Jamal, R.: Verteilte Messtechnik

<BODY> <H1>www.duv24.net : Jamal, R.: Verteilte Messtechnik</H1> <P> <BR> [<A href="/">www.duv24.net</A>] [<A href="../index.html">back</A>] </P> <TABLE WIDTH=100% BORDER=0 CELLSPACING=0 CELLPADDING=0> <TR> <TD VALIGN=top> <TABLE WIDTH=100% BORDER=0 CELLSPACING=0 CELLPADDING=0> <TR> <TD VALIGN=TOP CLASS=detailBereichRedaktion>Bereich > Redaktion > <B><FONT color="#CC3300">Fachbeiträge</FONT></B></TD> <TD ALIGN=right VALIGN=bottom CLASS=detailDatum>18.11.2000</TD> </TR> </TABLE> </TD> <TD VALIGN=top> </TD> <TD VALIGN=top> </TD> </TR> <TR> <TD VALIGN=top CLASS=detailFirma ID=topSpace>National Instruments Germany:</TD> <TD VALIGN=top> </TD> <TD VALIGN=top> </TD> </TR> <TR> <TD VALIGN=top CLASS=detailTitel>Jamal, R.: Verteilte Messtechnik</TD> <TD VALIGN=top> </TD> <TD VALIGN=top> </TD> </TR> <TR> <TD VALIGN=top CLASS=detailSubtitel>Web-Publishing, direkter Datenaustausch und verteilte Ausführung mit LabView</TD> <TD VALIGN=top> </TD> <TD VALIGN=top> </TD> </TR> <TR> <TD VALIGN=top> <TABLE BORDER=0 CELLSPACING=0 CELLPADDING=0> <TR> <TD VALIGN=top CLASS=detailContent>Erschienen in DESIGN&VERIFICATION 0/2000, S. 54<BR><BR><BR>Vorwort<BR>Während die Verschmelzung von PC und Messystem schon längst vollzogen ist, steht jetzt der nächste Schritt an: Die Mess- und Automatisierungswelt wird zu einem Teil der IT-Welt. In Schlagwörtern wie ‚Integration‘, ‚Internet/Intranet‘, ‚Intelligenz‘ und ‚Information‘ spiegelt sich dieser Trend wieder. So ist es nicht verwunderlich, dass die neueste Version von National Instruments' grafischer Entwicklungsumgebung ganz im Zeichen dieser unaufhaltsamen Evolution steht.<BR><BR><BR><BR>Die rasante Durchdringung der IT-Technologie aller Bereiche der Wirtschaft und Technik sorgt auch für einen frischen Wind in der Mess- und Automatisierungswelt. Lag früher das Augenmerk eher auf der Verwendung neuester Technologien, so hat sich mittlerweile der Schwerpunkt auf eine unternehmensweite Ausrichtung und Harmonisierung der unterschiedlichen Technologien verlagert. So ist heute jede Firma bestrebt, im Idealfall auf Design-, Fertigungs- und Testwerkzeuge zu standardisieren, die es erlauben, über den gesamten Lebenszyklus eines Produktes hinweg jederzeit auf alle relevanten Informationen zurückgreifen zu können. Die Vorteile sind offensichtlich: möglichst kurze Entwicklungszeiten und dadurch schnellere Reaktionszeiten auf Marktentwicklungen bei stets optimaler Qualität.<BR>Dachte man früher im Bereich der Mess- und Automatisierungstechnik eher in lokalen Kategorien, also an zentrale Messwerterfassungssysteme mit überwiegend nur einem Steuerrechner, so betrachtet man heute derartige Systeme oft nur noch als ein Teilsystem in einem umfassenderen Kontext. Traditionell hatte ein PC eine Verbindung zu seiner Messperipherie über die unterschiedlichsten standardisierten und proprietären Schnittstellen, zu denen u.a. die RS-232-, GPIB-, VXI/MXI- und Datenerfassungskarten zählen. Heute jedoch ist eine derartige Konfiguration oft lediglich ein Teilsystem in einem heterogenen vernetzten System. Teilsysteme (Knotenpunkte) können dabei nicht nur PC-basierte Messwerterfassungssysteme sein, sondern auch ethernetfähige Stand-alone-Messgeräte, intelligente, ethernetbasierte Sensoren und Aktoren bis hin zu embedded, ‚headless‘ Systemen. Gemeinsam ist diesen Knotenpunkten lediglich die Anbindungsfähigkeit via Ethernet. Hierbei sei der Begriff Ethernet im weiteren Sinne für die unterschiedlichen Varianten dieser Technologie verwendet. <BR>Bei dieser Betrachtungsweise spielen neben den Hardwarekomponenten natürlich auch unterschiedliche Softwarekomponenten wie beispielsweise Datenaufbereitungstools bzw. Datenanalysetools, Datenbanken und Visualisierungseinrichtungen eine große Rolle. Die Herausforderung besteht nun darin, dafür zu sorgen, dass diese Vielzahl von unterschiedlichen Komponenten miteinander kommunizieren kann. <BR><BR>Die Evolution des Internets<BR><BR>National Instruments stellte bereits 1996 das erste Internet-Werkzeug für LabView vor. Mit dem Einsatz von LabView in der Mars-Pathfinder-Mission erreichte die Nutzung dieses Mediums gerade im Bereich der MSR-Technik eine bis dahin nie da gewesene Dimension. Der Zugriff auf die Daten von Sojourner war in aller Welt über einen Webbrowser möglich. Interessant an dieser Technologie sind dabei auch die vielfältigen Arten der Kommunikation, die dieses Medium bietet, und die mittlerweile auch in den unterschiedlichsten Bereichen der Wissenschaft und Technik anzutreffen sind.<BR><BR>Anforderungen in der Praxis<BR><BR>Bei näherer Betrachtung des Bereichs der MSR-Software fällt auf, dass heute kaum eine Software existiert, die nicht mit den Schlagwörtern ‚webfähig‘ bzw. ‚internetfähig‘ ins Rennen geht. Umso facettenreicher sind aber auch ihre Funktionalitäten und Möglichkeiten. Meist erfordern sie auch eine recht aufwendige Kodierung, um viele der Internetfähigkeiten in eine eigene Applikation zu integrieren. Kein Wunder also, dass es unter den Anwendern gerade in diesem Bereich einige größere Unklarheiten gibt. Kurz: die Begriffe ‚webfähig‘ und ‚internetfähig‘ bedürfen ein wenig der Erklärung und müssen von Fall zu Fall hinterfragt werden. Untersucht man genau die vielfältigen Deutungen dieser beiden Schlagwörter, so ergeben sich drei Grundanwendungsbereiche, in der die vielfältigen Möglichkeiten des Netzwerkes bzw. des Internets sinnvoll zum Einsatz kommen können.<BR><BR>· Publizierung eines Reports im Web <BR>· direkter Datenaustausch von der Entwicklung an über die verschiedenen Abteilungen hinaus<BR>· verteilte Ausführung<BR><BR>Webpublizierung <BR><BR>Unter Webpublizierungen sind Reports (z. B. Prozessabbildungen, Protokollierungen) zu verstehen, die über das Web dargestellt und nur von Zeit zu Zeit aktualisiert werden. Die auf diese Weise präsentierten Daten sind in erster Linie nicht dazu gedacht, anderweitige Verwendung zu finden. Man spricht in diesem Falle auch von einer statischen Repräsentation. Ausgefeilte Anwendungen dieser Art unterstützen sogar die Steuerung des über das Web publizierten Prozesses. Dabei werden über das in einem Web-Browser dargestellte Prozessschaubild so genannte Events an die eigentliche Applikationssoftware des Prozessrechners gesendet, der daraufhin bestimmte Aktionen ausführt. Hierfür hat sich auch der Begriff ‚Remote Controlling‘ bzw. Fernsteuerung via Web etabliert.<BR><BR>Direkter Datenaustausch <BR><BR>Eine Steigerung der Funktionalität bietet die nächste Stufe - der direkte Datenaustausch. Zum Einsatz kommt diese Eigenschaft z.B. in einem Szenario, bei welchem die Sammlung der Rohdaten auf einem Rechner erfolgt, während ein anderer diese ‚Blue Data‘ in so genannte ‚White Data‘ weiterverarbeitet und ein dritter diese aufbereiteten Daten zu Präsentations- oder Archivierungszwecken weitergereicht bekommt. Durch den unmittelbaren Zugang zu den Daten haben verschiedene Abteilungen die Möglichkeit, diese effizient in die von ihnen zur weiteren Bearbeitung benötigte Form umzuwandeln. Rohdaten der Entwicklung können so über die Arbeitsvorbereitung direkt in den Fertigungsprozess einfließen oder aber vom Fertigungsprozess an die Qualitätssicherung weitergereicht werden. Es ist dabei von einem technischen Standpunkt aus betrachtet völlig unerheblich, ob der Datentransport über das firmeninterne Intranet oder das weltweite Internet abgewickelt wird. <BR><BR>Verteilte Ausführung<BR><BR>Diese Form zeichnet sich durch weitere Freiheitsgrade gegenüber den oben genannten Webfähigkeiten aus. Hiermit lassen sich z. B. nicht nur Daten sondern auch verschiedene Teile einer Applikation (Datenerfassung, Aufbereitung und Visualisierung) über das Netz auf mehrere Rechner verteilen, so dass verteilte Rechenleistung genutzt werden kann. Die Steuerung der verteilten Einzelapplikationen kann von zentraler Stelle aus erfolgen. Ein aktuelles Beispiel zu diesem Thema stellt das Seti-Projekt dar (http://setiathome.ssl.berkeley.edu). <BR><BR>LabView 6i<BR><BR>Die unterschiedlichen vorher näher erläuterten Formen der Webfähigkeit können auf verschiedenste Weise dem Anwender zugänglich gemacht werden. In der Praxis erfordern sie jedoch oft eine recht aufwendige Kodierung, sollten alle diese Fähigkeiten in einer eigenen Applikation zur Anwendung kommen. Bei LabView 6i verfolgt National Instruments den Ansatz des geringsten Programmieraufwandes für den Anwender. So beschränkt sich beispielsweise die Publizierung einer Anwendung über das Web auf wenige vom Benutzer auszuführende Mausklicks. ‚Konfigurieren statt Programmieren‘ lautet hier die Devise. Bei der direkten Datenverteilung kommt mit Hilfe der von National Instruments entwickelten DataSocket-Technologie der gleiche Ansatz zum Tragen. Die verteilte Ausführung von Programmen hingegen wird unter LabView 6i wie folgt realisiert: <BR>Die unterschiedlichen Teile einer Applikation (Erfassung, Analyse, Steuerung, Darstellung, etc.) werden auf gewohnte Weise in LabView modular erstellt. Diese Modularität hilft bei der transparenten Verteilung der unterschiedlichen LabView-Programmbestandteile, sprich VIs (Virtuelle Instrumente). Nachdem für LabView-VIs Ausführungssysteme für verschiedene Rechnerplattformen und Betriebssysteme existieren, lassen sich auf diese Art und Weise über das Netz VIs auf diverse Plattformen (Windows-Dialekte, Macintosh, Linux, etc.) anwendertransparent verteilen und mittels eines Remote-VI-Aufrufs ausführen.<BR><BR>Distribution via ‘LabView Player‘<BR><BR>Im Rahmen der Entwicklung der neuen Version hat sich National Instruments auch Gedanken gemacht, wie die Distribution von vom Anwender erstellten Applikationen über das Intra-/Internet vereinfacht werden kann. National Instruments setzt hier auf Bewährtes: Hierbei muss sich der Anwender lediglich ein Tool von der Webseite des Herstellers herunterladen, welches nach der Installation auf dem Zielrechner eine Verbindung zum Browser aufbaut, die es ermöglicht, durch Anklicken einer MP3- oder PDF-Datei dieses Tool zu starten und die Datei zu laden. Der ‚LabView Player‘ funktioniert nun nach dem gleichen Prinzip und ermöglicht es so auch Anwendern, die keine LabView-Entwicklungsumgebung installiert haben, LabView-Applikationen, die über das Web verteilt werden, zu verwenden.<BR><BR>Integration <BR><BR>Betrachtet man erneut die Entstehung eines Produktes von der Entwicklung über die Fertigung bis hin zur Qualitätssicherung, so stellt man fest, dass es hier von Vorteil ist, Werkzeuge zu benutzen, die in der Lage sind, nicht nur Daten, sondern auch bestimmte Funktionalitäten mit anderen Werkzeugen auszutauschen. Werden beispielsweise schon in der Entwicklungsabteilung Testroutinen erstellt, um die Funktion eines Produktes sicherzustellen, so könnten diese u.U. auch in der Qualitätssicherung von Nutzen sein. Die Vorteile hierbei liegen klar auf der Hand. Was aber, wenn die unterschiedlichen Abteilungen auch unterschiedliche Werkzeuge verwenden? Nicht immer findet ein Tool, welches sich für die Belange einer Entwicklungsabteilung als optimal erwiesen hat, auch Anklang bei Mitarbeitern der Qualitätssicherung. Um bei einem derartigen Konflikt dennoch vom Nutzen der Wiederverwendbarkeit vom Testroutinen profitieren zu können, ist es wichtig, dass die verwendeten Werkzeuge Standardschnittstellen für diesen Zweck unterstützen. Zu diesen Standardschnittstellen zählen unter den Windows-Dialekten nicht nur AktiveX und COM/DCOM, sondern auch die Dynamic Link Libraries (DLL). Wie der Name schon verrät, handelt es sich hierbei um Funktionssammlungen (Bibliotheken), die zur Laufzeit eines Programmes (dynamisch) geladen werden und die Funktionen dem aufrufenden Programm zur Verfügung stellen. Diesen sehr häufig verbreiteten Weg, Funktionalität zu teilen, kann man nun in der neuesten LabView-Version von beiden Seiten beschreiten. War es bisher nur möglich, die Funktionen einer DLL in LabView zu verwenden, so kann man sich nun mit wenigen Mausklicks aus seinen eigenen VIs auch eine DLL (oder eine Shared Library) erstellen lassen und damit LabView-Funktionalität exportieren. Andere Werkzeuge, die ebenfalls diese Schnittstelle unterstützen, können damit ihren Funktionsumfang erweitern und fehlende Funktionalität ergänzen. Jede Abteilung hat also die Freiheit, mit den favorisierten Tools zu arbeiten und kann dennoch nicht nur die Daten, sondern auch die Funktionalität austauschen. Damit lässt sich über den gesamten Produktionszyklus hinweg viel Zeit und Geld sparen. Entscheidend für den Anwender ist einzig und allein die Wahl der geeigneten Werkzeuge.<BR></TD> </TR> <TR> <TD CLASS=detailQuelle> </TD> </TR> </TABLE> </TD> <TD WIDTH=28 VALIGN=top><IMG NAME="" SRC=/pi/spacer.gif WIDTH=1 HEIGHT=1 ALT=""></TD> <TD WIDTH=174 VALIGN=top></TD> </TR> <TR> <TD VALIGN=top><IMG NAME="" SRC=/pi/spacer.gif WIDTH=393 HEIGHT=1 ALT=""></TD> <TD WIDTH=28 VALIGN=top><IMG NAME="" SRC=/pi/spacer.gif WIDTH=28 HEIGHT=1 ALT=""></TD> <TD WIDTH=174 VALIGN=top><IMG NAME="" SRC=/pi/spacer.gif WIDTH=174 HEIGHT=1 ALT=""></TD> </TR> </TABLE> <P><I>Diese Seite wurde am 25.09.2004, 13:11 Uhr aktualisiert</I></P> </BODY>