LabVIEW 6i: Fusion von Messtechnik und IT

Intelligent – aber wie?

Mit der Vorstellung seiner neuesten Version von LabVIEW knüpft National Instruments an seine Tradition der Revolution der Mess- und Automatisierungstechnik an.

Während manche erst jetzt anfangen, über ihre von der Historie geprägten Strukturen und Denkanschauungen zu reflektieren, haben andere längst die Segel gehisst und surfen seither mit dem Wind auf dieser Welle. Durch diese Pioniere erlebt die Mess- und Automatisierungswelt eine Renaissance. Beeindruckte früher die stetig wachsende Rechenleistung, so rückt der Fokus heute eindeutig in die Richtung der Kommunikation im Allgemeinen und des globalen Informationsaustausches im Speziellen. Diese perspektivische Neuorientierung ermöglicht eine umfassendere Betrachtungsweise der Mess- und Automatisierungswelt, die immer weiter wegführt von Teil- und Insellösungen hin zu bereichs- und firmenübergreifenden Gesamtlösungen. Nicht verwunderlich ist daher, dass Fragen wie „PC im Messgerät versus Messgerät im PC“ oder gar Prophezeiungen über das „Verschwinden der PC-Einsteckkarten“ nur als sekundäre Teilaspekte zu betrachten sind und in einem Gesamtkontext eher eine untergeordnete Rolle spielen.

Wie sieht die Praxis aus?
Den Anwendern wird es primär wichtig sein, dass die unterschiedlichsten Ansätze in einem unternehmensweiten Kontext miteinander harmonieren. Das mag zunächst etwas abstrakt klingen, doch wird diese Betrachtungsweise schnell anschaulich, sobald diese auf ein praktisches Umfeld übertragen wird. Ein PC-orientiertes Mess- und Automatisierungssystem kann heute die unterschiedlichsten standardisierten Schnittstellen, zu denen u. a. die RS232-, GPIB-, VXI/MXI- und Datenerfassungskarten gehören, bedienen. Eine derartige Konfiguration ist jedoch nur ein Teilsystem (Knoten) in einem umfassenderen Netz. Diese Subsysteme beschränken sich dabei nicht nur auf PC-basierte Messwerterfassungssysteme, sondern umfassen auch ethernetfähige Stand-alone-Messgeräte, intelligente ethernetbasierte Sensoren und Aktoren bis hin zu embedded „headless“ Systemen, die für sich selbst betrachtet sowohl offene PXI-basierte Lösungen mit Einsteckkarten, als auch so genannte gekapselte Blackbox-Systeme sein können. Gemeinsam ist diesen Knotenpunkten lediglich die Anbindungsfähigkeit via Ethernet. Hierbei sei der Begriff Ethernet im weiteren Sinne für die unterschiedlichen Varianten dieser Technologie verwendet. Bei dieser Betrachtungsweise spielen neben den Hardwarekomponenten natürlich auch unterschiedliche Softwarekomponenten – wie beispielsweise Datenaufbereitungstools bzw. Datenanalysetools, Datenbanken und Visualisierungseinrichtungen – eine große Rolle. Die Herausforderung besteht nun darin, dafür zu sorgen, dass diese Vielzahl von unterschiedlichen Komponenten miteinander kommunizieren können.

Facetten der Kommunikation
Heute ist die Nutzung der unterschiedlichen Webtechnologien schon nahezu für jedermann eine Selbstverständlichkeit. Zukunftsorientierte Firmen haben dies längst erkannt und frühzeitig damit begonnen, diese Technologie zu nutzen und auch in eigene Produkte zu integrieren. So stellte unter anderem National Instruments bereits 1996 das erste Internet-Werkzeug für LabVIEW vor. Mit dem Einsatz von LabVIEW in der Mars Pathfinder Mission erreichte die Nutzung dieses Mediums gerade im Bereich der MSR-Technik eine bis dahin nie da gewesene Dimension. Der Zugriff auf die Daten von Sojourner war in aller Welt über einen Webbrowser möglich. Interessant an dieser Technologie sind dabei auch die vielfältigen Arten der Kommunikation, die dieses Medium bietet, und die mittlerweile auch in den unterschiedlichsten Bereichen der Wissenschaft und Technik anzutreffen sind.
Während im zwischenmenschlichen Bereich die vielfältigen Arten der Kommunikation ganz offensichtlich erscheinen (Unterhaltung in der Landessprache, Gebärdensprache, Literatur) sind die des IT-Bereiches nicht auf Anhieb für jedermann klar erkennbar. Daher erscheint es zunächst sinnvoll, auf die unterschiedlichen Kommunikationsmöglichkeiten wie beispielsweise Publizierung via Webinterface, unmittelbarer Datenaustausch und dezentrale Ausführung von Programmen, näher einzugehen.

• Publizierung via Webinterface
Zu dieser Kategorie gehören beispielsweise Prozessabbildungen oder auch Reports, die über einen Webbrowser visualisiert werden. Die auf diese Weise präsentierten Daten sind in erster Linie nicht dazu gedacht, anderweitige Verwendung zu finden. Man spricht hier auch von einer statischen Repräsentation. Aktive Applikationen dieser Art unterstützen sogar die Steuerung des über das Web publizierten Prozesses. Dabei werden über das Webinterface so genannte Events an die eigentliche Applikationssoftware des Prozessrechners gesendet, der daraufhin eine bestimmte Aktion ausführt.

• Unmittelbarer Datenaustausch
Der direkte, rechner-, bereichs- oder firmenübergreifende Datenaustausch wird als Kommunikationsmittel überall dort eingesetzt, wo der unmittelbare Zugriff auf die Daten zum Zweck der Weiterverarbeitung möglichst effizient gewährleistet werden muss. Als Beispiel hierfür sei ein Rechner erwähnt, welcher die bei einem Produktionsprozess anfallenden Daten erfasst und die so genannten „Blue Data“ an einen übergeordneten Bereich wie zum Beispiel der Qualitätssicherung zu Analysezwecken weiterleitet. Dieser Rechner kann dann die aufbereiteten Daten, die oft auch als „White Data“ bezeichnet werden, archivieren oder aber auch an den nächsten Bereich zu Publikationszwecken weiterreichen. Dieser unmittelbare Zugang zu den Daten erlaubt den verschiedenen Abteilungen über den gesamten Produktionszyklus hinweg eine effektive Nutzung des gesammelten Datenmaterials. Dadurch können störende, auf die Produktion einwirkende Einflüsse frühzeitig erkannt und beseitigt werden. Mittels des firmeninternen Intranets bzw. des weltweiten Internets lassen sich so produktionsbegleitende Maßnahmen über Gebäude und Ländergrenzen hinweg mit relativ geringen Reaktionszeiten treffen.

• Dezentrale Ausführung
Im Gegensatz zu den oben genannten kommunikativen Möglichkeiten des Webs könnte man diese Form als eine Art Superset der vorher erwähnten Webfunktionalitäten im weitesten Sinne betrachten, da hiermit nicht nur deren Technologie genutzt werden kann, sondern auch eine echte Verteilung der Ausführung von unterschiedlichen Programmbestandteilen über das Netzwerk auf mehrere Rechner delegiert werden kann. Die verteilten Applikationsmodule können dabei die dezentrale Rechenleistung nutzen und damit die Gesamtperformance drastisch steigern.

Lokale oder verteilte virtuelle Instrumente?
Die intuitive Bedienung von Webbrowsern und Internettechnologien hat dafür gesorgt, dass diese Welt der Allgemeinheit binnen kürzester Zeit zugänglich wurde. Mittlerweile übertragen Anwender ihre gesammelten Erfahrungen mit diesen Werkzeugen auch auf die gesamte PC-Technologie. So ist beispielsweise der Unterschied zwischen dem Windows-Dateiverwaltungssystem, sprich dem Windows-Explorer, und dem MSN-Browser für den Anwender kaum erkennbar. Ob er sich dabei auf der Suche nach Informationen innerhalb seines lokalen Systems bewegt oder längst über diese Grenze hinaus im weltweiten Internet auf Informationen zugreift, ist für ihn kaum relevant. Nicht anders verhält es sich bei dem Einsatz virtueller Instrumente, die sich dieses Mediums bedienen. Unerheblich ist dabei, ob es sich um lokale oder gar verteilte virtuelle Instrumente handelt. Zweitrangig ist auch die Frage der Beschaffenheit von virtuellen Instrumenten, solange diese sich nur diesem Medium entsprechend öffnen können.
Genau hier setzt die neue LabVIEW-Version 6i an. Der Gedankengang der virtuellen Instrumente wird nun auf echte, verteilte Systeme erweitert, ohne dass sich der Anwender über das „Wie?“ Gedanken machen muss. Die Möglichkeiten der unterschiedlichen oben dargestellten Kommunikationsmechanismen stehen dem Anwender genauso transparent zur Verfügung, wie der einfache benutzerfreundliche Umgang mit den Webbrowsern. „i“-Schlagwörter wie Internet, Integration, Intelligenz, Interface usw. prägen daher das Erscheinungsbild der neuen Version.

Measurement und Automation Explorer (MAX)
So wie der Windows-Explorer in der Evolution der Windows-Plattformen sukzessive an Intelligenz gewann, so hat der Measurement und Automation Explorer (MAX), welcher standardmäßig bei allen Hardwareprodukten von National Instruments mit der Treibersoftware mitgeliefert wird, eine Wandlung erfahren. MAX tritt mit dem gewohnten Look and Feel des Windows-Explorers für die Mess- und Automatisierungshardware in Erscheinung. Der Unterschied ist nur, dass man im Windows-Explorer verschiedene Rechnerkomponenten und Dateisysteme verwaltet, während der MAX Mess- und Automatisierungshardware verwaltet und zudem die Möglichkeit des Funktionstests und der Definition von virtuellen Kanälen bietet. Die vom Anwender eingestellten bzw. automatisch erstellten Konfigurationsinformationen stehen unmittelbar in LabVIEW dem Anwender per Mausklick zur Verfügung (siehe Bild 2).

Resümee
Mit der Version 6i von LabVIEW hat sich National Instruments zum Ziel gesetzt, die Distribution von vom Anwender erstellten Applikationen über das Intra-/Internet zu vereinfachen. Umgesetzt wurde dies durch die Verwendung der gleichen Methodik, welche die meisten Computeranwender ohnehin schon kennen und verwenden – eine Technik wie sie z. B. beim RealPlayer aber auch bei Adobes Acrobat Reader zum Einsatz kommt. Der Anwender muss sich ein Tool von der Webseite des Herstellers herunterladen, welches nach der Installation auf dem Zielrechner eine Verbindung zum Browser aufbaut, die es ermöglicht, durch Anklicken einer mp3- oder pdf-Datei dieses Tool zu starten und die Datei zu laden. Der LabVIEW-Player arbeitet analog zu diesem Prinzip und ermöglicht es so auch Anwendern, die keine LabVIEW-Entwicklungsumgebung installiert haben, LabVIEW-Applikationen, die über das Web verteilt werden, zu benutzen. Der LabVIEW-Player steht zudem allen Anwendern kostenfrei auf National Instruments´ Homepage zum Download zur Verfügung.
Autoren: Heinrich Illig und Rahman Jamal – National Instruments

National Instruments
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