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Automatisierung Chemnitz e.V.
Auswertung

WinDDC Auswertung

Das vorliegende Programm WinASW ist ein Baustein des Programmsystems WinDDC. WinDDC dient dem Entwurf, der Simulation und Implementierung digitaler Echtzeitregler. Das Programmsystem ist modular aufgebaut und WinASW steht für 'Auswertung'.

Allgemeines

WinASW dient der grafischen Auswertung und Aufbereitung von Prozessdaten, Protokollen und Dateien, die bei der Simulation mit WinDDC oder beim Betrieb einer DDC-Steuerung anfallen. Die Schnittstellen zu WinDDC bilden die Bilddateien, Backupdateien und Protokolldateien sowie die zugehörige Variablendatei, die automatisch geladen wird.

WinASW beinhaltet eine Reihe von mathematischen Grundoperationen, mit deren Hilfe analytische Aussagen über Zeitverläufe, deren Übertragungsfunktionen nicht bekannt sind, gemacht werden können. Diese Zeitverläufe können reale oder simulierte Prozesssignale darstellen, die von WinDDC in Form der Bilddatei abgelegt wurden.

Die Visualisierung der Zeitverläufe erfolgt in einem 400x600 Pixel umfassenden Koordinatensystem, wobei die X-Achse entsprechend der für die Kurven maßgebenden Größe geteilt ist. Der Wertebereich der Kurven ist auf +/-128 begrenzt. Nach dem Laden einer Bilddatei wird jeder zweite Wert der Kurven dargestellt. Zur Darstellung aller Werte ist die Funktion Getwert zu verwenden.

Das Programm bietet verschiedene Möglichkeiten der Normierung sowie die Umrechnung von Zeitverläufen in die Streukurvendarstellung. Zur Vergrößerung eines Bildausschnittes dient die Funktion Zoom.

Mit dem Formeleditor ist es möglich, einfache Berechnungen auszuführen sowie verschiedene Kennwerte der Signalverläufe zu ermitteln. Außerdem gestattet er die Verknüpfung mehrerer Signale in Form einer Gleichung. Diese Gleichungen werden in der Variablendatei gespeichert und stehen damit für Bilder gleichen Namens ebenfalls zur Verfügung.

Der Aufruf erfolgt entweder aus dem Windows Programm-Manager über die zugehörige Icone, aus WindDDC oder durch eine Kommandozeile. Bei Verwendung einer Kommandozeile ist eine Parameterübergabe möglich.

Mathematische Grundfunktionen

Der Menüpunkt MATHE umfasst eine Reihe mathematischer Grundfunktionen. Diese Operationen können auf jede Kurve angewandt werden. Wird das Menü MATHE über die Hauptmenüleiste aufgerufen, so dient zur Auswahl der betreffenden Kurve das unter GETWERT dargestellte Dialogfenster. Weiterhin kann dieses Menü durch Anklicken eines der Kurvennamens mit der rechten Maustaste aktiviert werden. In diesem Fall bezieht sich die gewählte Operation auf die entsprechende Kurve, die angeklickt wurde.

Das Menü beinhaltet die Funktionen Integration, Differenzierung, Addition mit Konstante sowie Multiplikation mit Konstante. Diese Operationen wirken sich direkt auf die ausgewählte Kurve aus. Die Kurve wird mit dem Ergebnis der Operation überschrieben. Mit Hilfe von RESET können diese Operationen wieder rückgängig gemacht werden. Das Ergebnis der Funktionen Mittelwert bzw. Streuung ist lediglich ein Zahlenwert, der nach erfolgreich ausgeführter Operation in einem Meldungsfenster angezeigt wird.

Darüberhinaus beinhaltet das Menü MATHE die folgenden Funktionen:

Zur gleichzeitigen Manipulation der Kurven mittels mehrerer verschiedener Rechenoperationen wurde das Tool Formeleditor entwickelt. Er bietet vielfältige Möglichkeiten der Verknüpfung der einzelnen Signale in Form einer Gleichung. Der Formeleditor wird über den gleichnamigen Menüpunkt gestartet und befindet sich in einem eigenen Fenster. Alle Operationen werden auf die Bilddatei des zuletzt aktiven Fensters bezogen ausgeführt.

Normierung von Kurven

Der Menüpunkt Normierung beinhaltet die folgenden Funktionen, mit deren Hilfe die Darstellung der Signalverläufe verändert werden kann:

Vergrößerung/X-Achse
    Der Menüpunkt Vergrößerung/X- Achse aktiviert ein Dialogfenster, in welchem die Position der X-Achse sowie der zur Darstellung der Kurven verwendete Vergrößerungsfaktor festgelegt werden können.
Streukurvendarstellung
  Zusätzlich zu der in WinDDC üblichen Darstellungsform der 8 Kurven über einem konstanten Zeitraster besteht die Möglichkeit der Darstellung von Streukurven. Dabei wird die X-Achse anhand des Wertebereichs einer ausgewählten Kurve eingeteilt. Eine zweite auszuwählende Kurve wird entlang dieser Achse normiert dargestellt.
Cut
  Es kann u.U. notwendig sein, nur ein Teilstück der dargestellten Signale zu untersuchen. Über das Menü Normierung startet man dazu die Funktion Cut. Sie ermöglicht ein 'Ausschneiden' eines Teils der geladenen Kurven.
Interpolation
  Diese Funktion bewirkt, dass für alle geladenen Kurven zwischen zwei Werten ein Wert eingefügt wird, der den Mittelwert der beiden Originalwerte bildet. Man erreicht so eine Art Streckung des Signals in X-Richtung.
Stretch
  Diese Funktion bewirkt ein Strecken der Signale um den Faktor Zwei. Allerdings wird dabei jeder Wert nur verdoppelt, d.h. jeder Wert wird zweimal abgebildet.
Compress
  Mit dieser Funktion kann eine Reduzierung der Daten erreicht werden. Dafür kann im entsprechenden Dialogfenster ein Faktor 2..5 ausgewählt werden. Die Auswahl des Faktors 2 bedeutet, dass jeder zweite Originalwert beibehalten wird usw..

Streukurvendarstellung

Zusätzlich zu der in WinDDC üblichen Darstellungsform der 8 Kurven über einem konstanten Zeitraster besteht die Möglichkeit der Darstellung von Streukurven. Dabei wird die X-Achse anhand des Wertebereichs einer ausgewählten Kurve eingeteilt. Eine zweite auszuwählende Kurve wird entlang dieser Achse normiert dargestellt.

Im vorliegenden Programm existieren zwei Möglichkeiten, um zur Darstellung von Streukurven zu gelangen. Bei der ersten Variante erfolgt die Aufbereitung der Daten direkt nach dem Laden einer Bilddatei. Dabei werden nur die beiden ausgewählten Kurven aus der Datei geladen und daraus sofort die Streukurvendarstellung erzeugt.

Die zweite Variante geht von einem bereits geladenen Bild aus. Über den Menüpunkt Normierung/Streukurvendarstellung wird für dieses Bild erneut das Dialogfenster zur Kurvenauswahl geöffnet, wobei der Auswahlpunkt Darstellung im Zeitbereich deaktiviert ist. In diesem Fall wird ausgehend von den Daten des aktuellen Bildes dessen Streukurvendarstellung in einem neuen Fenster angelegt.

Modellschätzungen

Es lassen sich aus Sprungantworten (Prozess oder Simulation) einfache Modelle:

  • PT1 (mit oder ohne Totzeit),
  • PT2 (aperiodisch oder schwingungsfähig),
  • PTn,
  • IT1 (mit oder ohne Totzeit),
  • IT2 (aperiodisch oder schwingungsfähig)

durch:

  • Kennwertermittlung oder
  • iterative Approximation

ermitteln.


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