Basler Vision Technologies A302f User Manual

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Automationssystem zur Untersuchung
von Gaswechsel- und Transportprozessen
an Pflanzen
Vom Fachbereich 12 Maschinenwesen der Universit
¨
at Duisburg-Essen zur
Erlangung des akademischen Grades eines Doktors der Ingenieurwissenschaften
genehmigte Dissertation
vorgelegt von
Bernd Proff aus Bochum
Vorsitzender
der Pr
¨
ufungskommission: Prof. Dr. Paul Winske
Gutachter: Prof. Dr. Hans-Joachim Stracke
Prof. Dr. Rudolf Tracht
Prof. Dr. Ulrich Schurr
Tag der m
¨
undlichen Pr
¨
ufung: 16. Dezember 2003
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1 2 3 4 5 6 ... 158 159

Summary of Contents

Page 1

Automationssystem zur Untersuchungvon Gaswechsel- und Transportprozessenan PflanzenVom Fachbereich 12 Maschinenwesen der Universit¨at Duisburg-Essen zu

Page 2

1 EinleitungVerantwortung gegen¨uber der Natur aufzeigt. Bis heute w¨achst die Gefahr globaler,durch die T¨atigkeit des Menschen verursachter Klima- u

Page 3 - Inhaltsverzeichnis

6 Konzept des GTPROZESSASAbbildung 6.25: Programmmodul f¨ur die Kommunikation mit dem Bronkhorst ServerFlow-DDEDie beiden Beispiele haben aufgezeigt,

Page 4 - PROZESSAS 55

6.3 Programmmodule f¨ur das Messsystemund die Standardabweichung berechnet. Damit wird die Genauigkeit verbessert,und es kann gleichzeitig auch eine A

Page 5 - PROZESSAS 127

6 Konzept des GTPROZESSAS• F¨ur die Kalibrierung der Prozessgr¨oßen wird eine entsprechende MicrosoftExcel Kalibrierungsdatei, wie sie in Abb. 6.26 da

Page 6 - Tabellenverzeichnis 151

6.3 Programmmodule f¨ur das Messsystem• F¨ur die Auswertung eines Experimentes sind die Berechnungen der pflanzen-physiologischen Zusammenh¨ange wie z.

Page 7 - Danksagung

6 Konzept des GTPROZESSASStruktur des Messsystems leicht erweitert werden z.B. durch zus¨atzliche Infor-mationen aus der Bilddatenanalyse.Die Berechnu

Page 8

6.3 Programmmodule f¨ur das MesssystemIm Gegensatz dazu stellen Graphen Daten von bereits erzeugten Arrays in einemZuge dar. Diese Darstellung wird ei

Page 9

6 Konzept des GTPROZESSASPosition L¨angeDatum 1 1Uhrzeit 2 1Rohdaten 3..50 47Berechnete Daten 51..71 20Erweiterung 72.. ..Tabelle 6.3: Position der Da

Page 10

6.3 Programmmodule f¨ur das Messsystem<Start-Metadaten>//Kommentar//Position : Datentyp : Bezeichnung : EinheitDatum : dd.mm.yyUhrzeit : hh.mm.s

Page 11

6 Konzept des GTPROZESSAS6.3.2 TranslokationsmessungenDas Grundkonzept f¨ur die Translokationsmessungen basiert auf dem Messverfahren,das im Kapitel G

Page 12

6.3 Programmmodule f¨ur das Messsystemin Analogie zu den Gaswechselmessungen.6.3.3 Bildgebendes MessverfahrenDie Gaswechsel- und Translokationsmessung

Page 13

der Gaswechselprozesse sowie¨uber dessen Abh¨angigkeit von einer ganzen Reihe vonFaktoren erzielt worden. Wesentliche Fortschritte in den Erkenntnisse

Page 14

6 Konzept des GTPROZESSASF¨ur das Softwaresystem wird das Win32 Betriebssystem als Systemsoftware einge-setzt. Gerade mit der Entwicklungsumgebung Lab

Page 15 - Zielsetzung der Arbeit

7 Konzept f¨ur das bildgebendeMessverfahrenWie schon in dem Kapitel Anforderungen an das bildgebende Messverfahren (Kapitel4.2.4) aufgezeigt wurde, so

Page 16 - 1 Einleitung

7 Konzept f¨ur das bildgebende MessverfahrenZu einem sp¨ateren Zeitpunkt soll das konzipierte bildgebende Verfahren auf wei-tere wissenschaftliche Fra

Page 17 - Translokation

7.1 Konzeption der HardwareebeneGrundlegend unterscheiden sich die heute eingesetzten Kamerasysteme hinsicht-lich der¨Ubertragungstechnik zwischen Kam

Page 18 - 2.1.1 Hardwaresystem

7 Konzept f¨ur das bildgebende MessverfahrenF¨ur die Kommunikation mit dem Rechnersystem besteht bei einer digitalen Ka-mera die M¨oglichkeit, die Sta

Page 19 - 2.2 Defizite

7.1 Konzeption der Hardwareebenebedeutet, dass das Objekt gr¨oßer erscheint, wenn es weniger weit vom Objektiv ent-fernt ist, und kleiner, wenn es wei

Page 20

7 Konzept f¨ur das bildgebende MessverfahrenZusammenfassend stellen sich die Vorteile f¨ur den Einsatz eines telezentrischenObjektivs wie folgt dar: G

Page 21 - 2.3 Fazit

7.2 Konzeption der Softwareebene7.2.1 GrundkonzeptEin wichtiger Aspekt bei der Bilderfassung ist die M¨oglichkeit, die Erfassung desBildes zeitsignifik

Page 22

7 Konzept f¨ur das bildgebende MessverfahrenAbbildung 7.2: LabVIEW Programmmodul f¨ur die Digitalkamera fs302 mit externerSynchronisierung110

Page 23 - Messmethoden

7.2 Konzeption der SoftwareebeneIn Abb. 7.2 ist das Programmmodul dargestellt f¨ur eine Einzelbilderfassung¨ubereinen Hardware-Trigger. Daf¨ur wird di

Page 24 - 3.1 Gaswechselmessungen

1 EinleitungSeit Beginn der Industrialisierung stieg die atmosph¨arische CO2-Konzentrationvon 280 auf 370 µmol mol−1[10]. Dies entspricht einem Anstie

Page 25

7 Konzept f¨ur das bildgebende Messverfahren7.2.2 Das bildgebende VerfahrenDie Aufgaben des Anwenderprogramms f¨ur das bildgebende Verfahren werden en

Page 26

7.3 Analyse der Bildinformationkonkreten Anwendungsfall der Blattfl¨achendetektion dargestellt ist. Dieses Schemagibt einen¨Uberblick¨uber die untersch

Page 27

7 Konzept f¨ur das bildgebende Messverfahrender Position (x, y) an eine neue Position (x’, y’) verschoben. Die Beziehung zwi-schen den beiden Koordina

Page 28 - 3.2.3 Offene Gaswechselsysteme

7.3 Analyse der Bildinformationnoch weitere Effekte wie z.B. ungleichm¨aßige Beleuchtung oder auch Rauschen kom-men, was diese Objekteigenschaften nega

Page 29

7 Konzept f¨ur das bildgebende Messverfahrensiert werden kann und damit die M¨oglichkeit einer eindeutigen Objektextrahierung¨uber die Kantendetektion

Page 30

7.3 Analyse der Bildinformationzur Kantendetektion eingesetzt, so hat die erste Ableitung an einer Kante ein Ma-ximum oder ein Minimum, die zweite ein

Page 31 - Gas Exit

7 Konzept f¨ur das bildgebende MessverfahrenNach der Kantendetektion muss das Objekt als eindeutig segmentiert werden, da-mit bei der Klassifizierung d

Page 32 - 3.4 Translokationsmessungen

7.3 Analyse der Bildinformationhomogenen Hintergrund aufweist und dadurch das Objekt einfach zu identifizierenist. In der Praxis ist dies nicht zu erwa

Page 33 - Leitbündel

7 Konzept f¨ur das bildgebende MessverfahrenAbbildung 7.7: Links: Darstellung nach der Simulationsrechnung mit dem Sobel-Verfahren f¨ur die Kantendete

Page 34

7.3 Analyse der BildinformationAbbildung 7.8: Links: Darstellung nach der Bild-zu-Bild-Transformation, rechts:Formanalyse des Pflanzenblattes durch Ske

Page 35

aktiven Bl¨attern versorgt [23, 24, 25].Aufgrund der komplexen Zusammenh¨ange sind Kenntnisse¨uber die Art und denUmfang der transportierten Verbindun

Page 36 - D1..D6: Detektoren

7 Konzept f¨ur das bildgebende Messverfahrendiese Operation angewandt auf das skelettierte und geschlossene Pflanzenblatt.Die Berechnung der Fl¨ache is

Page 37 - 3.4.2 Translokationsmessungen

7.4 Pr¨asentation der Bilddatenbeitung ab. Dieser Unterschied l¨asst sich am besten an einem praktischen Beispielerl¨autern.Viele Anwendungen der Bild

Page 38

7 Konzept f¨ur das bildgebende Messverfahren7.5 Archivierung der BilddatenDie Zielsetzung bei der Bilddatenarchivierung ist, die aufgenommenen Messdat

Page 39 - 3.5 Sensoren und Aktoren f

7.5 Archivierung der Bilddatenbeitung.Zusammenfassend kann jedoch gesagt werden, dass eine Extraktion von Bildin-formationen in der Regel immer nur mi

Page 40

7 Konzept f¨ur das bildgebende Messverfahren126

Page 41

8 Einsatz des GTPROZESSASBestandteil der laufenden Forschungst¨atigkeit an dem Institut f¨ur Botanik/Pflan-zenphysiologie der Universit¨at Duisburg-Ess

Page 42

8 Einsatz des GTPROZESSAS8.1 Gaswechselmessungen an homo- undheterobarischen Bl¨atternAufgrund der Komplexit¨at der Fragestellung werden im weiteren n

Page 43 - 4 Anforderungen an das

8.1 Gaswechselmessungen an homo- und heterobarischen Bl¨attern100 µma100 µmbAbbildung 8.1: Schematische Darstellung der Querschnitte von homobarischen

Page 44 - Kalibrierungsdatei

8 Einsatz des GTPROZESSASdarstellen, so kann eine laterale Diffusion durch das Blatt entstehen. Dieser Gasflußist dann in erster Linie von der Gr¨oße de

Page 45 - PROZESSAS ent

8.1 Gaswechselmessungen an homo- und heterobarischen Bl¨atternAbbildung 8.2: Gegen¨uberstellung der Dunkelatmungsraten von hetero- (b) und ho-mobarisc

Page 46 - 4.1 Allgemeine Anforderungen

1 Einleitungdienen, existierende mechanistische Modelle der Photosynthese zu verbessern.• Die Regulation der Sink-Source Wechselwirkungen: Das Ziel is

Page 47 - 4.2 Funktionale Anforderungen

8 Einsatz des GTPROZESSASbestehender CO2-Gradient von 1650 µmol mol−1zwischen der Blattkammer und derexternen Luft f¨uhrte zu keiner¨Anderung der Dunk

Page 48

8.2 FazitAbbildung 8.3: Gegen¨uberstellung der Respirations- (a) und (b) sowie Photosynthe-seraten (c) in Abh¨angigkeit von dem Druckgradienten, gemes

Page 49 - PROZESSAS erzielt, da keine

8 Einsatz des GTPROZESSASDer Einsatz des GTPROZESSAS ist an den Experimenten f¨ur die Untersuchungdes Einflusses der Diffusion und des Druckgradienten a

Page 50

9 Zusammenfassung und AusblickIm Rahmen einer interdisziplin¨aren Kooperation mit dem Forschungszentrum J¨ulichund der Universit¨at Duisburg-Essen wur

Page 51

9 Zusammenfassung und AusblickIm ersten Ansatz wurde ein Konzept f¨ur die Berechnung der Blattfl¨ache aus denBildinformationen entwickelt, da diese als

Page 52 - PROZESSAS integriert werden

Literaturverzeichnis[1] Nisbet E.G. Globale Umweltver¨anderungen. Spektrum Akademischer Verlag,Heidelberg, 1994.[2] Meadows D.H. & Meadows D.L. Di

Page 53 - Translokationsmessungen

Literaturverzeichnis[10] IPCC Working Group 2001. Summary for policymakers, a report of workinggroup of the ipcc (intergovernment panel on climate cha

Page 54 - PROZESSAS zu sehen

Literaturverzeichnis[19] Baker D.A. & Milburn J.A. Transport of photoassimilates. Longman Scientific& Technical Longman House, Harlow, Essex, 1

Page 55

Literaturverzeichnis[31] K¨uppers M., Swan A.G., Tomkins D., and Gabriel D. A field portable systemfor the measurment of gas exchange of leaves under n

Page 56 - PROZESSAS auch f

Literaturverzeichnis[41] RCA Corporation. Photomultiplier Handbook. RCA Solid State Division, ElectroOptics and Devices, Lancaster, PA 17604, 1980.[42

Page 57 - Entwicklungsumgebung

diesem und nach entsprechender Transformation in zuk¨unftigen Forschungsvorhabendar.Zielsetzung der ArbeitIm Rahmen einer Dissertation soll ein Konzep

Page 58 - Automatisierungstechnik

Literaturverzeichnis[52] National Instruments. FieldPoint Rugged Intelligent and Distributed I/O Sy-stems. National Instruments, 2002. www.ni.com/supp

Page 59

Literaturverzeichnis[64] Linos AG. Gesamtkatalog 2002.LinosAG;K¨onigsallee 23; 37081 G¨ottingen,2002. www.linos.de.[65] Davis P.J. Interpolation and A

Page 60

Literaturverzeichnis[78] Umbaugh S.E. Computer Vision and Image Processing: A Practical ApproachUsing CVIPTools. Prentice Hall PTR, Upper Saddle River

Page 61 - 5.3 Fazit

Literaturverzeichnis[88] Miano John. The programmer guide to compressed images files: Jpeg, Png, Gif,Xbm, Bmp. Addison-Wesley Pub Co, Boston, 2003.[89]

Page 62 - PROZESSAS anbietet

Literaturverzeichnis146

Page 63 - 6 Konzept des GTPROZESSAS

Abbildungsverzeichnis2.1 Stark vereinfachte Darstellung der Grundstruktur des Hardwaresys-tems f¨ur Gaswechsel- und Translokationsmessungen . . . . .

Page 64 - Anwender

Abbildungsverzeichnis6.5 Kommunikation von FieldPoint-Modulen mit dem Host-System . . . 666.6 Softwaresystem des GTPROZESSAS mit den beiden Bereichen

Page 65 - Computersystem

Abbildungsverzeichnis6.24 Prinzipielle Darstellung der Messdatenerfassung f¨ur die Massendurch-fluss-Messger¨ate¨ubereinenDDE-Server ... 9

Page 66 - PROZESSAS,be

Abbildungsverzeichnis150

Page 67

Tabellenverzeichnis3.1 Aktoren und Regler f¨ur das GTPROZESSAS ... 313.2 Diskrete Aktoren f¨ur das GTPROZESSAS ... 323.3 Senso

Page 69 - Rechnerhardware

2 Ist-Zustand des bisherigenMesssystems f¨ur Gaswechsel undTranslokationDie Motivation, ein neues und zukunftsweisendes GTPROZESSAS f¨ur die Beein-flus

Page 70

2 Ist-Zustand des bisherigen Messsystems f¨ur Gaswechsel und Translokation2.1.1 HardwaresystemDie Abbildung 2.1 verdeutlicht die Grundstruktur des Har

Page 71 - PROZESSAS aufgezeigt. Daf

2.2 DefiziteKommunikation mit dem Rechnersystem ist dabei¨uber eine entsprechende Schnitt-stellenkarte m¨oglich.2.1.2 SoftwaresystemDas Softwaresystem

Page 73 - PROZESSAS k

2 Ist-Zustand des bisherigen Messsystems f¨ur Gaswechsel und Translokationder Messergebnisse aus dem durchgef¨uhrten Experiment war daher nur durch de

Page 74 - PROZESSAS bildet

2.3 FazitDurch die zeitkritische Steuerung des Versuchsablaufes von Experimenten im pflan-zenphysiologischen Bereich beinhaltet der manuelle Eingriff au

Page 75

2 Ist-Zustand des bisherigen Messsystems f¨ur Gaswechsel und Translokation14

Page 76 - Softwaresystem

3 Grundlagen derpflanzenphysiologischenMessmethodenBei den in diesem Kapitel er¨orterten Messmethoden handelt es sich um die Beschrei-bung von Messverf

Page 77 - PROZESSAS deutlich einschr

3 Grundlagen der pflanzenphysiologischen Messmethodeneinzelnen Prozessgr¨oßen, sondern durch die Integration von Aktoren k¨onnen die ein-zelnen Prozess

Page 78

3.2 Gaswechselanalytische Messverfahren3.2 Gaswechselanalytische MessverfahrenDie Methodik der Gaswechselanalyse beruht auf kombinierten Messsystemen,

Page 79 - 6.2 Programmmodule f

3 Grundlagen der pflanzenphysiologischen Messmethoden3.2.1 Geschlossene GaswechselsystemeDie Abbildung 3.1 (a) zeigt das Schema eines einfachen geschlo

Page 80 - Programmierbare

3.2 Gaswechselanalytische Messverfahrendann aufwendig kompensiert werden, wie zum Beispiel durch einen Nebenschluss(Abb. 3.1 (b)), mit welchem die H2O

Page 81 - 6.2.2 Manuelle Steuerung

3 Grundlagen der pflanzenphysiologischen MessmethodenSystems, der Temperatur und des Luftdruckes und B die projizierte assimilierendeBlattoberfl¨ache.Wi

Page 82

3.2 Gaswechselanalytische Messverfahrenvariiert, wird hier nur grundlegend auf das einfache Gaswechselsystem eingegangenund auf die Literatur [7] verw

Page 83

InhaltsverzeichnisDanksagung v1 Einleitung 12 Ist-Zustand des bisherigen Messsystems f¨ur Gaswechsel und Transloka-tion 92.1 Charakterisierung des bis

Page 84 - Abarbeitung

3 Grundlagen der pflanzenphysiologischen Messmethodeneffekt muß als Korrekturwert bei der Berechnung der CO2-Austauschraten unbedingtber¨ucksichtigt [32

Page 85

3.3 Gaswechselsystem der Universit¨at Duisburg-EssenMFC1F2GP1F1MV1IRGA2GP3MFM1H2H1LCPD1IRGA1MV2DP2GP2F1DP3PRPMFC2Air*DP1Hm1NV1 NV2CS1CS2MX1CO2Gas Supp

Page 86

3 Grundlagen der pflanzenphysiologischen MessmethodenMit den beiden Magnetventilen MV1 und MV2 kann das Gaswechselsystem sowohlals offenes oder geschlos

Page 87

3.4 Translokationsmessungentiert das Phloemgewebe Photosyntheseprodukte aus den ausgewachsenen Bl¨atternzu wachsenden und speichernden Pflanzenteilen [

Page 88 - Parameter

3 Grundlagen der pflanzenphysiologischen Messmethodenverbraucht. Nicht-photosynthetische Organe der Pflanze, aber auch Organe, die nichtausreichend Phot

Page 89

3.4 Translokationsmessungendann l¨asst sich ein relativ unver¨anderter Phloemsaft gewinnen und analysieren [34].Phloemtransport dient haupts¨achlich d

Page 90

3 Grundlagen der pflanzenphysiologischen Messmethodenradioaktiv markiertes CO2f¨ur kurze Zeit an einem source Blatt (siehe Abb. 3.5) ap-pliziert (Puls-

Page 91

3.4 TranslokationsmessungenDie Anwendung von11C markiertem CO2ist dagegen eine nicht destruktive Me-thode, da die nach Positronen-Emission entstehende

Page 92 - 6.3 Programmmodule f

3 Grundlagen der pflanzenphysiologischen MessmethodenPMTSγ-StrahlungSCA CHHHHPAb+HV•Abbildung 3.6: Stark vereinfachte Darstellung der Auswerteelekt

Page 93 - 6.3.1 Gaswechselmessungen

3.5 Sensoren und Aktoren f¨ur das GTPROZESSAS3.5 Sensoren und Aktoren f¨ur das GTPROZESSASIn diesem Kapitel wurden die pflanzenphysiologischen Messmeth

Page 94 - LabVIEW APIs

Inhaltsverzeichnis3.4.1 Grundlagen Stofftransport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243.4.2 Translokationsmessungen... 293.5 Se

Page 95

3 Grundlagen der pflanzenphysiologischen MessmethodenI/O-Modul SCXI-1163 (Aktoren)Kanal K¨urzel Bezeichnung Funktion im GTPROZESSAS0 V1 Magnetventil Ei

Page 96

3.5 Sensoren und Aktoren f¨ur das GTPROZESSASI/O-Modul SCXI-1100 (Sensoren)Kanal K¨urzel Typ Bezeichnung Funktion im GTPROZESSAS0 Ce1 D Binos 4.1 CO2a

Page 97

3 Grundlagen der pflanzenphysiologischen MessmethodenI/O Modul SCXI-1112 (Sensoren)Kanal K¨urzel Typ Bezeichnung Funktion im GTPROZESSAS0 tC T Ni/CrNi

Page 98

4 Anforderungen an dasGTPROZESSASIm Kapitel 2 wurde der Ist-Zustand des bisher eingesetzten Messsystems charak-terisiert sowie die Defizite aufgezeigt.

Page 99

4 Anforderungen an das GTPROZESSASDBSoftwaresystemSteuern/MessenSteuerdateiKalibrierungsdateiLabVIEW TreiberFernüberwachungund SteuerungHardwaresystem

Page 100 - Flow-DDE

Pflanzenphysiologie.In Analogie zu der Steuerdatei f¨ur die Beeinflussung der Prozesse soll f¨ur dasMesssystem eine entsprechende Datei f¨ur die Kalibri

Page 101

4 Anforderungen an das GTPROZESSAS4.1 Allgemeine AnforderungenDie allgemeinen Anforderungen an das GTPROZESSAS sollen weniger die abzubil-dende Funkti

Page 102 - PROZESSAS

4.2 Funktionale Anforderungenverstehen, der unabh¨angig oder zusammen mit weiteren Teilen eine gesamte Soft-wareapplikation ausmachen kann.Erweiterbar

Page 103

4 Anforderungen an das GTPROZESSASBei diesem Experiment m¨ussenindemZeitraumvont0bis tnein Vielzahl von un-terschiedlichen Ereignissen ausgef¨uhrt wer

Page 104

4.2 Funktionale Anforderungennur als Erg¨anzung zu sehen, z.B. f¨ur eine Fehlerdiagnose, Kalibrierung der einzelnenKomponenten des Gesamtsystems oder

Page 105

Inhaltsverzeichnis6.2.5 DieMicrosoftExcelSteuertabelle ... 796.3 Programmmodule f¨ur das Messsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Page 106

4 Anforderungen an das GTPROZESSASPunkt f¨ur die konzeptionelle Grundlage genannt.Steuerung der Prozessgr¨oßenGrundlegend muß sichergestellt werden, d

Page 107

4.2 Funktionale Anforderungen4.2.2 Anforderungen an das MesssystemAllgemeine AnforderungenNeben dem Modul f¨ur die Steuerung der pflanzenphysiologische

Page 108 - 6.3.2 Translokationsmessungen

4 Anforderungen an das GTPROZESSASdie komplexen Programme selektiv zu testen, die einzelnen Bestandteile der Anlagezu¨uberpr¨ufen, einzustellen oder z

Page 109 - Zusammenfassung

4.2 Funktionale Anforderungen4.2.3 Anforderungen an die Gaswechsel- undTranslokationsmessungenAls Erg¨anzung zu den allgemeinen Anforderungen an das M

Page 110

4 Anforderungen an das GTPROZESSAStigen. Dabei ist die Zielsetzung, ein offenes System zu entwickeln, das eine effektiveIntegration von Messkomponenten

Page 111 - Messverfahren

4.3 Anforderungen an die EntwicklungsumgebungIntegration von physikalischen SchnittstellenBussysteme gewinnen in der rechnergest¨utzten Mess- und Auto

Page 112 - PROZESSAS sowie die Modularit

4 Anforderungen an das GTPROZESSASSchnittstelle zwischen Microsoft Windows basierten ApplikationenFlexibilit¨at im Softwarebereich bedeutet heutzutage

Page 113 - Tabelle 7.1: Gegen

5 Auswahl derEntwicklungsumgebungBei der Konzeption eines komplexen Gesamtsystems aus dem Bereich der Mess- undAutomatisierungstechnik ist die Frage,

Page 114

5 Auswahl der Entwicklungsumgebungheutigen Zeitpunkt gesagt werden, dass sich LabVIEW im Verlauf der letzten Jahrezum Industriestandard [42] in den Be

Page 115 - Aperturblende

5.1 LabVIEW in der Mess- und AutomatisierungstechnikMesstechnik hin und erkl¨art somit die Strukturierung in Frontpanel und Steuer-programm. Gleich de

Page 116 - [63] oder Linos AG, 37081 G

InhaltsverzeichnisTabellenverzeichnis 151iv

Page 117 - 7.2.1 Grundkonzept

5 Auswahl der Entwicklungsumgebungwicklungsumgebung. Die Integration von Bibliotheken f¨ur Datenerfassung, -analyse,-pr¨asentation und -archivierung e

Page 118 - externer

5.3 Fazit5.3 FazitLabVIEW blickt auf mehr als 17 Jahre Erfahrung in der Technik zur¨uck und emp-fiehlt sich als ausgereiftes, weltweit eingesetztes Sof

Page 119 - Bilderfassung

5 Auswahl der EntwicklungsumgebungEntwicklungsumgebung (Kapitel 4.3) aufgef¨uhrten Aspekte beinhaltet und sich damitf¨ur das GTPROZESSAS anbietet.54

Page 120

6 Konzept des GTPROZESSASIn dem Kapitel Anforderungen an das GTPROZESSAS (Kapitel 4) wurden die An-forderungen an die Funktionen, Gestalt und Einsatzm

Page 121 - 7.3.1 Bildvorverarbeitung

6 Konzept des GTPROZESSASGTPROZESSASAnwenderTLP PEGWPAbbildung 6.1: Entwickelte Grundstruktur aus der Funktionalit¨at des GTPROZESSAS,GWP: Gaswechselp

Page 122 - 7.3.2 Merkmalsbilder

6.1 Grundkonzept f¨ur das GTPROZESSASein Informationsaustausch bez¨uglich des Verlaufes und der Steuerung der Prozess-gr¨oßen m¨oglich. Dazu erfassen

Page 123

6 Konzept des GTPROZESSASF¨ur den Dialog mit dem Anwender ist eine Schnittstelle konzipiert worden, welchedie M¨oglichkeit einer intuitiven Bedienbark

Page 124

6.1 Grundkonzept f¨ur das GTPROZESSAS6.1.2 Technische EinrichtungenIn diesem Kapitel wurde die grundlegende Struktur f¨ur das GTPROZESSAS kon-zipiert,

Page 125

6 Konzept des GTPROZESSASGTPROZESSASAutomatisierungs-computersystemProzess-SchnittstelleSensoren und AktorenMensch-ProzessKommunikationSoftware-system

Page 126 - 7.3.3 Segmentierung

6.1 Grundkonzept f¨ur das GTPROZESSASRechnerhardwareLichtwellenleiterPXI/SCXI-SystemRS-232, IEEE 488, Digitale- Analoge I/O IEEE 1394, IEEE 802.3 Sens

Page 127

DanksagungDie vorliegende Arbeit entstand im Rahmen einer interdisziplin¨aren Kooperationmit dem Institut f¨ur Prozess- und Datenmanagement des Fachbe

Page 128 - Verfahren f

6 Konzept des GTPROZESSASf¨ur den Einsatz im GTPROZESSAS kombiniert werden. Die offene standardisiertePXI-Plattform [48] hat viele Vorteile gegen¨uber

Page 129 - 7.3.4 Klassifizierung

6.1 Grundkonzept f¨ur das GTPROZESSASzipierten GTPROZESSAS aufgezeigt. Daf¨ur ist eine entsprechende Konfigurierungdes PXI/SCXI-Datenerfassungssystems

Page 130

6 Konzept des GTPROZESSASnotwendige Transferrate des PCI-Buses im Gesamtsystem sichergestellt. Der Vorteilgegen¨uber weiteren Bussystemen ist die pote

Page 131

6.1 Grundkonzept f¨ur das GTPROZESSASdedizierte Echtzeitsysteme, aus dem Bereich der Mess-, Steuer- und Regelungstech-nik [50]. Damit kann auf allen A

Page 132

6 Konzept des GTPROZESSASse RT Controller f¨ur den Einsatz im GTPROZESSAS geeignet, da auch die Prozess-Steuerung und das Messsystem auf PXI/SCXI basi

Page 133

6.1 Grundkonzept f¨ur das GTPROZESSASFazitDurch die Kombination des PXI/SCXI-Systems k¨onnen die Vorteile des PXI-Systemsim Bereich der Signalverarbei

Page 134

6 Konzept des GTPROZESSASAnwendersoftwareSystemsoftwareProgramm-modulefür dieProzess-SteuerungProgramm-modulefür dasMess-systemBetriebssystemSoftwares

Page 135 - 8 Einsatz des GTPROZESSAS

6.1 Grundkonzept f¨ur das GTPROZESSAStion mit Microsoft Excel (vgl. Kapitel 6.2.3) und¨uber entsprechende Server auch f¨urexterne Ger¨ate eingesetzt.D

Page 136

6 Konzept des GTPROZESSASEndeProgramm-modulefür dasMess-systemStartProgramm-modulefür dieProzess-SteuerungDatenAbbildung 6.7: Grundlegende Softwarestr

Page 137

6.2 Programmmodule f¨ur die Prozess-SteuerungDatenaufzeichnung oder der Zeitpunkt der Bilderfassung zu z¨ahlen ist. Mit dieserSchnittstelle kann die P

Page 138

Danksagungvi

Page 139

6 Konzept des GTPROZESSASder Versuchsdurchf¨uhrung mit einer Microsoft Standard Software und erh¨oht zus¨atz-lich die funktionale Transparenz, was aus

Page 140

6.2 Programmmodule f¨ur die Prozess-Steuerung6.2.2 Manuelle SteuerungDie manuelle Steuerung ist so konzipiert, dass der Benutzer die M¨oglichkeit hat,

Page 141 - 8.2 Fazit

6 Konzept des GTPROZESSASAktoren (Magnetventile) eingesetzt, die¨uber einen digitalen I/O-Kanal angesteuertwerden.Die Benutzeroberfl¨ache ist dahingehe

Page 142

6.2 Programmmodule f¨ur die Prozess-SteuerungDie Schnittstelle zu den einzelnen Prozessen ist das PXI/SCXI-Datenerfassungs-system mit den entsprechend

Page 143 - PROZESSAS ausgef

6 Konzept des GTPROZESSAS6.2.3 Programmierbare SteuerungDie f¨ur die programmierbare Steuerung erforderliche Steuerdatei wird, wie bereitserw¨ahnt, mi

Page 144

6.2 Programmmodule f¨ur die Prozess-Steuerungdurch den Anwender definiert werden, jedoch mit einer begrenzten Zeitaufl¨osung.Diese ergibt sich aus der Z

Page 145 - Literaturverzeichnis

6 Konzept des GTPROZESSASgegeben (Excel Worksheet) und f¨ur eine Abarbeitung durch das GTPROZESSASeingelesen.6.2.4 Die Schnittstelle zu Microsoft Exce

Page 146

6.2 Programmmodule f¨ur die Prozess-SteuerungAnaloges gilt auch f¨ur das Messsystem. Dort wird mit dem gleichen Verfahren eineMicrosoft Excel Datei f¨

Page 147

6 Konzept des GTPROZESSAS012 5 6 8 11 13 14 15 16 17 19 20Pos.Funktion / KommentarKürzelDatum - Uhrzeit Rel.Zeit Bedingungen Digital Rampen- Messda

Page 148

6.2 Programmmodule f¨ur die Prozess-SteuerungAbb. 6.15 zeigt das Programmodul, welches Datum und Uhrzeit aus der ExcelSteuerdatei auswertet. Dazu wird

Page 149

1 EinleitungDer Mensch hat sich in den Anf¨angen seiner Existenz noch g¨anzlich in die ihn um-gebende Natur eingef¨ugt und hat als J¨ager und Sammler

Page 150

6 Konzept des GTPROZESSASZus¨atzlich besteht die M¨oglichkeit, die Zeitsignifikanz mit den spezifischen Bedin-gungen zu koppeln. Bedingungen k¨onnen z.

Page 151

6.2 Programmmodule f¨ur die Prozess-SteuerungZuweisung des Aktors. Mit Hilfe der LabVIEW Notification Funktion werden dieRampenparameter an das in der

Page 152

6 Konzept des GTPROZESSAS6.3 Programmmodule f¨ur das MesssystemIm Kapitel Grundkonzept f¨ur das GTPROZESSAS (Kapitel 6.1) wurden die Umset-zungen der

Page 153

6.3 Programmmodule f¨ur das Messsystem6.3.1 GaswechselmessungenDie Grundlagen f¨ur die Konzeption der Gaswechselmessungen sind die in dem KapitelAnfor

Page 154

6 Konzept des GTPROZESSASModul PXI-6031E (vgl. Kapitel 6.1.3) eingesetzt. Es steuert mit einem Hardware-Timing [57] die Abtastung der Messsignale und

Page 155 - Abbildungsverzeichnis

6.3 Programmmodule f¨ur das Messsystemwickelte APIs8. Mit Hilfe dieser APIs k¨onnen die einzelnen LabVIEW Funktionenf¨ur die Datenerfassung mit den ei

Page 156 - PROZESSAS ... 73

6 Konzept des GTPROZESSASFIG initialisiert, die Occurrence Funktion konfiguriert und die Messwerterfassungmit der AI START Funktion kontinuierlich mit

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6 Konzept des GTPROZESSASAbbildung 6.23: LabVIEW Ger¨atetreiber f¨ur den LI-700090

Page 159 - Tabellenverzeichnis

6.3 Programmmodule f¨ur das MesssystemIntegration der Massendurchfluss-Messger¨ate f¨ur GaseDie Massendurchflussmesser der EL-FLOW-Baureihe10werden im G

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