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Datenverwaltung in der Messtechnik Wie Sie das passende Datenformat für Ihr Messsystem finden

| Redakteur: Sariana Kunze

Während des gesamten Design- und Entwicklungsprozesses werden Daten erfasst. Dabei werden nicht unerhebliche Mengen an Geld und Arbeitszeit zum Sammeln der Daten aufgewendet. Wir geben Ihnen 5 Tipps, welches Datenformat sich für Ihr Messsystem eignet.

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Dateiformate: DIAdem lässt sich so konfigurieren, dass jedes benutzerspezifische Dateiformat auf dem TDMS-Modell abgebildet werden kann
Dateiformate: DIAdem lässt sich so konfigurieren, dass jedes benutzerspezifische Dateiformat auf dem TDMS-Modell abgebildet werden kann
(National Instruments)

Bei vielen Messsystemen fällt die Entscheidung für das passende Datenformat erst nach dem Entwurf der gesamten Anwendung. Häufig wählen Ingenieure letztlich die Speicherstrategie, die die Anwendungsanforderungen zum gegenwärtigen Zeitpunkt am einfachsten erfüllt, ohne dabei an zukünftige Anforderungen zu denken. Doch die Wahl des Speicherformats kann sich entscheidend auf die Gesamteffizienz eines Datenerfassungssystems sowie auf die Effizienz, die sich aus der Auswertung der Rohdaten im Lauf der Zeit ergibt, auswirken.

Die komplexen Produkte machen es erforderlich, dass Daten während des gesamten Design- und Entwicklungsprozesses erfasst werden. Es ist dabei nicht verwunderlich, wenn Unternehmen beträchtliche Summen in die Datenerfassung investieren – von den Kosten für Simulationssysteme über die Datenerfassungshardware und Automatisierungssysteme bis hin zu den Arbeitskräften, welche die Tests durchführen und auswerten.

Die höhere Geschwindigkeit von Mikroprozessoren und erweiterter Speicherplatz haben in Kombination mit sinkenden Hard- und Softwarekosten zu einer explosionsartigen Zunahme der Datenmenge geführt, die in Dateien und Datenbanken abgelegt wird. Während vorhandene Technologien eine schnellere und umfassendere Datenspeicherung ermöglichen, stellt die Verwaltung und sinnvolle Verwendung dieser Daten immer noch eine echte Herausforderung dar.

1. Kann das Datenformat das Datenvolumen und die Datenübertragungsraten verarbeiten?

Als erster Schritt zu einer einheitlichen Lösung für das Datenmanagement muss sichergestellt werden, dass die Daten so effizient organisiert und skalierbar wie möglich gespeichert werden. Allzu oft werden Daten ohne beschreibende Zusatzinformationen in diversen Dateiformaten verteilt auf Festplatten und Netzlaufwerken gespeichert. So entsteht schnell ein Datenfriedhof, aus dem sich nur mühsam die Datensätze extrahieren lassen, die Ingenieure für ihre tägliche Arbeit benötigen.

Je nach Art der Anwendung können bestimmte Merkmale höher priorisiert werden als andere. Die gängigen Speicherformate wie ASCII-, Binär- und XML-Dateien haben ihre Stärken und Schwächen in unterschiedlichen Bereichen.

Viele Ingenieure bevorzugen es, Daten als ASCII-Dateien zu speichern, da das Dateiformat einfache Austauschbarkeit und Lesbarkeit für den Anwender bietet. ASCII-Dateien bergen jedoch einige Nachteile – unter anderem. nehmen sie viel Speicherplatz ein –, was ein Problem darstellen kann, wenn der Speicherplatz begrenzt ist (auf einem verteilten System). Das Lesen und Schreiben von Daten aus einer ASCII-Datei kann wesentlich langsamer ablaufen als bei anderen Formaten. In vielen Fällen kann die Schreibgeschwindigkeit einer ASCII-Datei nicht mit der Geschwindigkeit des Datenerfassungssystems Schritt halten, wodurch es zu Datenverlust kommen kann.

Ein weiteres gängiges Speicherformat sind Binärdateien. Der zugrundeliegende Ansatz ist ein völlig anderer als bei ASCII-Dateien. Im Gegensatz zu ASCII-Dateien benötigen Binärdateien wesentlich weniger Speicherplatz und können mit sehr hoher Geschwindigkeit auf die Festplatte übertragen werden, weshalb sie sich für Anwendungen in Echtzeit und mit hoher Kanalanzahl eignen. Ein Nachteil von Binärdateien ist ihr nicht lesbares Format, das die Austauschbarkeit zwischen den Anwendern verkompliziert.

In den vergangenen Jahren wurde das XML-Format immer beliebter, da damit selbst komplexe Datenstrukturen gespeichert werden können. Mit XML-Dateien lassen sich Daten und Formatierungen außerdem zusammen mit den Rohwerten der Messungen speichern. Dank der Flexibilität des XML-Formats können zusätzliche Informationen mit den Daten strukturiert gespeichert werden. Zudem ist XML austauschbar und für den Anwender sehr gut lesbar. Ähnlich wie beim ASCII-Format können XML-Dateien in vielen gängigen Texteditoren und XML-fähigen Browsern, beispielsweise im Microsoft Internet Explorer, geöffnet werden.

Datenbankdateien bestehen aus einer Vielzahl von in Spalten und Reihen aufgebauten Tabellen. Informationen können, müssen aber nicht zwingend zwischen den Tabellen verlinkt sein. Obwohl Datenbanken den Vorteil bieten, dass sie durchsucht werden können, sind Datenbankdateien nicht für zeitbasierte Messanwendungen geeignet, da eine große Datenmenge erfasst und eine formelle Datenbanklösung neu erworben oder erstellt werden können muss.

TDMS ist ein binäres Datenformat, das somit nur geringen Speicherplatz einnimmt und Daten bei hohen Geschwindigkeiten auf die Festplatte übertragen kann. Zudem verfügen TDMS-Dateien über einen Dateikopf (Header), in dem sich Beschreibungen oder Zusatzinformationen zusammen mit den Daten speichern lassen. Einige Zusatzinformationen wie Dateiname, Datum und Ablageort werden automatisch gespeichert, doch es können auch eigene, benutzerdefinierte Informationen eingefügt werden. Das TDMS-Dateiformat bietet zudem den Vorteil einer integrierten, dreigliedrigen Hierarchie: Datei, Gruppe und Kanal. Die TDMS-Datei kann eine unbegrenzte Anzahl von Gruppen und jede Gruppe wiederum eine unbegrenzte Anzahl von Kanälen enthalten. Somit lassen sich auf jeder dieser Ebenen Attribute hinzufügen, mit denen die Testdaten zum besseren Verständnis beschrieben und dokumentiert werden. Diese Hierarchie führt dazu, dass die Testdaten durchweg organisiert sind.

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