Vom Datenlogger zum Monitoring-System

dydaqlog - mehr als nur ein Datenlogger

Ein Datenlogger ist laut Wikipedia "eine prozessorgesteuerte Speichereinheit, welche Daten in einem bestimmten Rhythmus über eine Schnittstelle aufnimmt und auf einem Speichermedium ablegt" (Zitat Wikipedia, Stand Feb. 2021). Hervorgegangen sind die heutigen Datenlogger vom Arbeitsprinzip her aus den analogen, mechanischen Mess- oder Linienschreibern, die es schon viel länger gibt. Der klassische Messschreiber zeichnet den zeitlichen Verlauf einer Messgröße als Liniendiagramm direkt auf eine Papierbahn auf. Einigen dürften solche Geräte zum Beispiel noch von früheren Museumsbesuchen bekannt sein, wo sie an die Wand montiert zur Langzeiterfassung der relativen Luftfeuchtigkeit eingesetzt wurden, zum Schutz der Exponate. An den meisten Orten sind solche Geräte heute selbst zu Museumsstücken geworden und durch digitale Datenlogger ersetzt worden. Dennoch sind dies wohl die ersten Messgrößen, die einem beim Thema Datenlogger einfallen: Die Langzeiterfassung von Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit, also des Raumklimas in Wohn-, Arbeitsräumen, Lagern aller Art, Museen, bis hin zu Ställen in der Landwirtschaft oder der Innentemperatur in einem Gerätegehäuse. Aber viele Datenlogger können natürlich auch andere Größen messen. Und sie haben heute noch weitere Funktionen, als nur Daten aufzuzeichnen.

Monitoring

Durch den Einsatz der Digitaltechnik werden aus Datenloggern oft komplette Überwachungssysteme: Daten werden nicht nur aufgezeichnet, um sie irgendwann später auszuwerten. Die Datenlogger übernehmen Monitoring-Aufgaben, das heißt die Messdaten werden auch überwacht und wenn nötig eine Reaktion ausgelöst. So können viele dieser Geräte in Bereichen eingesetzt werden wie Prozess- und Maschinenüberwachung, predictive Maintenance (vorausschauende Instandhaltung/vorbeugende Wartung) oder Umwelttechnik. Anstatt die Daten nur "auf einem Speichermedium abzulegen" können sie diese zum Beispiel im Rahmen eines vernetzten IoT-Gerätes auch kontinuierlich an einen steuernden PC übertragen, um sie dort zu verarbeiten. Oder vor Ort bei Über-/Unterschreiten von definierten Grenzwerten einen Alarm bzw. einen Schaltvorgang auslösen. Für solche Anwendungen, insbesondere wenn es in den Bereich Umwelt und Industrie geht, müssen die Datenlogger robust, zuverlässig/ausfallsicher sein und rauen Umweltbedingungen trotzen. Dazu gehört auch das Verhalten der Geräte beim Ausfall und Wiedereinschalten der Versorgungsspannung: Es darf dadurch nicht zu Datenverlusten kommen und der Messvorgang muss problemlos weiter laufen.

Außerdem erfordern Anwendungen in diesen Bereichen flexible Messeingänge. Diese müssen den Anschluss unterschiedlicher Signale - von Spannungen über verschiedene Sensor-Typen - erlauben. Je flexibler ein solches System ist, inklusive der Konfiguration und Steuerung vom PC aus, umso mehr kann es leisten. Der Datenlogger ▸dydaqlog ist hier ein gutes Beispiel. Er bietet ein leistungsfähiges Betriebssystem, universelle Messeingänge und eine Anbindung an den PC - drahtlos über WLAN oder Leitungsgebunden über Ethernet. Er kann daher ideal eingesetzt werden für die Temperaturüberwachung des Verbrennungsprozesses in Müllverbrennungsanlagen, die Überwachung der Umweltdaten in Klärwerk oder in Treibhäusern. Aber auch für die Temperaturüberwachung in Kühlhäusern für Lebensmittel und Pharmaprodukte, an Erdgastank oder die Überwachung von Prozessdaten in der Drucktechnik ist das Gerät gerüstet.

Automatisierung

Weit mehr als nur ein klassischer Datenlogger ist der ▸dydaqlog durch seinen leistungsstarken Quad-Core ARM Prozessor: Er erlaubt die Aufbereitung und Weiterverarbeitung der Messdaten in Echtzeit und erweitert das Gerät vom Datenlogger zum Automatisierungssystem. So können die Messkanäle online miteinander verrechnet oder auf Schwellwerte überwacht werden. Der ▸dydaqlog besitzt Digital-Ausgänge, so dass Alarme nicht nur in Form versendeter E-Mails sondern auch durch das Auslösen von Reaktionen durch Schalten dieser Ausgänge realisier werden können. Dabei ist der ▸dydaqlog natürlich nicht als Ersatz für eine SPS und die Steuerung komplexer Prozesse oder Maschinen gedacht. Aber für viele kleinere Anwendungen in Automatisierung und Test/Prüftechnik ist er bestens gerüstet. Darunter fallen zum Beispiel die Prüfung der Lebensdauer von Glühkerzen für Dieselmotoren, der Materialermüdung an Hausgeräten oder Langzeittests an Batterien

Für solche Anwendungen bietet das Gerät zudem ganze 16 differenzielle, flexible Eingänge, 6 Digital-Eingänge und 6 Digital-Ausgänge in Form von elektronischen Relais. Im Vergleich dazu verfügen handelsübliche Datenlogger oft nur über einen fest definierten Kanal oder einen fest eingebauten Sensor - was für eine einfache Datenlogger-Anwendung natürlich durchaus ausreichen kann. Jeder analoge Eingang des ▸dydaqlog kann völlig unabhängig von den anderen Kanälen für die Messung eines bestimmten Sensors oder einer Eingangsgröße konfiguriert werden. Ein einziges Gerät kann also sehr flexibel für die Messung vieler unterschiedlicher Signale eingesetzt werden. Ändern sich die Anforderungen der Anwendung, werden einfach Sensoren ersetzt oder hinzugefügt. Die Konfiguration wird dann über das Webinterface angepasst.

Welche Signale können an die Analog-Kanäle angeschlossen werden?

• Thermoelemente Typ J, K, T, E, R, S, B, N.
• PT50, PT100, PT500, PT1000.
• Messbrücken in 6-Leister-Technik, z.B, DMS (Dehnungsmessstreifen - Anzahl der verfügbaren Analogeingänge verringert sich durch die 6-Leiter-Technik entsprechend).
• Allgemein: Strom-/Spannungssignale.

Da die Temperatur eine der wohl am häufigsten gemessenen Größen ist, wurde der ▸dydaqlog so ausgelegt, dass Sensoren zur Temperaturmessung (u.a. Thermoelemente und Widerstandsthermometer/RTD) direkt angeschlossen werden können. Nachdem die prinzipiellen Messgrößen aber Spannung und Strom sind und eine Anpassung an unterschiedliche Signalpegel über Verstärkungsfaktoren eingestellt werden kann, sind die Eingänge extrem flexibel. Alle Sensoren, die Spannung oder einen Strom ausgeben, können letztendlich an diese Eingänge angeschlossen werden. Die interne Software bietet Skalierungsfunktionen, die eine Umrechnung der vom Sensor gemessenen Größe in Echtzeit erlauben - zum Beispiel in Druck oder Durchflussmenge. Für die Skalierung nichtlinearer Sensoren steht eine Linearisierungskurve in Form einer frei definierbaren Stützstellentabelle zur Verfügung. Durch die Vernetzung der Geräte über WLAN/Ethernet kann die Anzahl der Kanäle einfach bei Bedarf durch weitere Datenlogger erweitert werden. Die Geräte eigenen sich somit zum Beispiel auch für das Monitoring/(Fern)Überwachung von Produktionsanlagen, Maschinendaten, Umweltdaten, oder Gewächshäusern/Bio-Kraftwerken mit vielen unterschiedlichen Messpunkten.

Wie ein kleiner Edge Computer...

Die einfache Konfiguration über die komfortable Weboberfläche ist ein weiteres Argument, das für den ▸dydaqlog spricht. Durch die Nutzung eines herkömmlichen Web-Browsers muss der Anwender dafür nicht einmal spezielle Software installieren, sondern kann sofort loslegen. Der Datenlogger ist somit gleichzeitig auch ein leistungsfähiger Webserver, der seine Software quasi "dabei hat". Dies alles macht das Gerät ganz nebenbei zu einem kleiner Edge-Computer, der über MQTT die Daten von allen möglichen Sensoren "einsammeln" kann, die in diesem Format senden.

Nach Informationen von gmb/dydaqlog