TwinCAT Scope 2 Universelles Tool für die Automatisierungs- und Messtechnik

Autor / Redakteur: Dr. Josef Papenfort / Reinhard Kluger

Mit dem Software-Oszilloskop TwinCAT Scope 2 können zeitliche Verläufe bis zu µs-Auflösung grafisch dargestellt werden. Eine komfortable Bedienung macht die Konfigurierung einfach; definierte Schnittstellen erlauben die Bedienung aus der TwinCAT SPS heraus. In Kombination mit den Beckhoff-I/O-Klemmen und der Möglichkeit, Filter einfach zu integrieren, ist das Scope 2 auch für messtechnische Applikationen, beispielsweise für Condition Monitoring, prädestiniert.

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Das TwinCAT Scope 2 bietet einfache Konfiguration, moderne Grafik und funktionale Erweiterung für messtechnische Aufgaben
Das TwinCAT Scope 2 bietet einfache Konfiguration, moderne Grafik und funktionale Erweiterung für messtechnische Aufgaben
( Archiv: Vogel Business Media )

Zu den Werkzeugen, die einem Ingenieur am nützlichsten sind, gehört das Oszilloskop. Durch die Visualisierung fällt es leichter, komplexe Signalzustände schnell zu erfassen und auszuwerten. Moderne Oszilloskope bringen darüber hinaus ausgefeilte Analyseroutinen und Trigger mit, die es dem Benutzer noch einfacher machen, Probleme zu erkennen und zu beheben. Aufgrund des hohen Rechenaufwandes sind Oszilloskope meist PC-basiert und unter einem Standardbetriebssystem lauffähig. Die gesamte Algorithmik und Darstellung ist in Software realisiert. Beckhoff hat mit „TwinCAT ScopeView“ bereits vor zehn Jahren ein Softwaretool auf den Markt gebracht, das die Fähigkeiten eines hardwarebasierten Scopes bietet, aber in die software-basierte SPS- und Motion-Control-Welt von Beckhoff integriert. Das macht sie, im Vergleich zu konventionellen Oszilloskopen, kostengünstiger und einfacher in die PC-Steuerung integrierbar. Mit dem neuen „TwinCAT Scope 2“ wurden Performance, Handling und die Möglichkeit zur einfachen Erweiterbarkeit sowie die Analysemöglichkeiten zur Laufzeit deutlich verbessert.

Moderne Bedienung und modularer Aufbau

Eine moderne Bedienung mit dockable Toolbars und komfortablen Browsern in einem auf .Net basierenden Tool war eine der gestellten Anforderungen. Natürlich sollten auch die modernen Grafikmöglichkeiten bis hin zu DirectX unterstützt werden, um schnelle Signalverläufe darstellen zu können.

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Das TwinCAT Scope 2 ist modular aufgebaut und ermöglicht damit die Wiederverwendung von Komponenten sowie den Einsatz auch auf kleinen Plattformen. Die beiden Hauptprogramme sind der ScopeServer zum Aufzeichnen der Daten und das ScopeView zum Anzeigen der Daten und Konfigurieren der Aufnahme. Server und Viewer kommunizieren über den Beckhoff-Kommunikationsstandard „Automation Device Specification“ (ADS) miteinander. Das kann lokal auf einem System geschehen, funktioniert aber genauso in einem verteilten System via TCP/IP.

Ein großer Vorteil dieser verteilten Architektur ist die Lastverteilung. Durch die Vorverarbeitung der Daten im Server kann der Kommunikationsaufwand zwischen den Geräten oft verringert werden oder zu unkritischen Zeiten erfolgen.

Der Server hat eine Schnittstelle zur SPS und kann damit einfach über SPS-Funktionsbausteine ferngesteuert werden. Der Viewer wiederum hat verschiedene Schnittstellen, die sich einfach in eigene Applikationen einbinden lassen. Eine Besonderheit des TwinCAT Scope 2 ist die Erweiterbarkeit um zusätzliche Analysefunktionen und -werkzeuge. Damit können nicht nur die Rohwerte, sondern z. B. auch das fouriertransformierte Spektrum oder das Cepstrum eines Signalverlaufs dargestellt werden.

Die ScopeView-Komponente

Mit der Viewer-Komponente lassen sich mehrere Scopes gleichzeitig auf schnelle und übersichtliche Weise konfigurieren. Da jedes Scope separat gestartet werden kann, sind mehrere Aufzeichnungen simultan möglich. In einem klaren, hierarchischen System werden beliebig viele Scopes, bestehend aus Charts, Achsen und Kanälen, parametriert. Die Charts stellen eine in Größe und Position frei wählbare Visualisierungsoberfläche dar, der ein variabeler Zeitausschnitt innerhalb der Aufnahme zugeordnet wird. Die Achsen bilden in einem Scope die nächste hierarchische Einheit und stellen den Kanälen die Y-Achsen. Auf diese Weise können mehrere Kanäle unter freier oder automatischer Skalierung zusammengefasst werden. In den Kanälen wird die Verbindung von Grafik zu physikalischer Größe bekannt gemacht. Dabei ist in den sogenannten Akquisition-Parametern u. a. für jeden Kanal eine eigene Abtastrate einstellbar.

Die Akquisition wird durch den im Scope integrierten Browser sehr vereinfacht. Hier wählt man das Gerät im Netzwerk an, von dem man Variablen aufzeichnen möchte. Dann entscheidet man sich für eine Datenquelle, d. h. ein Softwaregerät, das Daten zur Verfügung stellt − zum Beispiel die SPS – in dem verschiedene Variablen und Datentypen wiederum hierarchisch angeordnet sind. Um einen oder mehrere Kanäle zu generieren, genügen also wenige Klicks mit der Maus.

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