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Eine gute Adresse für Mess- und Regeltechnik aus einer Hand

Datenerfassung

Einführung in die Datenerfassungssysteme

Allgemein formuliert handelt es sich bei Datenerfassungssystemen um Prozesse oder Produkte zur Erfassung von Informationen, die dann zur Dokumentation oder Analyse eines Vorgangs verwendet werden. In ihrer einfachsten und sehr archaischen Form besteht die Datenerfassung aus einem Techniker, der die Temperatur eines Ofens auf einem Blatt Papier notiert.

Für die effiziente Datenerfassung bietet moderne Technologie eine Reihe einfacher und genauer Geräte für flexible und zuverlässige Lösungen. Die Bandbreite dieser Geräte reicht vom einfachen Schreiber bis hin zu komplexen Computersystemen oder Smartphones, die in zunehmendem Maße als mobile Datenerfassungssysteme Verwendung finden.

In vielen Systemen sind Datenerfassungsprodukte ein zentrales Element, an dem Signale verschiedener Fühler für Temperatur, Durchfluss, Füllstand oder Druck zusammenlaufen.
Verwandeln Sie Ihr Smartphone in einen Datenlogger

Weitere Informationen über Datenerfassung

Analog-/Digitalwandler (ADC)

Ein elektronischer Baustein, der analoge Signale in eine digitale Form umwandelt. Der Analog-/Digitalwandler ist das Herz des Datenerfassungssystems.

Digital-/Analogwandler (DAC)

Ein elektronischer Baustein, der digitale Signale in eine analoge Form umwandelt. Er ist häufig in Datenerfassungssystemen zu finden, die über Analogausgänge verfügen.

Digitale Ein-/Ausgänge (auch digitale I/O oder kurz DIO)

Beschreibt Ein- und Ausgänge für digitale Signale. Digitale Ein- und Ausgänge verarbeiten bzw. erzeugen Signale, die einen von zwei definierten Zuständen haben. Dabei kann es sich um Ein/Aus, High/Low, 1/0, usw. handeln. Digitale Ein- und Ausgänge werden auch als binäre Ein- und Ausgänge bezeichnet.

Differenzieller Eingang

Beschreibt, wie ein Eingangssignal an ein Datenerfassungsgerät angeschlossen wird. Differenzielle Eingänge haben für jeden Kanal einen separaten Anschluss für die „Hi“- und die „Lo“-Seite des Signals. Datenerfassungssysteme haben entweder massebezogene oder differenzielle Eingänge, unterstützen aber oft beide Konfigurationen.

GPIB-Schnittstelle (General Purpose Interface Bus)

Auch unter der Bezeichnung „HPIB“ (für Hewlett-Packard Interface BUS) bekannt, ist die GPIB-Schnittstelle eine Standardschnittstelle zur Ansteuerung von Messgeräten und anderen Instrumenten über einen Computer. Ein weiteres Synonym ist „IEEE 488“ nach dem entsprechenden ANSI/IEEE-Standard.

Auflösung

Der kleinste Signalschritt, den ein Datenerfassungssystem unterscheiden kann. Die Auflösung kann in Bits, als Verhältnis oder in Prozent des Endwerts ausgedrückt werden. Zum Beispiel hat ein System eine 12-Bit-Auflösung, eine Auflösung von 1:4.096 oder 0,0244 % des Endwerts.

RS232

Ein bei Datenerfassungssystemen weit verbreiteter Standard für die serielle Kommunikation. RS232 ist ein weit verbreiteter Standard zur seriellen Kommunikation, ist jedoch dahingehend eingeschränkt, dass nur ein Gerät an die Schnittstelle angeschlossen werden kann und die Übertragungsentfernung nicht mehr als 15 m betragen sollte.

RS485

Ein bei Datenerfassungssystemen weit verbreiteter Standard für die serielle Kommunikation. RS485 ist nicht so verbreitet wie RS232, jedoch flexibler: die RS485-Schnittstelle unterstützt mehrere Geräte gleichzeitig und lässt Übertragungsentfernungen bis zu 1200 m zu.

Messrate

Die Geschwindigkeit, mit der das Datenerfassungssystem die Daten „sammelt“. Sie wird üblicherweise in Messwerten pro Sekunde ausgedrückt. Bei mehrkanaligen Datenerfassungssystemen wird als Datenerfassungsrate meist die Geschwindigkeit des A/D-Wandlers angegeben (Summenabtastrate). Um die Messrate für einen Kanal zu erhalten, wird die A/D-Wandlergeschwindigkeit (Summenabtastrate) durch die Anzahl der gemessenen Kanäle geteilt.

Massebezogener Eingang (auch Single-Ende, SE genannt)

Beschreibt, wie ein Eingangssignal an ein Datenerfassungsgerät angeschlossen wird. Bei massebezogenen Eingängen haben alle Messeingänge einen gemeinsamen Masseanschluss. Datenerfassungs-Geräte haben entweder massebezogene oder differenzielle Eingänge. Viele unterstützen beide Konfigurationen.

Wählen Sie das richtige Datenerfassungssystem

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Mobiles Datenerfassungssystem Mobile Datenerfassungssysteme
Drahtlose Messumformer verwandeln mobile Endgeräte in mobile Datenerfassungssysteme, indem sie per Bluetooth eine Verbindung mit einem Smartphone oder Tablet herstellen, um Messwerte aufzuzeichnen, zu überwachen und auszugeben. Diese Messumformer unterstützen verschiedene Messgrößen, zum Beispiel pH, relative Feuchte oder Widerstandsfühler-Signale. Die Datenübertragung erfolgt per drahtloser Bluetooth-Technologie und macht die Daten in einer App auf einem Smartphone oder Tablet zugänglich. Über die App lassen sich mehrere Messumformer gleichzeitig mit einem Smartphone oder Tablet koppeln und einrichten.
Drahtloses Datenerfassungssystem Drahtlose Datenerfassungssysteme
Drahtlose Datenerfassungssysteme ersparen die kostspielige und zeitaufwändige Feldverdrahtung der Prozesssensoren. Diese Systeme bestehen aus einem oder mehreren Transmitter(n), drahtlosen Messumformern, die ihre Daten an ein Basisgerät senden. Dieser Empfänger ist meist direkt an einen Computer angeschlossen. Drahtlose Messumformer werden für Umgebungstemperatur und relative Feuchte, Thermoelement-, Widerstandsfühler-, Impuls- und Prozesssignale angeboten und können auch einen 4 bis 20 mA- oder Spannungsausgang besitzen. Die Empfänger werden über eine USB- oder Ethernet-Schnittstelle an den PC angeschlossen.
Serielles Datenerfassungssystem Datenerfassungssysteme mit serieller Schnittstelle
Datenerfassungssysteme mit serieller Schnittstelle sind eine gute Wahl, wenn die Messungen nicht in unmittelbarer Nähe des Computers vorgenommen werden. Es gibt verschiedene Kommunikationsstandards, von denen RS232 derzeit noch der am weitesten verbreitete ist. Dieser Standard ist jedoch auf eine Reichweite von ca. 15 m begrenzt. Bei der RS485-Schnittstelle besteht diese Einschränkung nicht, sie unterstützt Übertragungsentfernungen von bis zu 1200 m.
USB-Datenerfassungssystem USB-Datenerfassungssysteme
Die USB-Schnittstelle (Universal Serial Bus) ist ein weiterer Standard zur seriellen Kommunikation, der sich auch in der Messtechnik weitgehend durchgesetzt hat. Er ermöglicht den Anschluss von Datenerfassungsgeräten, aber auch anderer Peripherie wie Drucker, Modems oder Monitoren. USB bietet gegenüber anderen seriellen oder parallelen Schnittstellen eine Reihe von Vorteilen, unter anderem eine höhere Bandbreite (bis zu 4800 MBit/s bei USB 3.0) sowie die Möglichkeit zur Versorgung von Peripheriegeräten. Der USB-Bus eignet sich ideal für Datenerfassungs-Anwendungen. Da der USB-Anschluss auch die Spannungsversorgung bereitstellt, ist nur ein einziges Kabel zum Anschluss des Messsystems an den PC erforderlich.
Datenerfassungskarte Datenerfassungskarten
Datenerfassungskarten werden direkt an den internen Bus des Computers angeschlossen, d. h. in den Computer eingebaut. Der Vorteil dieser Karten liegt in ihrer hohen Geschwindigkeit (durch den direkten Anschluss an den PC-Bus) und den niedrigen Kosten (weil Gehäuse und separate Stromversorgung entfallen). Karten werden primär für PC-Systeme angeboten. Die Karten unterscheiden sich durch die Anzahl der Eingänge (Spannung, Thermoelement, digitale Ein- Ausgänge), Ausgänge, Geschwindigkeit und Funktionalität. Jede in dem Computer installierte Karte besitzt einen innerhalb des Systems einmaligen I/O-Adressbereich. Das Anwendungsprogramm greift über diesen im Computer definierten I/O-Adressbereich auf die Karte und ihre Komponenten zu.