neue generation von prÜfsystemen fÜr...

42 lA U T O M O T I V E 11. 2 0 12 lMESSEN UND TESTEN lT ITEL

National Instruments hat seine CompactDAQ-Plattform um ein flexibles

Stand-alone-System für Messungen im Bereich Automotive und die Daten-

protokoll ierung im Allgemeinen erweitert. Das neue System verfügt nun

über integrierte Multicore-Verar-

beitung sowie Onboard-Speicher.

Dadurch ist es erstmals möglich,

ein Embedded-Betriebssystem

auf dem Gerät zu install ieren,

so dass Mess- und Proto-

koll ierungssoft-

ware unmittelbar

vor Ort einge-

setzt werden

kann.

Fahrzeuge werden immer intelligenter und komple-

xer. Sie stellen Funktionen wie z. B. eine automa-

tische Einparkhilfe, eine Fahrerzustandserken-

nung und einen aktiven Totwinkel-Assistenten bereit.

Da viele dieser neuen Funktionen einen direkten Ein-

fluss auf die Sicherheit der Verkehrsteilnehmer haben,

ist ein sorgfältiger Test aller Systemkomponenten von

besonderer Bedeutung. Von Ingenieuren wird also

erwartet, dass sie komplexere Fahrzeuge mit höheren

Sicherheitsstandards testen, ohne dafür zusätzliche Zeit

und letztlich auch Geld in die gewissenhafte Prüfung zu

investieren. Aufgrund der steigenden

Komplexität und der Forderung nach

kürzeren Testzeiten werden intelligen-

tere Systeme für das Datenloggen

benötigt, die im Hinblick auf anspruchsvolle

Anforderungen im Bereich Datenerfassung erweitert

werden können.

Nicht nur, dass das Testen in diesem schnelllebigen Umfeld

eine Vielzahl unterschiedlichster Messungen und eine

sofortige Datenanalyse erfordert, den Systemen wird auch

ein extremes Maß an Flexibilität abverlangt. So müssen bei

Messungen im Fahrzeug in der Regel verschiedene CAN-

Nachrichten zusammen mit Temperatur-, Schwingungs-

und weiteren Sensormessungen durchgeführt werden.

Anforderungen können sich dahingehend ändern, dass

unterschiedliche Messungen, die Anzahl der Kanäle oder

auch die Integration von Messgeräten des Kunden erfor-

derlich sind. Da sich die Ansprüche im Bereich Test in

einem solch rasanten Tempo weiterentwickeln, muss eine

Datenlogging

der neuesten Generation

N E U E G E N E R A T I O N V O N P R Ü F S Y S T E M E N F Ü RT E S T S I N U N D A N F A H R Z E U G E N

42-47 AM 11 2012 TITEL_NI-Y 29.10.2012 7:51 Uhr Seite 42

T ITEL lA U T O M O T I V E 11. 2 0 12 l43www.hanser-automotive.de

Lösung für das Datenloggen hohen Leistungsmaßstäben

genügen und sogleich jederzeit an sich ändernde Bedin-

gungen anpassbar sein.

Intelligente, robuste Plattform für das

Datenloggen

Mit der Weiterentwicklung und der zunehmenden Verbrei-

tung von Technologien wie der Cloud und mobilen Geräten,

wie Tablets und Smartphones, erhoffen sich Fahrzeugin-

genieure auch mehr von ihren Systemen für die Datenpro-

tokollierung. Mobile Geräte ermöglichen es, leichter und

von nahezu überall auf Informationen zuzugreifen. Deshalb

erwarten auch immer mehr Ingenieure denselben beque-

men Zugang zu ihren Messdaten und Testergebnissen. Ein

Beispiel hierfür sind Messungen am Fahrzeug auf einer

Teststrecke, in deren Verlauf der Fahrer Fehler oder Alarm-

meldungen mit einem mobilen Gerät in Echtzeit verfolgen

und überwachen kann. National Instruments treibt die Ent-

wicklung der nächsten Generation von Systemen für das

Datenloggen voran: Das neue Stand-alone-System des NI

CompactDAQ bietet in Kombination mit der Software NI

LabVIEW und NI DIAdem ein äußerst leistungsstarkes,

erweiterbares und offenes System für die Datenprotokol-

lierung.

NI-CompactDAQ-System

Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, hat NI seine

NI-CompactDAQ-Plattform um ein sehr leistungsfähiges

und flexibles Stand-alone-System für Messungen im

Bereich Automotive und die Datenprotokollierung im All-

gemeinen erweitert. Das neue NI-CompactDAQ-System

verfügt nun über integrierte Multicore-Verarbeitung sowie

Onboard-Speicher. Dadurch ist es erstmals möglich, ein

Embedded-Betriebssystem auf dem Gerät zu installieren,

so dass Mess- und Protokollierungssoftware unmittelbar

vor Ort eingesetzt werden kann. Im Gegensatz zu vielen

alternativen Lösungen im Bereich Datenprotokollierung,

die einen separaten PC für die Auswertung und Weiter-

verarbeitung benötigen, wird dank des Intel Core i7 Dual-

core-Prozessors mit 1,33 GHz die Online-Analysesoftware

direkt mit den Messungen kombiniert. Die Verarbeitungs-

leistung der Stand-alone-Variante des NI-CompactDAQ-

Systems spielt ihre Stärken insbesondere bei anspruchs-

vollen Anwendungen voll aus. Das Unternehmen Drivven,

Inc. nutzt beispielsweise die Stand-alone-Variante des NI

CompactDAQ für Messungen zur Optimierung des Motor-

managements (Bild 2). Dabei werden Parameter wie die

Temperatur der Kühlflüssigkeit, die Drosselklappenstellung

und der Ladedruck aufgezeichnet. Dank des leistungsstar-

ken Embedded-Prozessors kann das Unternehmen Analy-

sen des Verbrennungsvorgangs online durchführen, wofür

eine Reihe von Sensoren und CAN-Nachrichten ausgewer-

tet werden müssen. Bisher konnte Drivven die erforder-

lichen Messungen samt prozessorintensiven Analysen

nicht auf nur einem System durchführen. Die Stand-alone-

Variante des NI CompactDAQ reduzierte den Kostenauf-

wand, den Platzbedarf und die Komplexität des Prüfmittel-

aufbaus, die durch den Einsatz mehrerer Systeme zuvor

bestanden.

Direkte Datenprotokollierung

Das zuverlässige Speichern der Messdaten ist ein wesent-

licher Bestandteil eines jeden Systems für die Datenproto-

kollierung. Deshalb beinhaltet die Stand-alone-Variante des

NI CompactDAQ eine robuste Solid-State-Festplatte (SSD)

zur dauerhaften Datenspeicherung. Da die Festplatte nicht

aus beweglichen Teilen besteht, ist das Risiko eines

mechanischen Ausfalls geringer. Die Zuverlässigkeit des

Systems wird so um ein Vielfaches gesteigert. Das Spei-

chermedium kann auch extremen Stoß- und Schwin-

gungsbelastungen standhalten und unter rauen Betriebs-

bedingungen, z. B. in großer Höhe, verwendet werden.

Zusätzlich zur verbesserten Robustheit bieten Solid-State-

Festplatten weiteres Einsparpotenzial im Hinblick auf Prüf-

zeiten. Dies ist vor allem durch schnellere Softwarelade-

zeiten und Datei-I/O zu begründen. Auch mehr Zuverläs-

sigkeit und somit eine höhere Verfügbarkeit des Systems

verringern die gesamte Prüfdurchsatzzeit. Die Kombination

aus Embedded-Betriebssystem und Solid-State-Festplatte

zur direkten Datenprotokollierung auf dem Gerät macht aus

der Stand-alone-Variante des NI CompactDAQ ein äußerst

zuverlässiges und effizientes Datenloggersystem.

Bild 1: Das neue Stand-alone-NI-CompactDAQ-System ist eine leistungsstarke und flexible Lösung für das Datenloggen im Fahrzeug.

© automotive



Skalierbare Lösung mit hoher

Messtechnikqualität

Das Stand-alone-System des NI CompactDAQ bietet eine

modulare Plattform für das Datenloggen, die Anwender

entsprechend ihren Anforderungen anpassen können,

gepaart mit herausragender Messtechnik. Mehr als 50

Module der C-Serie von NI stehen für analoge und digitale

Ein- und Ausgänge sowie für die CAN- und LIN-Kommuni-

kation zur Verfügung. Die große Variantenvielfalt der I/O

ermöglicht schon heute über fünf Milliarden I/O-Kombina-

tionen. Durch austauschbare Module kann jederzeit auf

sich ändernde Messanforderungen schnell und einfach

reagiert werden, wodurch die Investition in die Plattform

mehr als erhalten bleibt. Je nach Art der Messung, ob mit

oder ohne Sensor, beinhalten die Module der C-Serie

bereits die erforderliche Signalkonditionierung in einem

einzigen robusten Paket. Gängige Analogeingangsmodule

bieten Signalkonditionierung für Messungen von Beschleu-

nigungsaufnehmern, Dehnungsmessstreifen, Kraftmess-

dosen, Mikrofonen und Thermoelementen.

Erweiterungsmöglichkeiten

Sollten die acht vorhandenen Steckplätze und die daraus

resultierenden über fünf Milliarden I/O-Kombinationen für

bestimmte Anwendungen tatsächlich nicht ausreichen,

lässt sich das Stand-alone-System auf über 1500 synchro-

nisierte Kanäle erweitern. Dazu können ohne zusätzliche

Hilfsmittel wie Schaltmodule und/oder Hubs bis zu sechs

zusätzliche NI-CompactDAQ-Chassis direkt über vier High-

Speed-USB- und zwei Gigabit-Ethernet-Anschlüsse (GigE)

ergänzt werden. Die integrierten USB-, Ethernet- und

seriellen Schnittstellen können auch zur Anbindung weite-

rer Geräte, wie externe Speichermedien, Kameras oder

GPS-Empfängern, genutzt werden. Besonders Kamerasys-

teme lassen sich einfach mit dem Datenlogger kombinie-

ren, wodurch Mess- und Videodaten leicht synchronisiert

und gemeinsam gespeichert werden können.

Zur Optimierung des Motormanagements nutzt Drivven,

Inc. diese Peripherieanschlüsse und integriert eine GigE-

Kamera sowie einen GPS-Empfänger, um Bild- und Posi-

tionsdaten synchron zu erfassen. Dadurch können Bilder

der Kamera, GPS-Positionswerte und die zu messenden

Motorparameter in eine exakte zeitliche Beziehung zuein-

ander gesetzt werden. Die modularen I/O und integrierten

Peripherieanschlüsse machen aus dem NI-CompactDAQ-

System eine flexible, skalierbare Stand-alone-Plattform, die

jederzeit mit den Anwendungsanforderungen wachsen

kann.

Flexible Softwarewerkzeuge

Systeme für das Datenloggen der nächsten Generation

stellen flexible, leistungsstarke Softwarewerkzeuge bereit,

die eine zügige Anwendungsentwicklung unterstützen und

sich zugleich in mobile Geräte und Cloud-Technologien

nahtlos integrieren lassen. Die Systemdesignsoftware Lab-

VIEW unterstützt die Erstellung maßgeschneiderter An-

wendungen für die Datenprotokollierung. Mit LabVIEW

lässt sich innerhalb kürzerer Zeit mehr erreichen als mit her-

kömmlichen Programmierwerkzeugen. Grund dafür sind

seine umfangreiche Umgebung für die Systementwick-

lung, die grafische Programmierung, über 760 Datenanaly-

sefunktionen und die nativ integrierten Visualisierungs-

möglichkeiten. LabVIEW übernimmt die maschinennahen

Programmieraufrufe, so dass das System des Anwenders

an sich im Laufe der Zeit ändernde Anforderungen und

technologische Entwicklungen angepasst werden kann. So

können beispielsweise LabVIEW-VIs, die für die USB-

basierte Variante des NI-CompactDAQ-Systems geschrie-

Bild 2: Die Firma Drivven nutzt die Stand-alone-Variante des NI CompactDAQ und LabVIEW für die Online-Analyse desVerbrennungsvorgangs zur Optimierung des Motormanagements.

© automotive


ams bietet innovativeanaloge Lösungen fürdie anspruchvollstenApplikationen fürSensoren und Sensorschnittstellen, Power Management und Wireless.

analogand sensorsolutions.ams verbindet nahtlos die reale analoge Welt mitder digitalen und schafft so intuitive Technologien, die unser Leben bereichern.

Treffen Sie die Experten!Halle A5 / Stand 107

T ITEL lA U T O M O T I V E 11. 2 0 12 l45www.hanser-automotive.de

ben wurden, ohne Änderungen an der Software für die

Stand-alone-Variante wiederverwendet werden. Das Unter-

nehmen Integrated Test & Measurement (ITM) nutzt

bereits seit etlichen Jahren USB-basierte NI-CompactDAQ-

Systeme. Ingenieure von ITM entschieden sich für Stand-

alone-NI-CompactDAQ, um Abgassysteme für Fahrzeuge

zu testen. Die bereits vorhandene Software konnte ohne

jegliche Änderungen am Programmcode direkt auf dem

neuen Zielsystem ausgeführt werden, so dass die getätig-

ten Softwareinvestitionen zu 100 Prozent gewahrt blieben.

Ein weiteres leistungsstarkes Softwarewerkzeug für die

Programmierung der Stand-alone-Variante des NI Com-

pactDAQ ist das DAC-Modul (Data Acquisition and Control)

in DIAdem. Mit DIAdem-DAC können für beliebige benut-

zerdefinierte Anwendungen Daten erfasst, Abläufe gesteu-

ert und Messdaten grafisch dargestellt werden. Bei diesem

Modul handelt es sich um eine grafische, konfigurations-

basierte Softwareumgebung mit zahlreichen integrierten

Funktionen für die Signalanalyse. Diese Umgebung abstra-

hiert gängige Programmierkonzepte wie Schleifen und

Arrays, so dass der Anwender auch ohne Expertenwissen

im Bereich Programmierung eine Lösung für stetig wech-

selnde Anwendungsanforderungen implementieren kann.

Nachdem die Messwerte erfasst wurden, können die

Daten sofort durch die interaktiven Module in NI DIAdem

weiterverarbeitet werden. So lassen sich Messdaten

schnell sichten, analysieren und in entsprechende Berichte

überführen, auf Wunsch auch vollständig automatisiert. Die

Visualisierungswerkzeuge erlauben eine Anzeige der Daten

in Diagrammen, Tabellen und dreidimensionalen Modellen.

Zahlreiche integrierte, konfigurationsbasierte Analysefunk-

tionen wie Statistik, Filterung, 3D-Datenmanipulation und

mehr ermöglichen eine erweiterte Signalverarbeitung ohne

Programmieraufwand. Ein Editor für die Berichterstellung

per Drag-and-drop bietet Unterstützung bei der Erstellung

professioneller Berichte, so dass Ergebnisse leicht mit

anderen Anwendern ausgetauscht werden können. Die

gesamte Nachbearbeitung und Berichterstellung in DIA-

dem kann interaktiv erfolgen oder mittels VBScript für

wiederkehrende Aufgaben automatisiert werden. Drivven,

Inc. nutzt eine Kombination aus LabVIEW für das Erfassen

der Testdaten und DIAdem für das Datenmanagement und

die Nachbearbeitung (Bild 3). Mithilfe der interaktiven

Module in DIAdem entwickelte Drivven, Inc. sowohl infor-

mative als auch intuitiv bedienbare Benutzeroberflächen

zur Anzeige synchronisierter GPS-Daten, Videodaten, zwei-

dimensionaler Diagramme und Anzeigen ohne Program-

mierung.


Zugriff auf Daten von überall

Die weite Verbreitung mobiler Endgeräte hat bei deren

Anwendern die Erwartung verstärkt, unabhängig vom

Standort immer und überall Zugriff auf Informationen zu

erhalten. Diese Erwartungshaltung wird zunehmend auch

von Ingenieuren geteilt. Dank LabVIEW können Messdaten

dezentral visualisiert, bearbeitet und überwacht werden –

ganz gleich wo oder auf welchem Gerät. Fundierte Ent-

scheidungen lassen sich so erheblich schneller treffen.

National Instruments weist mit der aktuellen Version des NI

Data Dashboard für LabVIEW 2012 die Richtung, in die die

Entwicklung verlaufen wird. Mithilfe dieser App können

Anwender drahtlos auf einem mobilen Gerät z. B. die Daten

der Stand-alone-Variante des NI CompactDAQ veranschau-

lichen und mit dem Datenlogger interagieren. Bei der

Durchführung von Tests im Fahrzeug nutzt Drivven, Inc. die

App, um Live-Daten auf einem iPad anzuzeigen, während

sich der Fahrer zur Testfahrt auf der Strecke befindet.

Cloud-basierter Service

Anwendungen, die für Langzeittests ausgelegt sind, kön-

nen riesige Mengen kritischer Daten erfassen. Das

Zusammenführen und Speichern dieser Daten ist dabei oft

eine Herausforderung. Besonders schwierig gestaltet es

sich, wenn Systeme an mehreren dezentralen oder schwer

zugänglichen Orten eingesetzt werden, z. B. die Fahrten-

schreiber eines Fuhrparks. Technologien wie das Cloud

Computing, welches bereits in der IT-Branche große Ver-

breitung findet, verwenden dezentrale Server, die Dienste

und Speichermöglichkeiten bereitstellen, auf die über das

Internet zugegriffen wird. Bei der NI Technical Data Cloud

(TDC) handelt es sich um einen Cloud-basierten Service,

der die Möglichkeit bietet, Messdaten und analysierte

Ergebnisse sicher zusammenzuführen, zu speichern und

mit anderen Anwendern

auszutauschen. Die TDC ist

eine Anwendung mit vollem

Funktionsumfang, die in

Cloud-Datenzentren von

Drittanbietern untergebracht

ist. Über RESTful- oder nati-

ve LabVIEW-APIs kann von

überall aus auf sie zugegrif-

fen werden. In Kombination

mit LabVIEW können Daten,

die mit der Stand-alone-Vari-

ante des NI CompactDAQ

erfasst wurden, weltweit

über mobile Endgeräte und

das Cloud Computing abge-

rufen werden.

Fazit

Da die Anforderungen in

Bezug auf Datenprotokollie-

rungsanwendungen zuneh-

mend komplexer werden, ist

es für Ingenieure von ent-

scheidender Bedeutung,

neueste technische Fortschritte voll auszuschöpfen. Auf-

grund der Notwendigkeit, unterschiedlichste Messungen

durchzuführen und sofort Ergebnisse zu erhalten, bietet ein

modularer Hardwareansatz auf Basis von Multicore-Pro-

zessoren die Leistungsfähigkeit und Flexibilität, auch

schwierigsten Anwendungen zu begegnen. Eine leistungs-

starke Embedded-Verarbeitung in Kombination mit der

Systemdesignsoftware LabVIEW ermöglicht die Online-

Ausführung rechenintensiver Algorithmen, so dass Ergeb-

nisse umgehend sichtbar sind und zur Verfügung stehen.

Messwerte können nicht nur lokal aufgezeichnet, sondern

auch in die Cloud übertragen werden. Die Stand-alone-Vari-

ante des NI CompactDAQ, LabVIEW und DIAdem ist so

konzipiert, dass sie Anforderungen der modernen Daten-

protokollierung sowohl heute als auch in Zukunft erfüllen.

(oe)

Elizabeth Dolman ist Product Marketing

Manager für den Bereich Datenerfassung bei

NI mit Schwerpunkt NI CompactDAQ für

Embedded-Messungen und Datenloggen.

Stephanie Orci ist Product Marketing Engi-

neer bei NI mit Schwerpunkt NI DIAdem.

National Instrumentsni.com/compactdaq/stand-alone/de@@

Bild 3: Drivven nutzt DIAdem zur Nachbearbeitung und Synchronisation von Messdaten,die mit LabVIEW erfasst wurden, in verschiedenen grafischen Darstellungsvarianten.

© automotive



Die beste Aussichtauf Erfolg.

GIGATRONIK ist einer der füh renden Entwicklungs- und

Consultingpartner in Deutschland. Seit über 10 Jahren

setzen wir Maßstäbe in den Bereichen Elektronik

und Informationstechnologie. Erfahren Sie mehr über

uns und unsere umfassenden Leistungen unter

gigatronik.com.

Mitarbeiter mit Leidenschaft und

Leistungsstärke finden bei uns ihren

Entwicklungsspielraum.

GIGATRONIK. Die Entwickler.


neue generation von prÜfsystemen fÜr...

Documents