Fragen und Antworten zur modularen Messtechnik

Was versteht man unter modularer Messtechnik?

Modulare Messtechnik bezieht sich auf ein Konzept, bei dem Messinstrumente und -systeme aus verschiedenen einzelnen Modulen oder Komponenten bestehen, die flexibel kombiniert werden können, um spezifische Messanforderungen zu erfüllen. Diese Module können Signalverarbeitungseinheiten, Datenlogger, Schnittstellen, Steuerungseinheiten, Software und andere Bausteine umfassen.

Der modulare Ansatz hat mehrere Vorteile. Er bietet eine hohe Flexibilität bei der Zusammenstellung von Messsystemen, da Benutzer die benötigten Module je nach den Anforderungen ihrer Anwendung auswählen können. Außerdem ermöglicht er eine einfache Skalierbarkeit, da zusätzliche Module hinzugefügt oder entfernt werden können, um die Leistungsfähigkeit des Systems anzupassen oder auf neue Anforderungen zu reagieren. Darüber hinaus erleichtert die modulare Bauweise Wartung und Upgrades, da defekte oder veraltete Module leicht ausgetauscht werden können, sodass nicht das gesamte System ersetzt werden muss.

Die Software spielt ebenfalls eine entscheidende Rolle in modularen Messtechniksystemen. Sie umfasst typischerweise Softwaremodule wie Treiber, APIs (Application Programming Interfaces) und Entwicklungsumgebungen wie LabVIEW, die die Konfiguration, Steuerung und Datenerfassung der Hardwaremodule ermöglichen. Dadurch ist eine nahtlose Integration von Hardware und Treibern möglich und es stehen Funktionen zur Analyse, Synchronisierung, Visualisierung und Verarbeitung von Messdaten zur Verfügung.

Modulare Messtechnik findet in verschiedenen Bereichen Anwendung, darunter industrielle Automatisierung, Forschung und Entwicklung, Qualitätssicherung und Umweltüberwachung. Sie ist eine maßgeschneiderte Lösung für eine Vielzahl von Messanwendungen und trägt dazu bei, Effizienz und Genauigkeit zu verbessern.

Was sind die Vorteile modularer Messtechnik?

Der modulare Ansatz bietet mehrere Vorteile. Ein wesentlicher Faktor ist die hohe Flexibilität. Benutzer können, indem sie verschiedene Module kombinieren oder austauschen, die Messkonfiguration an geänderte Anwendungsanforderungen oder an neue Technologien anpassen. Darüber hinaus sind modulare Systeme skalierbar, denn sie lassen sich ganz nach Bedarf erweitern oder verkleinern, indem man Module hinzufügt oder entfernt. Außerdem sind modulare Lösungen kosteneffizient, da man nur die benötigten Module erwerben kann, anstatt separate Messgeräte für jede Messaufgabe zu kaufen und sich diese auch teamübergreifend nutzen lassen.

Welche Module umfasst die modulare Messtechnik?

Die modulare Messtechnik umfasst eine breite Palette von Modulen, die individuell oder in Kombination eingesetzt werden können, um den Anforderungen verschiedener Messanwendungen gerecht zu werden. Hier sind einige typische Module, die in Systemen von NI (National Instruments) verwendet werden:

Messmodule: Sie erfassen und verarbeiten analoge und digitale Signale von Sensoren und anderen Quellen. Sie bieten eine Vielzahl von Eingangs- und Ausgangskanälen für verschiedene Messungen.
Signalverarbeitungsmodule: Diese Module bieten Funktionen zur Analyse und Verarbeitung von Signalen, einschließlich Filterung, FFT (Fast Fourier Transformation) und anderer Signalverarbeitungsalgorithmen.
Schnittstellenmodule: Sie ermöglichen die Kommunikation zwischen dem Messsystem und anderen Geräten oder Computern über verschiedene Schnittstellen wie USB, Ethernet oder PCIe.
Steuerungs- und Automatisierungsmodule: Diese Module erlauben die Steuerung von Aktuatoren und anderen Geräten basierend auf den gemessenen Daten. Sie bieten auch Funktionen zur Automatisierung von Test- und Messvorgängen.
Softwaremodule: NI bietet eine Vielzahl von Softwaremodulen, einschließlich Treibern, APIs (Application Programming Interfaces) und Entwicklungsumgebungen wie LabVIEW, um die Integration und Programmierung von NI-Hardware zu erleichtern.

Darüber hinaus umfasst das NI-Ökosystem zahlreiche weitere Module und Zubehörteile für spezifische Anwendungen und Branchen.

Was zeichnet modulare Messtechnik von NI (National Instruments) aus?

Die Produkte und Lösungen von NI (National Instruments) definieren einen neuen Standard für Testautomation und benutzerdefinierte Messsysteme. Durch die individuellen Anpassungsmöglichkeiten bieten sie Vorteile bei zahlreichen Tests, die täglich in Produktion, Forschung und Entwicklung anfallen. Die wichtigsten Vorteile sind:

Flexibilität: NI-Module ermöglichen es, Messsysteme nach Bedarf anzupassen und zu erweitern, um den sich ändernden Anforderungen gerecht zu werden.
Integration: Die Produkte von NI sind in führende Entwicklungsplattformen wie LabVIEW integriert, was die Entwicklung von Mess- und Automatisierungssystemen erleichtert. Dies ermöglicht eine nahtlose Integration von Hardware und Software, wodurch Entwicklungszeiten verkürzt und Effizienz gesteigert werden.
Modularität: Durch die modulare Bauweise können Benutzer spezifische Funktionen hinzufügen oder entfernen, ohne das gesamte System austauschen zu müssen. Dies spart Zeit und Geld bei der Wartung und Aktualisierung von Messsystemen.
Zuverlässigkeit: NI-Produkte werden aus hochwertigen Materialien hergestellt und unter strengen Qualitätsstandards hergestellt, was eine zuverlässige und genaue Leistung sichert. Dies ist besonders wichtig in anspruchsvollen Umgebungen, in denen präzise Messungen erforderlich sind.
Unterstützung: NI (National Instruments) bietet umfassenden technischen Support und Schulungen für Benutzer seiner Produkte, um sicherzustellen, dass sie das Beste aus ihrer Messtechnik herausholen können. dataTec, als exklusiver Trainingspartner in Deutschland, bietet Online-Seminare und Praxis-Schulungen für Einsteiger und Profis rund um das NI Portfolio auf Englisch oder Deutsch an. Hier können Interessierte ihr Wissen vertiefen und sich zu Anwendungen und Problemlösungen fachlich austauschen. Informationen zum NI-Schulungsangebot.

Wo kommen PXI-Systeme zum Einsatz?

MPXI-Systeme vereinen Hochleistung mit kosteneffizienter Kanaldichte und eignen sich besonders für Bereiche wie Validierungsprozesse, automatisierte Produktionsprüfung, Luft- und Raumfahrt, Automobilentwicklung, Embedded-Systeme und Maschinenüberwachung. PXI-Systeme sind seit 1998 am Markt verfügbar und haben sich zum offenen Industriestandard entwickelt, der Interoperabilität gewährleistet und sicherstellt, dass die hohen Anforderungen an die Mechanik, Elektronik und Software der PXI-Architektur erfüllt sind.

Was ist der Unterschied zwischen PXI und PXIe?

PXI (PCI eXtensions for Instrumentation) und PXIe (PXI Express) sind zwei der wichtigsten und am weitesten verbreiteten Standards in der modernen Messtechnik, die von NI (National Instruments) entwickelt wurden und inzwischen frei zugänglich und herstellerunabhängig sind. Die Hauptunterschiede zwischen den beiden Systemen liegen in der Übertragungsgeschwindigkeit und der Bandbreite. PXIe bietet eine schnellere Datentransferrate und eine höhere Bandbreite im Vergleich zu PXI, was zu verbesserten Leistungsmerkmalen wie höherer Kanalanzahl, schnellerer Signalverarbeitung und größerer Flexibilität führt. PXIe nutzt PCIe (PCI Express) als Kommunikationsprotokoll, während PXI auf PCI basiert. PXIe ermöglicht auch die Integration von Hybrid-Systemen, die PXI- und PXIe-Module kombinieren können.

Was sind PXI-Controller?

Bei PXI-Controllern handelt es sich entweder um Embedded- oder um Remote-Controller. Embedded-Controller enthalten alles, was man zum Ausführen eines PXI-Systems ohne einen externen PC benötigt. Mit Hilfe von Remote-Controllern lässt sich ein PXI-System über Desktops, Laptops oder Serverrechner steuern. PXI-Controller verfügen über Standardfunktionen wie integrierte CPU, Festplatte, RAM, Ethernet, Video, Tastatur, Maus, USB- und serielle Schnittstellen sowie zusätzliche I/O für Peripheriegeräte. PXI-Controller verfügen nicht nur über eine hohe CPU-Leistung, sondern auch über einen hohen I/O-Durchsatz, zahlreiche periphere I/O-Ports und bis zu 32 GB RAM. PXI-Controller wurden entwickelt, um die anspruchsvollen Anforderungen von modularen Test-, Mess- und Steuerungssystemen zu erfüllen. Sie verfügen über die neuesten robusten Prozessor-Optionen und können in einem weiten Temperaturbereich sowie in Umgebungen mit starken Stößen und Vibrationen betrieben werden.

Was sind die wichtigsten Vorteile von NI PXI-Controllern?

Neue NI PXI-Controller werden kurz nach der Freigabe durch Computerhersteller wie Dell oder HP mit leistungsstarken mobilen Prozessoren ausgestattet. Da NI seit mehr als 20 Jahren PXI-Controller und PXI-Embedded Controller vertreibt, hat das Unternehmen enge Kooperationsbeziehungen zu wichtigen Prozessorherstellern wie Intel und Advanced Micro Devices (AMD) aufgebaut. NI hat als assoziiertes Mitglied der Intel Intelligent Systems Alliance Zugriff auf die neuesten Intel-Produkt-Roadmaps und -Beispiele.

Neben der Rechenleistung spielt die I/O-Bandbreite eine wichtige Rolle beim Entwurf von Instrumenten. Da moderne Test- und Messsysteme immer komplexer werden, besteht ein zunehmender Bedarf an einem Datenaustausch zwischen dem Instrument und der Systemsteuerung. NI PXI-Controller erfüllen diesen Bedarf und können eine Systembandbreite von bis zu 24 GB/s für die PXIe-Chassis-Backplane bereitstellen. Mit der durch die PXI-Controller und -Systeme erreichten hohen Bandbreite lassen sich problemlos rechenintensive Anwendungen implementieren, die einen hohen Durchsatz erfordern, z. B. Design und Prototyping der nächsten Generation für drahtlose Kommunikation, HF-Aufzeichnung und -Wiedergabe sowie Rauschzuordnung.

Zudem können NI PXI-Controller mit unabhängigen Instrumenten oder Peripheriegeräten verbunden werden. Die Controller verfügen über bis zu zwei Thunderbolt 3, zwei USB 3.0-, vier USB 2.0-Anschlüsse, zwei Gigabit-Ethernet-, GPIB-, serielle sowie zwei Display-Ports für die Unterstützung von zwei Displays und parallelen Ports.

Wie werden Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit bei NI PXI-Controllern gesichert?

Um sicherzustellen, dass PXI-Controller über den gesamten Betriebsbereich optimale Leistungen bieten und die CPU ihre Prozessorleistung beim Einsatz in extremen Umgebungen nicht drosselt, führt NI (National Instruments) umfangreiche thermische, mechanische und elektrische Tests durch. Die Gesamtzuverlässigkeit kann man nochmals verbessern, indem man eine Solid-State-Festplatte anstelle der standardmäßigen rotierenden Festplatte wählt. Außerdem erhöhen Echtzeitbetriebssysteme und die Software LabVIEW Real-Time Module die Reliabilität der Controller.

PXI-Controller mit einem Windows-Betriebssystem können nicht garantieren, dass eine bestimmte Aufgabe in einer bestimmten Zeit abgeschlossen wird, da sich das Betriebssystem den Prozessor mit anderen parallellaufenden Systemprozessen teilt. Wenn LabVIEW Real-Time unter einem echtzeitfähigen Betriebssystem ausgeführt wird, ist der gesamte Prozessor für die Ausführung Ihrer spezifischen Anwendung reserviert, was ein zuverlässiges Verhalten gewährleistet.

NI arbeitet eng mit führenden Prozessorherstellern zusammen, so dass NI PXI-Controller von führenden leistungsstarken Technologien profitieren:

Intel Active Management Technology (AMT) bietet die Möglichkeit, Systeme aus der Ferne zu überwachen, zu warten und zu aktualisieren. Mit dieser Funktion können Administratoren Systeme von einem Remote-Medium booten, Hardware- und Software-Ressourcen verfolgen und eine Remote-Fehlerbehebung und -Wiederherstellung durchführen. Administratoren können diese Funktion zudem nutzen, um automatisierte Test- oder Steuersysteme zu verwalten, die eine hohe Betriebszeit benötigen.
Test-, Mess- und Steuerungsanwendungen der PXI-Controller können Daten aus der Ferne sammeln und den Anwendungsstatus überwachen. Wenn ein Anwendungs- oder Systemfehler auftritt, bietet das System die Möglichkeit, das Problem aus der Ferne zu diagnostizieren und auf Debug-Bildschirme zuzugreifen. Das Problem kann somit schneller behoben werden.

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