Drei Kategorien von Software zur Datenprotokollierung von National Instruments

Eine der gängigsten Datenerfassungsanwendungen besteht in der einfachen Aufzeichnung, oder Protokollierung, von erfassten Daten für die spätere Analyse in Dateien oder auf Datenbanken. Bei den meisten Datenerfassungsgeräten ist die Datenprotokollierungssoftware kostenfrei im Lieferumfang enthalten. Je nach den jeweiligen Anforderungen an die Datenprotokollierungsanwendung ist jedoch eventuell zusätzliche Funktionalität gefragt. Dieser Artikel stellt die drei Kategorien von Datenprotokollierungssoftware vor, die mit Datenerfassungsgeräten von National Instruments eingesetzt werden können: NI LabVIEW SignalExpress, LabVIEW SignalExpress LE und NI LabVIEW.

NI LabVIEW SignalExpress

Mit LabVIEW SignalExpress können Datenprotokollierungsanwendungen schnell und interaktiv konfiguriert werden. LabVIEW SignalExpress wurde speziell für die Aufzeichnung von Daten konzipiert. Dabei steht ein breites Funktionsspektrum für gängige Datenprotokollierungsaufgaben zur Verfügung, einschließlich grundlegender Datenanalyse, Alarmen, anpassbaren Graphen und Anzeigen für die Darstellung von Daten.

Automatische Erkennung von angeschlossenen Geräten

NI LabVIEW SignalExpress erkennt über USB angeschlossene NI-Datenerfassungsgeräte automatisch und startet, je nach den durchgeführten Messungen, sofort eine Datenprotokollierungsanwendung. Durch die Kombination von NI-Datenerfassungsgeräten mit LabVIEW SignalExpress können Messungen bereits nach ein paar Mausklicks vorgenommen werden.

Kanalansicht

Damit Inbetriebnahme und Konfiguration schnell vonstatten gehen, bietet LabVIEW SignalExpress eine Kanalansicht, mit deren Hilfe mehrere Kanäle gleichzeitig für die Protokollierung konfiguriert werden können. Die Kanalansicht ermöglicht die Konfiguration eines Datenloggers mit mehreren Kanälen, der schon nach wenigen Mausklicks mehrere unterschiedliche Arten von Messungen vornehmen kann.

Datenansicht

Die Datenansicht von LabVIEW SignalExpress ist das Hauptfenster für die Darstellung erfasster Daten und deren Analyse. Der Anwender kann der Datenansicht Graphen, Diagramme, Thermometer, Messwertanzeigen, Dehnungmessstreifen und LEDs hinzufügen. In der Datenansicht lässt sich die Anzeige erzeugen, während die Anwendung läuft, indem die Ergebnisse einzelner Schritte in die Datenansicht gezogen werden.

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 Abbildung 2: In LabVIEW SignalExpress können Datenprotokollierungsanwendungen ohne Programmieraufwand schnell konfiguriert werden.

Aufzeichnungsoptionen, Alarme und Ereignisse

Daten können auf Festplatte aufgezeichnet werden, indem die Schaltfläche „Aufzeichnen“ in LabVIEW SignalExpress angeklickt wird. Durch das Speichern von mehreren Datenaufzeichnungsprozessen lassen sich Daten später für die Offline-Analyse laden. Zusätzlich erlaubt die Registerkarte für die Aufzeichnungsoptionen dem Anwender, Alarme und Ereignisse zu spezifizieren. Sind Alarmbedingungen eingestellt, wird das LabVIEW-SignalExpress-Projekt den Anwender benachrichtigen, wenn Grenzwerte überschritten wurden, Tests fehlgeschlagen oder während eines Aufzeichnungszeitraums andere spezifische Ereignisse aufgetreten sind. Darüber hinaus kann durch die Einstellung von Digitalkanälen und analogen Pegeln auf bestimmte Ereignisse reagiert werden. Die Datenaufzeichnung kann mithilfe der Ansicht für historische Daten schnell durchgesehen werden, um Signale und Alarme zu finden, die während der Erfassung aufgetreten sind.

Signalverarbeitung und Datenanalyse

Viele einfache Datenlogger sind lediglich dazu in der Lage, ein einfaches Signal zu erfassen. LabVIEW SignalExpress ermöglicht die Durchführung grundlegender Datenanalysen zur Bestimmung von Maximal-, Minimal-, Durchschnitts- und Mittelwerten, zum Festlegen von Schwellwerten innerhalb der erfassten Daten und zur Anwendung von Tiefpass-, Hochpass- und anderen Filtern auf Signale, um Aliasing und Rauschen zu beseitigen. Die Daten können entweder bereits während der Erfassung analysiert werden oder nachdem sie auf Festplatte aufgezeichnet wurden.

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Abbildung 3: LabVIEW SignalExpress ermöglicht die anwenderseitige Anpassung der Benutzeroberfläche mit acht verschiedenen Anzeigeelementen.

Datenimport, -export und -Streaming

LabVIEW SignalExpress erleichtert viele gängige Aspekte bei der Datenprotokollierung, auch den Export von Daten. Der Export in gängige Windows-Anwendungen wie etwa Microsoft Excel gestaltet sich durch Rechtsklick auf die Daten in LabVIEW SignalExpress und Ziehen in Excel ganz einfach. LabVIEW SignalExpress formatiert die Daten automatisch und verwendet Spaltentitel. Außerdem wird das Streaming von erfassten Daten in das TDMS-Format (Technical Data Management Streaming) unterstützt. Das TDMS-Format ergänzt Massendaten um beschreibende Informationen, so dass gespeicherte Daten durch Name des Anwenders, Datum, Zeit und weitere Testparameter umfassend dokumentiert werden. TDMS-Dateien sind auch für die Datenrecherche optimiert. Prüfdaten können damit in einem Offline-Werkzeug für die Datensuche, z. B. NI DIAdem, schnell gesucht, gefunden, analysiert und dargestellt werden.

Projektdokumentation

Damit können anwenderdefinierte Berichte auf ähnliche Art und Weise wie eine einfache Textverarbeitungsanwendung erstellt werden. Durch die ergänzende Dokumentation innerhalb der LabVIEW-SignalExpress-Umgebung ergeben sich mehrere Vorteile. Dazu zählen beispielsweise die einfache Wartung, da die Dokumentation direkt an die Prüfdaten angekoppelt ist, Updates von Berichten, sobald neue Daten aufgezeichnet werden, sowie Live-Updates und -Ansicht von Daten in der Projektdokumentation. Die Graphen und Anzeigeelemente in der Dokumentation liefern während des Aufzeichnens oder des Abspielens von Daten im Playback-Modus Live-Updates.

NI LabVIEW SignalExpress LE

LabVIEW SignalExpress LE stellt kostenfrei ein Subset der Funktionalität der interaktiven Messumgebung LabVIEW SignalExpress zur Verfügung und ist im Lieferumfang aller NI-Datenerfassungsgeräte enthalten, die mit der Treiber- und Messsoftware NI-DAQmx kompatibel sind. Kunden, die bereits ein Gerät besitzen, das mit NI-DAQmx kompatibel ist, können LabVIEW SignalExpress LE kostenlos herunterladen.

Mit LabVIEW SignalExpress LE und der Treibersoftware NI-DAQmx können Daten erfasst, protokolliert, exportiert und in historischer Ansicht dargestellt werden. Jedoch bietet dieses Subset nicht die Analyse-, Alarm- oder Ereignisfunktionen, die eventuell für eine Datenprotokollierungsanwendung benötigt werden. Durch ein Upgrade auf LabVIEW SignalExpress steht die komplette Funktionalität der interaktiven Datenprotokollierungssoftware zur Verfügung. Tabelle 1 stellt einen umfassenden Vergleich zwischen LabVIEW SignalExpress LE und LabVIEW SignalExpress dar.

NI LabVIEW

Für die Erstellung einer anwenderdefinierten Datenprotokollierungsanwendung ist LabVIEW das ideale Werkzeug. Mit der grafischen Programmierung in LabVIEW profitiert der Anwender von LabVIEW SignalExpress und kann seine Datenprotokollierungs um folgendes erweitern:

• Erstellung anwenderdefinierter Benutzeroberflächen
• Umgang mit If-else- und What-if-Anweisungen
• Definition von Timing-, Trigger-, Ereignis- und Alarmbedingungen
• Anwendung von über 600 mathematischen, Signalverarbeitungs- und Analysefunktionen
• Speichern von Daten in anwenderdefinierten Dateiformaten und Datenbanken
• Austausch von Ergebnissen über das Internet
• Verteilen von Anwendungen als ausführbare Dateien (.exe)

Von Natur aus sind Werkzeuge, die keine Programmierung erfordern, in ihrer Funktionalität beschränkt. Werden jedoch LabVIEW SignalExpress und LabVIEW kombiniert, gibt es zahllose Optionen für die Erstellung von Datenprotokollierungsanwendungen. Der Übergang von LabVIEW SignalExpress auf LabVIEW wird durch die automatische Erzeugung von LabVIEW-Code von bestehenden LabVIEW-SignalExpress-Projekten erleichtert. Das heißt, eine Datenprotokollierungsanwendung kann mit LabVIEW SignalExpress gestartet werden und Projekte werden dann in LabVIEW portiert, um sie dort umfassend benutzerspezifisch anzupassen und mehr Flexibilität und Funktionalität zu erreichen.

Abbildung 4: LabVIEW-Express-VIs ermöglichen dem Anwender, einfach maßgeschneiderte Datenprotokollierungsapplikationen zu erstellen und von der anspruchsvollen Analyse und Funktionalität zu profitieren.

National Instruments hat auch das LabVIEW Datalogging and Supervisory Control (DSC) Module im Angebot, das zur interaktiven Entwicklung von Datenprotokollierungsanwendungen für Tausend Kanäle dient. Das Modul erweitert LabVIEW-Anwendungen um die Möglichkeit des Speicherns von Daten in eine vernetzte historische Datenbank, das Verfolgen von Trends in Echtzeit- und in historischen Daten, das Konfigurieren von Alarmen und Ereignissen, die Einstellung von Sicherheitsfunktionen für Anwendungen und die einfache Vernetzung von OPC-Geräten und LabVIEW-Real-Time-Zielgeräten in ein einziges System.

Vergleichstabelle

Funktion	LabVIEW SignalExpress LE	LabVIEW SignalExpress	LabVIEW
Unterstützung von NI-DAQmx-Treibern	•	•	•
Sofort einsatzbereite Beispielprojekte	•	•	•
LabVIEW-Codeerzeugung für Projekte	•	•	•
Kanalansicht zur Konfigurierung mehrerer Kanäle gleichzeitig	•	•	•
Simultane Datenerfassung von mehreren Geräten	•	•	•
Anzeige historischer Daten zur Ansicht aller erfassten Daten	•	•	•
Export/Speichern erfasster Daten	•	•	•
Import/Laden erfasster Datensets		•	•
Wartung mehrerer Protokolldateien		•	•
Anspruchsvolle Operationen (Sweeping, bedingte Wiederholungen)		•	•
Dokumentationsansicht für Live-Berichterstellung und -Dokumentation		•	•
Mathematische Analyse (Signalverlaufs- und Skalaroperationen)		•	•
Zeit- und Frequenzbereichsanalyse		•	•
Signalverarbeitung und Analyse		•	•
Alarme und andere Ereignisse		•	•
Operationen basierend auf Ereignissen und Alarmen		•	•
Digitale Aufzeichnung von Signalen			•
Anspruchsvolle Analyse mit über 500 Funktionen			•
Umfangreiche mathematische Analysefunktionen			•
Anspruchsvolle Signalverarbeitung und -analyse			•
Plattformübergreifende Kompatibilität			•
Anpassbare Anwendungslogik			•
Anpassbare Benutzeroberfläche			•
Erstellung und Verteilung von .EXE-Dateien			•
Netzwerkkommunikation			•
Programmiersprache			•

Tabelle 1: Vergleich der drei Kategorien von NI-Datenprotokollierungssoftware

National Instruments hat drei Kategorien von Datenprotokollierungssoftware im Angebot. Jede davon ist an bestimmte Anforderungen angepasst. Aufgrund der einfachen Konfiguration und der anwenderseitig definierbaren Datendarstellung ist LabVIEW SignalExpress die erste Wahl für die interaktive Aufzeichnung von Daten. LabVIEW SignalExpress LE ist eine kostenfreie Alternative für die einfache Datenerfassung und -darstellung. Um die Möglichkeiten der nicht programmierbaren Umgebung von LabVIEW SignalExpress zu erweitern, kann die grafische Entwicklungsumgebung LabVIEW hinzugezogen werden, so dass der Anwender komplette Kontrolle über die Funktionalität und alle anderen Aspekte seiner Applikation erhält.

Weitere Informationen über die drei Kategorien von NI-Datenprotokollierungssoftware erhalten Sie von Ihrer NI-Niederlassung. Alle drei Kategorien können auch kostenlos online getestet werden.