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8-2022

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Fachzeitschrift für Industrielle Automation, Mess-, Steuer- und Regeltechnik

Messtechnik EtherCAT DAQ

Messtechnik EtherCAT DAQ System für Test- und Prüfsysteme Mit den aktuellen Produkten der Q.serie XE und der EtherCAT Slave Schnittstelle von Gantner Instruments bietet AMC als Vertriebs- und Systemintegrator eine weitere Möglichkeit, die Messdaten von Test- und Prüfsystemen in alle branchenüblichen EtherCAT-Master wie TwinCat, Koenig KPA und Acontis zu integrieren. EtherCAT wurde mit Blick auf die industrielle Automatisierung entwickelt. Daher kann es eine Herausforderung sein, EtherCAT-fähige, hochpräzise Datenerfassungsgeräte zu finden, die ein breites Spektrum an Sensoren abdecken. Moderne Hersteller von Datenerfassungssystemen wie Gantner Instruments bieten eine breite Palette von Messmodulen mit direkter EtherCAT-Schnittstelle an. Die Art der Sensoren, die man in einem EtherCAT-basierten Datenerfassungssystem verwenden kann, ist unbegrenzt: Thermoelement, Pt100, LVDT, Dehnungsmessstreifen, IEPE/ICP, piezoelektrische Ladung, Hochspannungsmessung bis zu 1200 VDC und sogar Faser- Bragg-Gitter-Sensoren. Es stehen zwei flexible Systemstrukturen für die Verwendung der Q.Serie X zur Verfügung. Zum einem der Q.station XT EC Controller mit dem EtherCAT-Interface und zum anderen der Q.Series XE BC Buskoppler. Eigenschaften Variante 1: Variante 1: Q.station XT EC Controller mit den I/O Modulen der Q.Serie X (links), Q.station XT EC (rechts) • sehr hohe Datenrate bis zu 100 kHz pro Kanal: 16 Kanäle (4 Kanäle pro UART) mit 100 kHz, 128 Kanäle mit 10 kHz • 64 Module anschließbar • Ethernet-Schnittstelle zur Konfiguration und zur Datenausgabe: 1Gig-E, TCP/IP, UDP, bis zu 16 MB/s Modbus TCP/IP, ASCII, High Speed Port Web Server, Web Client und E-Mail • Synchronisation und Zeitstempel der Messwerten: IRIG 2 basiertes Master-Slave Prinzip auf RS485 Standard System Synchronisation ±1 µs anwendbar AMC - Analytik & Messtechnik GmbH Chemnitz info@amc-systeme.de www.amc-systeme.de Variante 2: Q.bloxx XE BC Buskoppler mit den I/O Modulen der Q.Serie X (links), Q.bloxx XE BC (rechts) 18 PC & Industrie 8/2022

Messtechnik Motorstromanalyse als stationäre Condition Monitoring Lösung Avibia präsentiert das neue eMCM Gerät des Experten für Motorstromanalyse Artesis. eMCM ist für kritische rotierende Wechselstrommotore und Generatoren fester und variabler Drehzahl ausgelegt. eMCM ist ein leistungsstarkes Online-Werkzeug zur Zustandsüberwachung, vorausschauenden Instandhaltung und Leistungsmessung. Dank der permanenten Überwachung und modellbasierten Spannungs- und Stromanalyse in Echtzeit, kann eMCM elektrische, mechanische sowie prozessbedingte Fehler wie Lagerschäden, Fehlausrichtung, Anstreifen und viele weitere Schadenssymptome erkennen. Die Installation erfordert lediglich eine dreiphasige Spannungs- und Strommessung über kostengünstige Stromwandler. Üblicherweise wird das eMCM Gerät im Schaltschrank über den die Speisung des Motor erfolgt eingebaut. Automatischer Selbstlernprozess Nach dem Einschalten beginnt ein automatischer Selbstlernprozess, durch den der „normale Betriebszustand“ des überwachten Motors trainiert wird. Hochentwickelte Analysetechniken stellen sicher, dass bei diesem Training Variablen wie Geschwindigkeit und Last berücksichtigt werden und dass bereits vorhandene Fehler nicht zu Trainingsfehlern führen. Der patentierte Lern algorithmus von eMCM ermöglicht eine umfassende Fehlererkennung Monate im Voraus eines anbahnenden Schadens. Ein eMCM System besteht aus einem externen Display zur Montage in der Schaltschranktür und einem Hutschienenanalysegerät. Das externe Display wird mit dem Analysegerät verbunden. Wichtige Analysewerte stehen am Analyse gerät auch über Modbus TCP Schnittstelle zur Verfügung. Dieser modellbasierte Ansatz funktioniert nach dem Prinzip, dass der von einem Elektromotor aufgenommene Strom nicht nur durch die angelegte Spannung, sondern auch durch das Verhalten sowohl des Motors als auch des angetriebenen Geräts beeinflusst wird. Dadurch werden die Verzerrungen der Stromverläufe identifiziert, die nicht durch Verfälschungen des Spannungsverlaufs verursacht wurden und daher durch das Verhalten des Systems aus Motor und angetriebenen Ge räten verursacht worden sein müssen. Die Frequenz dieser Verfälschungen gibt die Art der Ursache an, und das Ausmaß der Verfälschungen gibt den Schweregrad der Ursache an. • AVIBIA GmbH info@avibia.de www.avibia.de • Datenspeicher dyn. 500 MByte, stat. 4 GByte: erweiterbar über USB (bis zu 1.000.000 Messungen/s) und SD Karte • 6 Digitale Eingänge: Encodereingang für schnelle winkelsynchrone Messung, Frequenz- und PWM- Messung, Zähler, Statussignale • PAC Funktionalität mit extensiver Bibliothek: schnelle PID-Regler, Ablaufsteuerung, Datenlogger, Übertragungsfunktion. Mathematik, Bool. Verknüpfungen, Funktionsgeneratoren System für anspruchsvolle Messungen Mit Hilfe des leistungsstarken Edge-Controllers der Q.station X Reihe zur Datenerfassung, Speicherung und Datenübertragung lassen sich mit der genauen Synchronisation von Messdaten, einer redundanten Hochgeschwindigkeitsdatenerfassung und einer parallelen Kommunikation über TCP/IP und EtherCAT an übergeordnete Anwendungen, Steuerungen und Dienste realisieren. Dieses System ist für anspruchsvolle Messungen in der industriellen und der experimentellen Test- und Prüftechnik und zum High Performence Monitoring von Langzeitmessungen konzipiert. Unter Nutzung der moderne Datenerfassungssoftware-Umgebung GI.bench lassen sich die Systeme zur Datenerfassung, Datenübertragung und Datenspeicherung einrichten und visualisieren. Eigenschaften Variante 2: • Buskoppler für den Anschluss der Module Q.bloxx EC: Umsetzen der durch EtherCAT definierten LVDS (Low Voltage Differential Signal) auf Standard Ethernet • Anschluss von bis zu 10 Messund I/O-Modulen: Versorgung und Buskopplung von bis zu 10 Modulen (bis zu 80 Messkanäle) über die rückwärtigen industrietauglichen Steckverbinder • EtherCAT IN/OUT 2x RJ45 Buchse • USB-Schnittstelle zur Konfiguration: Micro-USB zur Konfiguration der Q.bloxx EC Mess- und I/O-Module mittels der Konfigurationssoftware ICP-100 • Versorgung der Module 10 VDC bis 30 VDC • Stecker M12 für die Versorgung des Buskopplers und der max. 10 angeschlossenen Mess- und I/O-Module Mit den I/O-Modulen der Q.Serie X stehen alle üblichen analogen und digitalen Ein- und Ausgänge zur Verfügung, die an den Buskoppler angeschlossen werden. Elektrisch nutzen die DAQ-I/O-Module in der XE-Variante die LVDS-Schnittstelle, die vom Buskoppler umgesetzt wird und mit dem bis zu zehn der Module angesprochen werden können. Der Buskoppler hat eine USB-Schnittstelle, die zur Konfiguration des Systems mittels der ICP-100 Software genutzt wird. ◄ PC & Industrie 8/2022 19

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