Anbindung von DIAdem an Echtzeitdatenerfassungssysteme

Author(s):
Carsten Stein - Werum Software & Systems AG

Industry:
Aerospace/Avionics

Products:
DIAdem

The Challenge:
An Forschungsprüfständen eines Herstellers von Luftfahrzeugen soll die Auswertung bereits während der noch laufenden Versuche manuell und automatisch durchgeführt werden.

The Solution:
Der Lösungsansatz hierzu findet sich im Data-Cache von NI DIAdem.

Die Ausgangssituation

An Forschungsprüfständen eines Herstellers von Luftfahrzeugen sollen die Auswertungen der durchgeführten Versuche bereits schon während der noch laufenden Versuche mit DIAdem manuell und automatisch durchgeführt werden.

Besondere Anforderungen werden an die Flexibilität der Lösung gestellt, da es sich bei dem Prüfstandssystem um ein heterogenes und verteiltes System handelt, welches spezifisch für die jeweilige Aufgabenstellung konfiguriert und parametriert wird. So variieren die Anzahl und Typ der Messkanäle, die Signalnamen, Datentypen und Testbeschreibungen von Testlauf zu Testlauf. Zur Verwaltung dieser Vielfalt von Testdaten und Begleitinformationen ist daher den eigentlichen Testengines (DCSS) ein Testdatenmanagementsystem (TDM-System) nachgeschaltet worden. Dieses Testdatenmanagementsystem stellt die zentrale Drehscheibe für alle Mess- und Konfigurationsdaten des Prüfstandes dar. Das Bild "TDM-System als Datenverarbeiter und -verteiler" in der Galerie skizziert den schematischen Aufbau des Prüfstandssystems.

Eine oder mehrere Test- und Simulationssysteme führen die eigentlichen Tests durch und erzeugen pro System in Echtzeit ca. 8 MB/s Daten. Diese Daten werden vom Datenlogger des Testdatenmanagementsystems erfasst und in einer Datenbank abgelegt. Hier werden alle Mess- und Metadaten der Testläufe verwaltet und den angeschlossenen Systemen für Anzeige, Bedienung und Auswertung zur Verfügung gestellt.

Um diese Testläufe nun mit DIAdem bereits während des Versuches auszuwerten, musste für DIAdem ein Weg gefunden werden, Datenströme eines Echtzeitsystems, deren Struktur und Inhalt zudem sich je nach Testkonfiguration verändert, zu verarbeiten.
Außerdem musste ein Weg gefunden werden, um die "offenen Dateien" der laufenden Versuche für DIAdem zugänglich zu machen, ohne hierbei die Versuchsdurchführung zu beeinträchtigen.

Lösung

Der Lösungsansatz hierzu findet sich im Data-Cache von DIAdem. Über den Data-Cache ist ein Datenaustausch zwischen Anwendungen ohne das Anlegen von DIAdem Dateien möglich. Datenquellen des Data-Cache können von DIAdem manuell über den Datennavigator bzw. über ODS-konforme Funktionen innerhalb von Autosequenzen geöffnet werden und können dann wie alle anderen Datenquellen innerhalb DIAdem weiterverarbeitet werden.

Um nun den Data-Cache an das TDM System anzuschließen und die Daten in einer geeigneten Form verfügbar zu machen, musste ein Plug-In für den Data-Cache entwickelt werden, der die Datenstrukturen der im TDM verfügbaren Testläufe gegenüber DIAdem abstrahiert und sie über eine standardisierte Schnittstelle verfügbar macht (siehe Bild "Plug-In für den Data-Cache" in der Galerie). Die Entwicklung des Plug-In wurde innerhalb des Application Framework von DIAdem realisiert.

Über den Datennavigator im TDM-System suchen

Im Prinzip stellt dieser Plug-In die ODS-Schicht des TDM für DIAdem bereit. Damit können die im TDM verwalteten, laufenden und abgeschlossenen Testläufe mit dem Datennavigator durchsucht werden, die Daten für die Weiterverarbeitung in DIAdem selektiert und übertragen werden (siehe Bild "Zugriff aus dem Datennavigator" in der Galerie)

Der Zugriff auf die Verwaltungsinformationen und Messdaten erfolgt über den Plug-In. Dieser stellt sicher, dass die Messkanäle (Parameter) eines Testlaufes gemäß der zugehörigen Konfiguration verarbeitet und aufbereitet werden. Aus den im TDM gespeicherten Rohdaten werden unter Berücksichtigung der zugehörigen Konvertierungsfunktionen physikalische Werte erzeugt, und aus den Informationen über Abtastraten werden die nötigen Zeitkanäle generiert.
Damit wird erreicht, dass aus der Vielfalt der möglichen Testkonfigurationen mit unterschiedlichen Messkanälen, Abtastraten und Verarbeitungsvorschriften eine DIAdem-konforme Messung mit einer beliebigen Anzahl von Messkanälen entsteht.

DIAdem Online

Um auch auf noch laufende Tests zugreifen zu können, schließt der Plug-In die Tests künstlich ab, wenn die Daten an DIAdem übergeben werden. Damit wird auch für diesen Fall sichergestellt, dass die Daten von DIAdem verarbeitet werden können, ohne dass vorher das Ende des speziellen Tests abgewartet werden muss.
Das Verhalten des Plug-In kann von DIAdem über den Datennavigator eingestellt werden, um so beispielsweise die Behandlung von Grenzwertüberschreitungen einzustellen (siehe Bild "Parametrierung des Plug-In-Verhaltens" in der Galerie)

Zusammenfassung

Durch die Verwendung des Data-Cache in Verbindung mit einem für die spezielle Infrastruktur entwickelten Plug-In kann erreicht werden, dass DIAdem, dessen wesentliche Stärke in der Offline-Auswertung und Präsentation von Messdaten liegt, auch für die versuchsbegleitenden Auswertung schon während der Versuchsdurchführung eingesetzt werden kann

Für die Automatisierung dieser Auswertungen erlaubten die ODS-konformen Zugriffsfunktionen von DIAdem auf den Data-Cache eine programmgesteuerte Selektion und Auswertung der im Echtzeit-Testsystem erzeugten Daten. Die Kapselung des Echtzeitsystems gegenüber DIAdem wird durch den Data-Cache Plug-In realisiert, der für den Data-Cache die ODS-Schicht des TDM realisiert und damit die stark variierenden Datenstrukturen und Inhalte der Messdaten gegenüber DIAdem abstrahiert, so dass das Auswertesystem nur Messwerte und Versuche bearbeitet, die in einer ODS-konformen Struktur vorliegen.

Durch das Zusammenwirken von DIAdem Application Framework zur Plug-In-Erstellung, ODS-Schichten zur Datenbeschreibung und DIAdem mit seinen vielfältigen automatisierbaren Analysefunktionen ist es gelungen, die Forderung nach einer Auswertung von laufenden Versuchen mit einem für Offline-Auswertungen prädestinierten Werkzeug zu realisieren, ohne hierbei die Datenintegrität der Messdaten oder die Funktionalität des Auswertewerkzeuges in irgendeiner Form einzuschränken.

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Carsten Stein
Werum Software & Systems AG
Lüneburg
Germany

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