Häufig gestellte Fragen zu Compact FieldPoint

Was ist Compact FieldPoint?

Compact FieldPoint von National Instruments ist ein benutzerfreundliches und extrem ausbaufähiges industrielles Mess- und Steuersystem, das aus robusten, zuverlässigen I/O-Modulen und intelligenten Kommunikationsschnittstellen besteht. Laden Sie Ihre LabVIEW-Anwendung auf den Embedded-Compact-FieldPoint-Controller herunter und sorgen Sie somit für eine zuverlässige Ausführung im Stand-alone-Betrieb. Sensoren lassen sich direkt an hochgenaue Analog-I/O- und diskrete I/O-Module anschließen. Von Sensoren erfasste Rohdaten werden von den I/O-Modulen von Compact FieldPoint gefiltert, kalibriert und auf physikalische Einheiten skaliert. Ebenso verfügen die Module über eine Funktion zur Selbstdiagnose, die Probleme wie etwa offene Thermoelementschaltkreise aufspürt. Die Netzwerkschnittstellen von Compact FieldPoint ermöglichen die automatische Veröffentlichung von Messdaten über ein Ethernet-Netzwerk. Unabhängig davon, wo sich die I/O-Punkte befinden, auf die zugegriffen werden soll, erfolgt der Lese-/Schreibzugriff aufgrund einer einheitlichen Softwarearchitektur immer auf dieselbe einfache Art und Weise. Zudem kann aufgrund der großen Auswahl an verfügbaren I/O-Modulen fast jeder Sensortyp an das System angeschlossen werden. Zu den gängigsten Sensortypen zählen Thermoelememte, Widerstandstemperaturmesser, Dehnungsmessstreifen sowie eine Reihe von Sensoren zur Ausgabe von Signalen im Bereich von 4-20 mA oder der Erfassung digitaler Signale im Bereich von 5-30 VDC oder 0-250 VAC.

Wie wähle ich am besten die geeigneten Komponenten für mein robustes, intelligentes I/O-System Compact FieldPoint aus?

Jedes Compact-FieldPoint-System besteht aus den folgenden Komponenten: Controller-Schnittstelle, I/O-Module, Backplane und Anschlussblöcke. Unser englischsprachiger Online-Assistent zeigt Ihnen, wie Sie in  drei einfachen SchrittenIhr Compact-FieldPoint-System erstellen.

Was sind die Gemeinsamkeiten bzw. Unterschiede zwischen dem modularen verteilten I/O-System FieldPoint und dem robusten intelligenten I/O-System Compact FieldPoint?

Gemeinsamkeiten:

• Konfiguration mittels FieldPoint Explorer
• Funktionspaletten für die Programmierung in LabVIEW bzw. LabWindows/CVI (ANSI C)
• Embedded LabVIEW Real-Time sowohl auf den Controllern der Serie cFP-20xx als auch auf denen der Serie FP-20xx
• Dieselben Hardwarefunktionalitäten (Austauschbarkeit der I/O-Module während des laufenden Betriebs, automatisches Skalieren auf physikalische Einheiten, Selbstdiagnose usw.)

Ausschließlich auf das modulare verteilte I/O-System FieldPoint zutreffende Eigenschaften:

• Zusätzlich zu den Netzwerkschnittstellenmodulen für Ethernet, CAN, FOUNDATION Fieldbus und den seriellen Netzwerkschnittstellenmodulen bietet FieldPoint auch intelligente Controllermodule der Serie FP-2000.
• FieldPoint bietet modulare Anschlussblöcke statt einer stabilen Backplane mit einer nicht variablen Anzahl an I/O-Steckplätzen wie es bei Compact FieldPoint der Fall ist
• 2-Kanal-Module

Ausschließlich auf das robuste intelligente I/O-System Compact FieldPoint zutreffende Eigenschaften:

• Stabile Metallbackplane mit vier bzw. acht Steckplätzen für I/O-Module
• Anschlussmöglichkeiten über 37-Pin-DSUB-Stecker
• Mehrere serielle Schnittstellen, u. a. RS-485-Schnittstelle
• Hohe Unempfindlichkeit gegen Rauschen in Industrieumgebungen
• Geringere Vibrations- und Stoßempfindlichkeit
•  Austauschbare CompactFlash-Speichermodule

Wie kann ich mit Compact FieldPoint Daten erfassen und Prozesse steuern?

Compact FieldPoint ist äußerst einfach zu bedienen und erlaubt den schnellen Einstieg in die Prozesssteuerung und Datenerfassung. Der Einstieg selbst erfolgt in zwei einfachen Schritten: 1. Konfiguration der I/Os mithilfe des FieldPoint Explorer und 2. Erfassen bzw. Ausgeben von I/O-Signalen. Bei der Konfiguration lassen sich die Maßeinheiten auswählen, wie etwa „-270 °C bis 1770 °C“ für einen Thermoelementeingangskanal. Im FieldPoint Explorer können die skalierten Messdaten erfasst oder ausgegeben werden. Zudem lassen sich auch sämtliche LabVIEW-Bedien- und -Anzeigeelemente einfach mittels eines Klicks mit der rechten Maustaste, unter Auswahl der Menüpunkte Datenoperationen > DataSocket-Verbindung... und Suchen des jeweiligen Kanals mit einem Ein- oder Ausgangskanal verbinden. Die Funktionen FP Read und FP Write in LabVIEW, die sich auf der FieldPoint-Palette befinden, eignen sich insbesondere für leistungsstarke und Embedded-Anwendungen. Kostenloser FieldPoint Explorer

Wie kann ich mit Compact FieldPoint Daten erfassen?

Die Compact-FieldPoint-Anschlussblöcke bieten Schraubanschlüsse, die für eine unkomplizierte Anbindung ohne externe Kabel oder Anschlussblöcke sorgen. Ist die Compact-FieldPoint-Bank erst einmal mittels der benutzerfreundlichen Oberfläche im FieldPoint Explorer konfiguriert, so kommuniziert sie automatisch mit jedem im Netzwerk befindlichen Überwachungsrechner, auf dem der FieldPoint Explorer ebenfalls ausgeführt wird. In LabVIEW lässt sich jedes LabVIEW-Bedien- oder -Anzeigelement mittels einiger weniger Mausklicks an einen FieldPoint-I/O-Kanal anschließen. In unserem Beispiel wird gezeigt, wie ein LabVIEW-Kurvendiagramm mit dem Eingangskanal 0 eines Thermoelements verbunden wird.

Wie kann ich meine LabVIEW-Anwendung in Compact FieldPoint einbetten und so für eine zuverlässige Ausführung im Stand-alone-Betrieb auf dem Echtzeit-Controller sorgen?

Dank der engen Integration der Softwareumgebung LabVIEW mit den Echtzeitzielgeräten wie Compact FieldPoint wird die Erstellung einer Steuer- und Regelanwendung erheblich vereinfacht und die dafür benötigte Entwicklungszeit wesentlich verkürzt. Mit dem bereits als Industriestandard etablierten LabVIEW können die Vorzüge der grafischen Programmierung zur zügigen Implementierung eines Steuer- und Regelsystems genutzt und eine umfangreiche Palette von Open-Source-Funktionen und -Werkzeugen einsetzt werden. Hierzu entwickeln Sie zuerst die Anwendung mittels grafischer Programmierblöcke auf Ihrem Windows-Host-Rechner. Anschließend laden Sie die Applikation auf einen Embedded-Controller wie z. B. den Compact FieldPoint cFP-2020 herunter. Und schon verfügen Sie über eine Applikation, die über eine lange Zeit hinweg zuverlässig läuft – egal ob mit oder ohne Netzwerkverbindung. Wird die Embedded-Anwendung ausgeführt, so kann jederzeit mittels eines Web-Browsers auf sie zugegriffen werden, indem man sich in den eingebetteten Web-Server des Echtzeit-PXI- oder Echtzeit-FieldPoint-Controllers einloggt. Online-Tutorium zur PID-Regelung

Wie kann ich mit Compact FieldPoint Daten protokollieren?

Die Protokollierung von Daten gestaltet sich mit Compact FieldPoint und dem LabVIEW Datalogging and Supervisory Control Module äußerst einfach. Zuerst muss dazu in LabVIEW Tools > Datalogging & Supervisory Control > Configure Tags ausgewählt werden. Wählen Sie anschließend die Tag-Namen aus, die Sie in der Datenbank protokollieren möchten. Zu diesen Tags zählen u. a. Compact-FieldPoint-Kanäle sowie Geräte von Drittanbietern wie SPSen oder andere Industriegeräte. Wählen Sie anschließend Tools > Datalogging & Supervisory Control > Monitor Tags aus. Detaillierte (engl.) Informationen zur Protokollierung von Daten finden Sie hier.

Wie erstelle ich eine Benutzeroberfläche für eine Embedded-LabVIEW-Anwendung, die als Netzwerk-Panel ausgeführt werden kann?

Solange die Echtzeitanwendung ausgeführt wird, kann sie von jedem autorisierten Rechner im Netzwerk aus mittels eines Web-Browsers und Netzwerk-Panels eingesehen und gesteuert werden. Die Erstellung einer Benutzeroberfläche für die LabVIEW-Anwendung, die als Netzwerk-Panel ausgeführt werden kann, erfordert nur einige wenige Mausklicks. Online-Tutorium zur PID-Regelung

Kann ich Compact FieldPoint an einen Überwachungs-Host-Rechner anschließen bzw. mit einem SCADA-Softwarepaket verknüpfen?

Ja, Compact FieldPoint sendet automatisch seine I/O-Daten an einen OPC-Server, der sich auf dem Host-Rechner befindet, welcher für die Konfiguration der I/O-Bank eingesetzt wird. Dieser Server ist im Lieferumfang von Compact FieldPoint enthalten und in die Konfigurationssoftware FieldPoint Explorer integriert. Die meisten SCADA-Softwarepakete für Windows unterstützen OPC und die Mehrheit der Hersteller von Industrie-I/O-Hardware bieten OPC-Server für ihre Hardware an. Dadurch kann Compact FieldPoint sehr leicht in eine Vielzahl von Industrie-I/O-Hardwareprodukten wie SPSen und andere Industriegeräte integriert werden. Dabei lässt es sich mit SCADA-Paketen von Drittanbietern oder auch dem LabVIEW Datalogging and Supervisory Control Module (DSC) von National Instruments kombinieren. Das LabVIEW DSC Module stellt dem Anwender Werkzeuge für die Verwaltung von Daten, die automatische Datenprotokollierung, die Protokollierung von Alarmen und Ereignissen, Echtzeit- und historische Aufzeichnung von Daten, das Arbeiten im Netzwerk und die Verwaltung von Zugriffsrechten zur Verfügung. All diese Werkzeuge ermöglichen die rasche Entwicklung verteilter Überwachungsanwendungen.

Welche Vorteile ergeben sich durch den Einsatz von LabVIEW bei der Entwicklung meiner Mess- oder Automatisierungsanwendung?

Mit LabVIEW können Sie Ihre Applikation auf einem über ein Netzwerk mit der FieldPoint-Hardware verbundenen Host-Rechner ausführen oder mittels nur weniger Mausklicks die Anwendung auf den Echtzeit-Industrierechner herunterladen und dort einbetten. Egal, ob es nun auf dem Host-Computer ausgeführt oder auf einem Controller der Serie cFP-20xx eingebettet wird – LabVIEW liefert stets dieselben mächtigen Funktionen und stellt eine äußerst eng integrierte Umgebung für die Entwicklung von Systemen zur Regelung von Analogsignalen, Signalverarbeitungsanwendungen, Applikationen für die Embedded-Datenprotokollierung und vieler anderer Anwendungen zur Verfügung. LabVIEW ist eine leistungsfähige Programmiersprache, die sehr einfach benutzerspezifisch anpassbar ist und so auf unkomplizierte Art und Weise auf die Anforderungen des Anwenders abgestimmt werden kann. Diese Benutzerfreundlichkeit weist LabVIEW in jeder Situation auf – sei es bei der Entwicklung einfacher wie bei der Erstellung hochkomplexer Applikationen. So kann der Anwender sich auf seine eigentliche Aufgabe konzentrieren und muss sich nicht erst in die Feinheiten einer komplizierten Programmiersprache einarbeiten. Zudem erlaubt es LabVIEW, gleichzeitig die Benutzeroberfläche und den auf einem Blockdiagramm basierenden Code zu erstellen. Ferner bietet LabVIEW eine einheitliche Softwareumgebung für die Echtzeitsteuerung und -regelung (LabVIEW Real-Time), eine netzwerk- und computergestützte Steuerung (LabVIEW für Windows) sowie ein SCADA-Paket (LabVIEW Datalogging and Supervisory Control Module). Diese Add-ons sind alle in der NI Developer Suite enthalten.

Die Funktionen zur PID-Regelung sowie zur Echtzeit-Einzelwertverarbeitung in LabVIEW sind modulare „Bausteine“, die zur Implementierung des Regelsystems genutzt werden können und für unvergleichlich hohe Flexibilität sorgen. Beide Paletten liefern Open-Source-LabVIEW-Code, der komplett einsehbar und benutzerspezifisch anpassbar ist. Kunden wie etwa Shell haben bereits die Erfahrung gemacht, dass diese Leistungsstärke und Flexibilität von LabVIEW ausschlaggebend für das Gelingen eines Projekts sind, das benutzerspezifisch modifizierbare Regelalgorithmen erfordert.

Muss ich eine neue Version des FieldPoint Explorer installieren, um Compact FieldPoint nutzen zu können?

Ja, Sie benötigen Version 3.0.2 oder höher. Der FieldPoint Explorer 3.0.2 bietet außerdem:

• Eine optimierte LabVIEW-6.1-Palette für FieldPoint-Systeme mit Embedded-LabVIEW-Real-Time. Diese neuen LabVIEW-Funktionen sind schneller in der Ausführung, nutzen den Speicherplatz effektiver und verbrauchen weniger Festplattenspeicher.
• Verbesserte Methoden der Benennung von Kanälen

Welche Installations-, Montage- und Verkabelungsmöglichkeiten stehen mir mit Compact FieldPoint zur Verfügung?

Compact FieldPoint bietet eine ganze Reihe von Installations- und Montagemöglichkeiten, u. a. auch die DIN-Schienenmontage für die Befestigung an Wänden sowie die Montage in Panels oder 19-Zoll-Racks. Zudem bietet National Instruments dem NEMA-Standard entsprechende Gehäuse. Detaillierte Informationen hierzu können Sie unserer englischsprachigen Website, Rubrik Products and Services entnehmen.

Durch die Möglichkeit, Industriestandard-37-Pin-DSUB-Stecker zu nutzen, bieten sich dem Anwender von Compact FieldPoint mehrere Anschlussoptionen. Zum einen kann ein Anschlussblock eingesetzt werden, der sich direkt an die Compact-FieldPoint-Bank installieren lässt. Hier stehen entweder der Universalanschlussblock cfP-CB-1 oder der isotherme cFP-CB-3 zur Auswahl. Möchten Sie Signale höherer Spannung (UL-Kategorie II) an Ihr System anbinden, so sollten Sie den cFP-CB-1 verwenden. Die integrierten Anschlussblöcke dieser beiden Typen weisen Schraubklemmenanschlüsse, eine Zugentlastungsschiene, Führungsschlitze für Kabelbinder sowie einen Kaltstellenkompensations-Sensor für Thermoelementmessungen auf. Zwar eignet sich auch der cFP-CB-1 für Thermoelementmessungen, jedoch ist der Anschlussblock cFP-CB-3 speziell für isotherme Messungen konzipiert und sorgt hier somit für höchste Genauigkeit.

Zum anderen kann ein externer Anschlussblock eingesetzt werden, der mithilfe eines bis zu 2 m langen Kabels an die auf einer DIN-Schiene befindliche Compact-FieldPoint-Bank angeschlossen wird. Hierfür lässt sich das SH-37M-37F einsetzen – ein 37-Pin-Adapterkabel, das in einer Länge von 1 m oder 2 m erhältlich ist. National Instruments bietet Anschlussblöcke sowohl für die horizontale (CB-37FH) als auch die vertikale (CB-37FV) DIN-Schienen-Montage.

Als dritte Option steht dem Anwender die Möglichkeit zur Verfügung, einen 37-Pin-Anschlussblock eines Drittanbieters zu nutzen oder selbst ein Kabel zu erstellen, mit dem Compact FieldPoint direkt an das Peripheriegerät, einen externen Sensor oder Aktor angeschlossen werden kann. Sie können auch Ihre eigenen Kabel erstellen, um I/O-Module von Compact FieldPoint an externe Geräte, Sensoren und Aktoren anzubinden. Das Benutzerhandbuch jedes I/O-Moduls enthält eine Tabelle, die aufzeigt, welcher Pin mit welchem I/O-Signal belegt ist. Außerdem bietet National Instruments ein 4 m langes Kabel mit einem 37-Pin-Anschluss an einem und verschiedenfarbigen Anschlusslitzen am anderen Ende. Detaillierte Informationen erhalten Sie im englischsprachigen Handbuch Compact FieldPoint Accessories Operating Instructions. Unterstützt der RS-485-Anschluss auf dem Controller cFP-2020 den 2-Draht- bzw. den 4-Drahtmodus?

Der RS-485-Anschluss am Controller cFP-2020 unterstützt nur den 4-Draht-, jedoch nicht den 2-Drahtmodus. Kann der austauschbare CompactFlash-Speicher des cFP-2020 während des laufenden Betriebs entfernt werden?

Nein. Wurde der CompactFlash-Speicher ausgetauscht, muss der Controller neu gestartet werden.

Kann ich Compact FieldPoint auch in einem industriellen Automatisierungssystem einsetzen, in dem SPSen verwendet werden?

Ja, mit Compact FieldPoint ist es äußerst einfach, Systemen mit SPSen auch leistungsstarke Steuer-, Mess-, Datenprotokollierungs- und Signalverarbeitungsfunktionen zuzuweisen. Das LabVIEW Datalogging and Supervisory Control Module enthält OPC-Server für mehr als 100 verschiedene Industriegerätetypen, so dass sich ein hybrides System mit vielen verschiedenen Geräten und Kommunikationsprotokollen ohne größere Schwierigkeiten erstellen lässt.