Glossar
ASCII
Abkürzung für: american standard code for information interchange. Internationale Vereinbarung, nach der ein Byte einem bestimmten Zeichen zugeordnet wird. Diese Vereinbarung sorgt dafür, dass fast alle Computer mit einheitlichen Verschlüsselungen arbeiten. Im ASCII wird jedes Zeichen durch 7 Bits definiert. Mit diesen 7 Bits können 128 verschiedene Zeichen dargestellt werden. Das 8. Bit kann als Prüfbit (Paritätsbit) verwendet werden oder zur Wiedergabe weiterer 128 Zeichen dienen.
Auflösung
Jedes analoge Signal muss zur Weitererarbeitung digitalisiert werden. Die Auflösung ist ein Maß für die Quantisierung eines Signals, d.h. für die Schrittzahl zwischen dem kleinsten vorkommenden Messwert und dem maximalen Messwert.
Die Auflösung der Message-Geräte beträgt 24 Bit.
Can
Controller Area Network - serielles Bussystem - Gute Übertragungseigenschaften im Kurzstreckenbereich unterhalb 40m bei 1Mbit/s Datenübertragungsrate. Maximale Anzahl der Teilnehmer: theoretisch unbegrenzt, praktisch bei den Message-Geräten bis zu 48. Echtzeitfähig, d.h. definierte maximale Wartezeiten für Nachrichten mit hoher Priorität. Hohe Zuverlässigkeit durch Fehlererkennung, Fehlerbehandlung, Fehlereingrenzung.
Datalogger
ein autarkes Datenerfassungsgerät, das zum Verarbeiten regelmäßig anfallender analoger oder digitaler Messwerte eingesetzt wird; z. B. zur Überwachung von Fertigungsprozessen.
Ethernet
Netzwerk für den lokal begrenzten Einsatz mit einer Ausdehnung von einigen 10 m bis hin zu 10 km. Im verdrahteten Einsatz sind die einzelnen PCs mittels eines Koaxialkabels miteinander verbunden. Die Daten werden dabei mit einer Rate von 10 MB pro Sekunde übertragen. Das erste Ethernet wurde 1973 funkgestützt auf Hawaii eingerichtet und verband die Radiostationen auf verschiedenen Inseln miteinander.
FFT- / Frequenzspektrum
Schnelle Fourier-Transformation (FFT). Die Fourier-Transformation ist ein Verfahren der Signalverarbeitung im Frequenzbereich. Durch die Fourier-Transformation lassen sich Signale in der Darstellung aus dem Zeitraum (Zeitpunkt, Abtastwert) in die Darstellung Frequenzraum (Frequenzanteil, Amplitude, Phase) überführen. Viele Operationen lassen sich im Frequenzraum wesentlich leichter durchführen. Das AMDT/V Modul erlaubt die Berechnung der FFT schon im TopMessage-Gerät. Damit können z.B. Wellenschwingungen und Lagerschwingungen im Gerät berechnet und bewertet werden.
Galvanische Trennung
Wichtige Eigenschaft von Erfassungsgeräten und Datenloggern, um elektrische Einflüsse und Rückwirkungen auf Sensoren und andere Systemkomponenten zu vermeiden. Vollständige galvanische Trennung heißt, das eine komplette elektrische Isolierung alle Schnittstellen Module, und Kanäle untereinander gegeben ist.
Integrator-Kanal
Ein virtueller Kanal, der das Integral eines angelegten Signals über die Zeit bildet. Somit kann z.B. aus einer Durchflussmessung die durchgeflossene Menge ermittelt werden. Aus einer Leistungsmessung kann die Energiemenge erfasst werden.
Justierung
Der vielfach mit der Kalibrierung genannte Begriff der Justage bedeutet das Ergreifen erforderlicher Maßnahmen, um die Beträge der Messabweichung klein, zumindest kleiner als die maximalen Fehlergrenzen zu halten. Dies beinhaltet die Verschiebung des Nullpunktes und das Ändern der Steigung der Messgerade (Spanne).
Kalibrierung
Im Laufe der Betriebsdauer z.B. eines Thermoelementes ergeben sich infolge chemischer und mechanischer Einflüsse sowie Alterungserscheinungen Änderungen der Kennlinie gegenüber dem Auslieferungszustand. Die Größe der Änderung hängt stark von der Art der Belastung ab. Um einen Drift berücksichtigen und kompensieren zu können, muss der Temperatursensor in regelmäßigen Zeitständen kalibriert werden. Eine derartige Kalibrierung bedeutet eine Überprüfung der angezeigten Temperaturwerte und gegebenenfalls die Dokumentation der Werte, um die sie von der tatsächlichen Messtemperatur abweichen.
Konfiguration
Konfigurationen sind anwenderspezifische Optionen von Computern, Netzen oder Messdatenerfassungsgeräten. Für eine optimale Benutzerfreundlichkeit können in den meisten Systemen die (Bedienungs-) Parameter voreingestellt und nach Bedarf auch verändert werden. Das Festlegen dieser Voreinstellungen nennt man Konfiguration. Message-Geräte können via Netzwerk vom PC aus konfiguriert werden und halten Ihre Konfiguration unverlierbar gespeichert.
Master
Ein Master ist ein zentrales Prozessor-basierter Busteilnehmer, welcher die Kommunikation und den Buszugriff unter mehreren Geräten (Slave) in einem Netz regelt (z.B. bei Intranet-Anwendungen). Das Grundgerät (GBDT) übernimmt die Masterfunktion, die Erweiterungsgeräte (GSLT) sind Slaves im CAN-Netzwerk.
Master/Slave Prinzip
Das Masterelement gibt die Anweisungen, die Slave-Elemente folgen den Anweisungen des Masters. Ein Master kann zum Beispiel Zugriffsrechte an die Slaves vergeben.
Messumformer
Messgeräte mit einem analogen Eingangssignal und einem eindeutig damit zusammenhängenden analogen Ausgangssignal. Eingangssignal kann die zu messende physikalische Größe Spannung, Stromstärke, Widerstand oder Ladung sein.
Ausgangssignal ist Leerlaufspannung oder Kurzschluss-Strom einer Zweipolquelle oder die Frequenz.
OPC
OLE for Process Control, OLE für Prozessteuerungen (Kommunikationsstandard für Komponenten im Automatisierungsbereich) Ziel der OPC-Entwicklung ist es, aufbauend auf der Windows-basierten Technologie von OLE, COM und DCOM eine offene Schnittstelle bereit zu stellen, die einen problemlosen, standardisierten Datenaustausch zwischen Steuerungen, Bedien- und Beobachtungssystemen, Feldgeräten (z.B. Message-Geräte) und Büroanwendungen unterschiedlicher Hersteller ermöglicht.
OPC-Server
Bindeglied zwischen den Message-Geräten und einer beliebigen Visualisierung, welche den OPC-Standard unterstützt.
PID-Regler
Proportional-Integrator-Differenziator-Regler. Ein PI-Regler, bei dem ein Differenziator parallel geschaltet ist. Die Regelverstärkung nimmt mit zunehmender Frequenz ab, bis sie in den Proportionalbereich übergeht. Ab der zweiten, vom Differenziator bedingten, Grenzfrequenz steigt sie dann wieder an. Das Verhältnis der proportionalen, integrativen und differenziellen Komponenten ist (ggf. adaptiv) im Regelalgorithmus festgelegt.
Potentialtrennung
In Bezug auf analoge Eingänge ist eine Potentialtrennung zwischen den Eingängen notwendig, um elektrische Einflüsse und Rückwirkungen auf Sensoren und andere Systemkomponenten zu vermeiden. Die Potentialtrennung zwischen den Kanälen verhindert z.B. Masseschleifen, die zum einen die Messwerte verfälschen können, zum anderen auch den Prozess negativ beeinflussen können. Die analogen Eingänge der Message-Geräte sind prinzipiell potentialgetrennt.
Profibus-DP
Feldbussystem für die Automatisierungstechnik. Eine nationale (Deutschland) Feldbusnorm für die Industrieautomation (DIN E 19245). Profibus für den Bereich der Dezentralen Peripherie. Mit dem Profibus-DP können einfache digitale und analoge Ein-/Ausgabebaugruppen sowie intelligente signal- und prozessdatenverarbeitende Einheiten vor Ort verlagert werden und damit u.a. die Kosten für den Verkabelungsaufwand deutlich gesenkt werden. Vorwiegend für zeitkritische Anwendungen in der Fertigungsautomatisierung. Als Option sind die Message-Geräte mit ProfiBus-Schnittstelle lieferbar.
Prozessvisualisierung
Sichtbarmachen des Geschehens in industriellen Produktionsbereichen, in kommunalen Bereichen, in verkehrstechnischen Einrichtungen sowie in sicherheitsrelevanten oder Laborbereichen mit Hilfe der modernen Informationstechnologie, d.h. mittels geeigneter Visualisierungssysteme zur besseren Beherrschung der darin ablaufenden Prozesse.
Pt 100/Pt1000
Temperatursensoren, welche auf Widerstandsbasis arbeiten. D.h. mit zunehmender Temperatur wird auch der Widerstand des Sensors größer. Die Message-Geräte messen diese Sensoren präzise in 4-Leitertechnik. Somit werden alle Leitungswiderstände eliminiert. Das nichtlineare Verhalten zwischen Widerstand und Temperatur wird in den Message-Geräten automatisch berücksichtigt.
Regler
Regler (zumeist PID Regler) ermöglichen die kontinuierliche Regelung einer Prozessgröße. Zur Auswahl stehen P, I, PI und PID-Regler. Als Regelstrecke wird der Teil einer Anlage bezeichnet, welcher zwischen dem Stellglied zur Beeinflussung der Regelgröße (die zu regelnde Prozessgröße) und der Messstelle der Regelgröße liegt. Das Stellglied und das Messglied selbst gehören ebenfalls zur Regelstrecke. Grundsätzlich lassen sich Regelstrecken in zwei Kategorien unterteilen:
- Regelstrecken mit Ausgleich: Nach einer Änderung der Stell- oder Störgröße strebt die Regelgröße einen neuen Endwert (Beharrungszustand) an. z.B. Durchfluss, Temperatur etc.
- Regelstrecken ohne Ausgleich: Regelstrecken die keinem Endwert entgegen streben (integrierende Regelstrecken) werden Regelstrecken ohne Ausgleich genannt. z.B. Füllstand
Die meisten Regelstrecken setzen sich aus P-Systemen (Verstärkung / Dämpfung), einem oder mehreren T1- Systemen (Tiefpass) und ggf. einer Totzeit (Laufzeit) zusammen. Strecken mit P-T1 Verhalten werden Regelstrecken 1. Ordnung genannt. Regelstrecken mit mehreren T1- Systemen entsprechend Regelstrecken n. Ordnung. Die TopMessage-Geräte stellen PID Regler im Rahmen der virtuellen Kanäle standardmäßig zur Verfügung.
RS 232 / serielle Schnittstelle
Recommended Standard Number 232; älteste und am weitesten verbreitete Schnittstellen-Norm, auch V.24-Schnittstelle genannt; alle Signale sind auf Masse bezogen, so dass es sich um eine erdunsymmetrische Schnittstelle handelt. High-Pegel: 2 bis - 6V, Low-Pegel: + 3 bis 30V; zulässige Kabellänge bis 15m, Übertragungsraten bis 115 KBit/s; für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen 2 Teilnehmern. Die TopMessage Geräte verfügen über 2 Stück RS232 Schnittstellen. Diese Schnittstellen können wahlweise auch als RS485/422 betrieben werden.
RS 485/422 / serielle Schnittstelle
Recommended Standard Number 485; Schnittstellennorm; High-Pegel: 1,5 bis 6V, Low-Pegel: + 1,5 bis 6V; Zweidrahtverbindung oder Vierdrahtverbindung; zulässige Kabellänge bis 1200m, Übertagungsraten bis 10 Mbit/s. An einem RS485-Bus können bis zu 32 Teilnehmer (Sender / Empfänger) angeschlossen werden. Die TopMessage-Geräte verfügen über 2 Stück RS485 Schnittstellen. Diese Schnittstellen können wahlweise auch als RS485/422 betrieben werden.
Signalkonditionierung
In Anlagen werden physikalische oder elektrische Messwerte erfasst. Diese Signale müssen auf standardisierte Signalformen und -pegel angepasst werden. Zum Beispiel wird eine Messung des Drucks auf ein 0/4..20mA Signal oder eine Temperaturmessung auf ein 0..10V Signal umgeformt. Zum Zweck dieser Signalkonditionierung werden Umformer eingesetzt. In vielen Bereichen handelt es sich dabei um eigenständige Geräte die auch als Trennverstärker bezeichnet werden. In den TopMessage-Geräten ist die Signalkonditionierung bereits eingebaut. Die gängigen Signale wie Pt100(0), Thermoelemente, mA oder mV Signale können direkt an den Analogeingängen angeschlossen werden.
Skalieren
Messgrößen wie Druck, Temperatur oder die Leistung müssen entsprechend Ihres Messbereiches auf ein normiertes Signal skaliert werden. Es wird eine lineare Skalierung wie zum Beispiel bei der Messung von Druck und eine nichtlineare Skalierung wie bei Thermoelementen unterschieden. Beide Möglichkeiten bietet TopMessage als Standard.
Slave
Slave ist eine Datenstation, die von einer anderen Station, der Master-Station, gesteuert wird. Ein Slave sendet keine Daten ohne Anforderung.
SPS
Speicherprogrammierbare Steuerung - Autark arbeitendes System zur Steuerung und Regelung von Prozessen. Programmierung erfolgt gemäß der IEC 1131-3 Richtlinie. Gängige Programmiersprachen sind KOP, FUP oder AWL.
TCP/IP
Transmission Control Protocol - Netzwerkprotokoll, allgemein anerkannter Standard für den Datenaustausch in heterogenen Netzen. TCP/IP wird sowohl in lokalen Netzen zur Kommunikation verschiedenartiger Rechner untereinander als auch für den Zugang von LAN zu WAN eingesetzt. TCP stellt sicher das keine Daten beim Transport verloren gehen. Im Gegensatz zum UDP Protokoll wird für jedes Datenpaket eine Bestätigung an den Absender zurück gesendet. TCP ist auf Level 4 des OSI/ISO Schichtenmodells angeordnet.
10 BaseT
Mit der Definition von 10BaseT wird die physikalische Topologie von der logischen getrennt. Die Verkabelung ist, ausgehend von einem Hub als zentraler aktiver Komponente, sternförmig ausgeführt. Es wird ein mindestens zweipaariges Kabel der Kategorie 3 mit 100 Ohm Impedanz verwendet, in dem die Daten getrennt nach Sende- und Empfangsrichtung übertragen werden. Als Steckverbinder werden 8-polige RJ45-Typen eingesetzt, in denen die Paare auf den Pins 1/2 und 3/6 aufgelegt sind.
Die max. Länge eines Segments (= Verbindung vom Hub zum Endgerät) ist auf 100m begrenzt.
Thermoelement
Sensor zur Verwendung als Wärmefühler auf der Basis des Seebeck-Effekts. Der Thermoelement-Sensor kann aus zwei verschiedenen, sich berührende Metalle (verlötet, verschweißt) bestehen, aber auch aus einem Halbleiter gebildet werden. Selbstkalibrierende Thermoelement-Sensoren besitzen die Fähigkeit, Eichpunkte selbsttätig herzustellen. An den Analogeingängen des TopMessage-Gerätes können beliebige Thermoelemente direkt angeschlossen werden.
Eine Vergleichmessstelle wird mitgeliefert.
Trennverstärker
Siehe "Signalkonditionierung"
Triggerung
Trigger = Auslöser. Ein Signal, das einen bestimmten Ablauf in Gang setzt. Z.B Start oder Stop einer Datenspeicherung.
Validierung
Beweisführung in Übereinstimmung mit den Grundsätzen der guten Herstellungspraxis, dass Verfahren, Prozesse, Ausrüstungsgegenstände, Materialien, Arbeitsgänge oder Systeme tatsächlich zu den erwarteten Ergebnissen führen.
Virtuelle Kanäle
Virtuelle Kanäle sind erweiterte Funktionen der Message-Geräte. Mit den virtuellen Kanälen können Sie die Funktionalität ihrer Einrichtung steigern. In vielen Fällen sind virtuelle Kanäle der einzige Weg zur Lösung der gestellten Aufgaben.