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Angesichts des Tempos, mit dem neue Produkte heute in allen Bereichen auf den Markt kommen, erstaunt es nicht, dass die Anforderungen an die Mess-, Prüf-, Steuer- und Regelindustrien exponentiell zunehmen. Anwender erwarten, dass moderne Hardware zu einem geringeren Preis mehr bietet – ob es nun um mehr erforderliche Effizienz bei Automatisierungsanwendungen im industriellen Steuer- und Regelbereich oder um eine stärkere Konzentration auf die Gesamtbetriebskosten von Prüf- und Messsystemen geht. Um diese wachsenden Anforderungen zu erfüllen, bietet National Instruments die M-Serie an. Dabei handelt es sich um eine Produktfamilie von Datenerfassungskarten, die mehr Leistung und mehr I/O-Kanäle zu einem geringeren Preis zur Verfügung stellen.
 Das Kernstück der M-Serie bilden etliche neue Technologien und Funktionen. Dadurch wird eine breite Palette an Funktionalität in einem einzigen Datenerfassungsgerät möglich, die zuvor nur mit einer Reihe von Stand-alone-Geräten erreicht wurde. So verfügt etwa jedes Gerät der M-Serie über sechs DMA-Kanäle (Direct Memory Access), die Daten direkt vom Datenerfassungsgerät an den PC-Speicher übertragen, ohne dazu den Prozessor zu benötigen. Jedes Gerät versorgt simultan sechs unterschiedliche Instrumente. Das Gerät der M-Serie kann beispielsweise mit der Genauigkeit eines Voltmeters mit 5-1/2-Stellen oder eines Signalgenerators für digitale Muster arbeiten. Daher ist es gut dazu geeignet, Hardwareanforderungen einer großen Bandbreite von Prüf-, Mess-, Steuer- und Regelapplikationen zu erfüllen, darunter automatisierte Prüfungen, Sensormessungen und Prozesssteuerung.
Ein ATE-System auf einer Karte
Um den Produktionsdurchsatz zu erhöhen, benötigen Prüfingenieure leistungsstarke Ausrüstung, die die erforderliche Funktionalität in einem kompakten Formfaktor bereitstellt. Geräte der M-Serie sind für diese Anforderungen geeignet, da sie die Präzision und Genauigkeit eines Voltmeters mit 5-1⁄2-Stellen, einen Signalgenerator, einen dynamischen Signalanalysator und einen Signalgenerator für digitale Muster auf einer einzigen Steckkarte für die Datenerfassung bereitstellen und ein potenzieller Ersatz für eine Reihe einzelner Testgeräte sein können. Über den neuen System-Timing-Controller NI-STC 2 können 18-bit-Geräte der M-Serie eine Auflösung von 5-1/2-Stellen für Gleichstrommessungen, 2,8-MS/s-Analogausgänge für die Signalerzeugung und hardwaregetaktete Digital-I/O-Kanäle mit Raten von 10 MHz für die digitale Mustererzeugung sowie die Funktionalität eines Logikanalysators liefern. Werden Geräte der M-Serie mit interaktiver Testsoftware wie beispielsweise LabVIEW SignalExpress von National Instruments kombiniert, welche die Konfiguration von Messungen mithilfe intuitiver Schritte per Drag and drop ermöglicht, lässt sich ein Gerät der M-Serie in einen dynamischen Signalanalysator (Digitalisierer) umwandeln, der Signale mit einer Geschwindigkeit von bis zu 1,25 MS/s erfassen kann.
Sensormessungen und Datenprotokollierung
Dank ihrer schnellen und genauen Eingänge sind Geräte der M-Serie auch ausgezeichnete Datenlogger. Laut der Umfrage National Instruments 2003 Survey of 20,000 Data Acquisition Engineers and Prospects machen Hardwareinstallation und -konfiguration 18 % der Gesamtkosten von Systemen für Sensormessungen und Datenprotokollierung aus. Vor diesem Hintergrund entwickelten NI-Ingenieure Geräte der M-Serie so, dass sie nahtlos mit zeitsparenden Werkzeugen wie intelligenten TEDS-Sensoren des IEEE-Standards 1451.4 und LabVIEW, der grafischen Entwicklungssoftware, arbeiten können. Wenn intelligente Sensoren mit der Software für die Messtechnik, NI-DAQmx, eingesetzt werden, lässt sich die Zeit für die Systeminstallation erheblich verringern, da die manuelle Sensorkonfiguration und das Skalieren von Parametern unnötig werden. Wird NI-DAQmx zusammen mit NI-Hardware für die Signalkonditionierung, wie z. B. SCXI oder SCC genutzt, kann ein Gerät der M-Serie schnell zu einem flexiblen, interaktiven Datenlogger umgerüstet werden, der hohe Spannungen und alle Arten von Sensoren – angefangen bei Thermoelementen bis hin zu Drucksensoren – messen kann.
Messen, steuern und regeln mit nur einer Karte
Üblicherweise werden bei Anwendungen zur Chargenverarbeitung und Prozessautomatisierung PID- und Fuzzy-Logik-Regelscheifen eingesetzt, um physikalische Phänomene wie etwa Temperatur und Druck zu steuern und zu messen. Mit bis zu vier Analogausgängen kann eine einzelne Karte der M-Serie bis zu vier PID-Schleifen gleichzeitig ausführen. Mit derselben Karte können auch 32 Analogeingänge überwacht und 48 Digitalkanäle gesteuert werden, während zugleich ein Inkrementaldrehgeber, der direkt mit der Karte verbunden ist, gemessen wird. Es werden keine zusätzlichen Schaltungen benötigt. So kann durch Ausnutzung der Leistung virtueller Instrumente ein einzelnes Gerät der M-Serie schnell und einfach rekonfiguriert werden, um die Funktionalität von bis zu sechs Stand-alone-Instrumenten zu liefern und für eine breite Palette von Anwendungen eingesetzt zu werden. Dafür entsteht nur ein Bruchteil der Kosten traditioneller Messgeräte.
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