Messdaten­erfassung und Auswertung an einem dynamischen Druckpulsations­prüfstand bei Bosch

05.09.2016

Der Prüfstand wird zur automatisierten Vermessung von hochgenauen Drucksensoren zu einem Referenzsensor eingesetzt während Druck, Druckform, Frequenz und Temperierung variiert werden.

Zentrale Komponenten des Prüfstandes sind ein Klimaschrank, in dem bis zu 10 Prüflinge und der Referenzsensor auf einem Rail montiert werden können, und ein hydraulisches System zur dynamischen Druckerzeugung, welches über eine SPS kontrolliert und geregelt wird. Diese Komponenten wurden von der Firma FMB-Blickle gefertigt und geliefert.

Zur Datenerfassung mit bis zu 100 KHz Abtastrate und zur Vorgabe der Kurvenform für den Druckverlauf wird ein WE7000 Datenerfassungssystem von Yokogawa eingesetzt.

Die beiden Software-Komponenten, zum Betrieb des Prüfstandes und zur Auswertung der Prüfdaten wurden von Weisang erstellt. Zur Datenhaltung und als Schnittstelle zwischen Datenerfassungs- und Auswertekomponente kommt die HistoryBase Ringspeicherdatenbank zum Einsatz. Die Auswertung erfolgt mit FlexPro.

Ablaufsteuerung, Datenerfassung und Visualisierung

Diese zentrale Softwarekomponente zum Betrieb des Prüfstandes erfüllt folgende Aufgaben:

  • Erstellung und Verwaltung von Datensätzen zur Ablaufsteuerung.
    Kommunikation mit der SPS über eine OPC-Serverschnittstelle zur Steuerung des Prüfstandes.
  • Ausgabe der Sollkurvenform mittels eines Signalgenerators im WE7000 System.
  • Datenerfassung der dynamischen Drucksignale von Referenzsensor und Prüflingen.
  • Online-Visualisierung der erfassten Daten.
  • Speicherung der Messdaten und der den Prüfabläufen zugeordneten Metadaten in der HistoryBase Ringspeicherdatenbank.

Die Software wurde in Visual Basic implementiert. Zur Online-Visualisierung wurde eine ActiveX-Bibliothek eingesetzt. Mit dem OPC-Server der SPS und dem HistoryBase-Server wird direkt über entsprechende COM-Schnittstellen kommuniziert. Mit dem Yokogawa-Messsystem wird mittels einer von Yokogawa gelieferten API kommuniziert.

Während der laufenden Messung oder nach jeder Einzelmessung werden die Daten online visualisiert, wie in der folgenden Abbildung dargestellt:

Auswertung mit der Analysesoftware FlexPro

Die Auswertung der in der Ringspeicherdatenbank vorliegenden Daten erfolgt mit der Analysesoftware FlexPro, welche hierzu um eine speziellen Software-Komponente erweitert wurde, welche in FlexPro-VBA (Visual Basic for Applications) implementiert ist. Diese Komponente liest die Daten von Prüfabläufen aus dem Ringspeicher aus und erstellt hierfür eine strukturierte Dokumentation im FlexPro-Format.

Zusammenfassung

Der HistoryBase Ringspeicherserver stellt in dieser Applikation das zentrale Bindeglied zwischen den beiden asynchron arbeitenden und auf unterschiedlichen Rechnern installierten Softwarekomponenten zur Datenerfassung und -visualisierung sowie zur Datenauswertung dar. Über Benutzerdefinierte Datenstrukturen (UDTs) werden die numerischen Daten im Ringspeicher strukturiert und können so bei der Auswertung den durchgeführten Prüfläufen zugeordnet werden. Die Ringspeicherdatenbank stellt sicher, dass zur Auswertung nicht nur die Messdaten sondern auch alle Parameter, die bei der Durchführung des Prüflaufes eingegeben wurden, zur Verfügung stehen.

Das Ringspeicherprinzip verhindert, dass die archivierten Datenbestände über einen vorgebbaren Maximalwert anwachsen. Ein Sperrmechanismus stellt hierbei sicher, dass keine Daten im Ringspeicher überschrieben werden, bevor diese ausgewertet wurden. Insgesamt ergibt sich so ein wartungsfreies und betriebssicheres System.

Automatisch erstellte Auswertung in FlexPro

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