie die Einrichtung einer Lösung von der Datenerfassung bis zur Auswertung mit Q-DAS® Statistiksoftware auch ohne den Einsatz von Programmiersprachen wie Delphi, Visual Basic, C oder C++ einfach gelingt, zeigt dieser Bericht. LabVIEW™ von National Instruments ist eines der beliebtesten Werkzeuge zur schnellen und effizienten Umsetzung von komplexen und zeitkritischen Steuer- und Messaufgaben. Die grafische Programmierumgebung LabVIEW™ basiert auf einer Datenfluss orientierten Darstellung. Ein Messprogramm wird als Blockdiagramm per Maus wie ein elektrischer Schaltplan „verdrahtet“ und mit einem zweiten Fenster, einer Art Frontplatte mit Bedienungs- und Anzeigesymbolen verknüpft um Messwerte und Schaltzustände zu visualisieren (s. Bild 1). Ein so erstelltes Messprogramm nennt man „Virtuelles Instrument“ (VI), da es in Aussehen und Funktion ein real nicht existierendes Messgerät nachbildet.


Bild1: Virtuelle Instrumente in LabVIEW™: hinter der Frontplatte versteckt sich das als Blockdiagramm dargestellte Programm.

Seit etwa 18 Jahren im Markt, ist LabVIEW™ mittlerweile der De-facto-Standard für virtuelle Mess- und Automatisierungstechnik. Die meisten Messkarten und Labormessgeräte haben Treiber für LabVIEW™ in Form von Virtuellen Instrumenten oder DLLs. Es gibt eine Reihe von Bibliotheken mit Virtuellen Instrumenten für verschiedene Anwendungsbereiche: Signalanalyse, Regelungstechnik, Datenerfassung, Bildverarbeitung, Medizintechnik, Physik, Mathematik, Statistik und Kommunikation. Obwohl LabVIEW™ aus der Laborumgebung stammt, wird es immer mehr in Messautomaten und Testständen in der Produktion eingesetzt, da es neben Visualisierung und Steuerung auch die Datenerfassung von Messsystemen beherrscht die sonst nur schwer anzubinden sind. Natürlich könnte man auch die statistische Auswertung in LabVIEW™ programmieren, da es bereits in der Basisversion über eine Vielfalt von Analysefunktionen verfügt. In Form der Option „SPC Tools“ steht auch eine Bibliothek mit vorgefertigten statistischen Unterprogrammen als Option zur Verfügung. Zur Programmierung einer zuverlässigen statistischen Auswertung sind jedoch fortgeschrittene Kenntnisse in statistischen Methoden erforderlich und auch der dafür notwendige Aufwand ist nicht zu unterschätzen. Deshalb ist eine Anbindung über Standardschnittstellen an die Q-DAS® Statistiksoftware die bessere Wahl. Mit der Standardsoftware SPCprocessLink von ADAM SOFTWARE gibt es eine flexible Schnittstelle zum Q-DAS® Datenformat welche die Messwerte von LabVIEW™ über Standardschnittstellen übernimmt. Die Verknüpfung der Datenquellen mit den Zielfeldern im Q-DAS® Datenformat wird in der gewohnten grafischen Programmierumgebung erledigt.


Bild2: Virtuelles Instrument für SPCprocessLink

Je nach Umfang und Zusammensetzung des Projektes gibt es für die Anbindung von LabVIEW™ an die Q-DAS® Statistiksoftware über SPCprocessLink mehrere Möglichkeiten. Ist das Modul DSC (Data Logging and Supervisory Control), eine umfangreiche Visualisierungssoftware, Bestandteil des LabVIEW™ Projektes, können Messpunkte über die enthaltene OPC Server Funktionalität einfach verknüpft werden. Bereits in der Basisversion besitzt LabVIEW™ eine Schnittstelle namens DataSockets, welche auch OPC Server mit Daten beliefern kann. Verschiedene Datentypen und Funktionen zum Auf- und Abbau einer Verbindung sowie zur Fehlerbehandlung machen die DataSockets zu einer flexiblen Schnittstelle. Damit die Anbindung der Messpunkte über DataSockets an SPCprocessLink noch einfacher erledigt werden kann, bieten wir dafür vorgefertigte Virtuelle Instrumente an (Bild 2). Diese können in die bestehenden Projekte eingefügt und nach Wunsch abgeändert oder erweitert werden. Außer den Messwerten können natürlich auch alle im Q-DAS® Datenformat zur Verfügung stehenden Zusatzdaten und die Teile und Merkmal bezogenen Felder angebunden werden (Bild 3). Für die richtige Ausgabe sorgt die Q-DAS® zertifizierte Schnittstelle von SPCprocessLink, unabhängig davon ob die Daten per Upload in die zentrale Q-DAS® Datenbank oder zur sofortigen Visualisierung an Q-DAS® Monitoring übergeben werden. Der LabVIEW™ Entwickler braucht sich also nicht um die Details der DFD, DFX oder DFQ Dateien zu kümmern. Lediglich ein Triggersignal, ein Ereignis welches die Übernahme der Messwerte auslöst, muss definiert werden. Bei dokumentationspflichtigen Teilen ist auch die Auswertung der Rückmeldung über die erfolgreiche Speicherung des Datensatzes von SPCprocessLink sinnvoll, um einen Datenverlust zu vermeiden.


Bild3: Beliebige Felder des Q-DAS® Datenformats verknüpfen.

Bei einer Variantenfertigung oder im Labor, wo eine große Vielfalt von kleineren unterschiedlichen Messreihen entsteht, ordnet SPCprocessLink die Messwerte automatisch dem entsprechenden Prüfplan zu. Da nicht nur die Messwerte, sondern auch die Kopfdaten wie Nennmaß, Spezifikationsgrenzen, Artikelnummer oder Auftragsnummer übernommen werden, lassen sich auch die Prüfpläne automatisch generieren. Eine Auswertung mit qs-STAT® ist auch in diesem Fall mit wenigen Mausklicks möglich. Hier zeigen sich wieder einmal die Vorteile der Datenerfassung im Q-DAS® Datenformat gegenüber einer reinen Datensammlung wo die Zuordnung der Informationen erst zur Zeit der Auswertung mit erheblichem Aufwand und oft zweifelhafter Zuverlässigkeit gemacht werden muss. Durch die Nutzung von Standardsoftware werden die Einrichtungskosten erheblich reduziert und auch der Aufwand für spätere Erweiterungen bleibt gering. Dabei entstehen flexible Lösungen die auch mit den zukünftigen Anforderungen mitwachsen können.
Weitere Informationen finden Sie unter www.adam-software.de oder direkt beim Autor: Tel. +49-871-951428 oder info@adam-software.de


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