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Beitragstyp: Anwendungsbeispiel Beitrags-ID: 81662739, Beitragsdatum: 06.11.2019
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Verarbeitung von Messwerten in SIMATIC S7-CPU

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  • Betrifft Produkt(e)
Sie können SIMATIC S7 CPUs für die Vorverarbeitung von Messwertdaten verwenden. Dieser Beitrag stellt Ihnen einige Standardfunktionen zur statistischen Verarbeitung und Darstellung von Messwerten zur Verfügung.

Die von der Peripherie eingelesenen Rohdaten der Messwerte müssen in der Regel vorverarbeitet werden, um Aussagen bzgl. der Qualität zu treffen. Standardfunktionen sind hier Aussagen zur statistischen Verteilung, diverse Mittelwertberechnungen, Glättungsfunktionen, Regressionen, etc.. In diesem Beitrag finden sie für die S7-1200 und S7-1500 geeignete Funktionen auf der CPU und auch Visualisierungskomponenten für WinCC RT Professional.   

Bausteinbibliothek "LMeasure"

Um Messwerte aus Prozessen bereits in der S7-CPU verarbeiten können, erhalten Sie eine Bibliothek zur Messwertverarbeitung. 

Folgende Bausteine sind enthalten:

  • LMeasure_Boxplot
    Berechnet die für die Darstellung eines Boxplots notwendigen statistischen Informationen des minimalen, des 25% Quartils, des Medians, des 75% Quartils und des maximalen Wertes einer Reihe von Messwerten. Zusätzlich berechnet der Baustein eine Ausreißerstatistik und ein Maß für die Schiefe einer Verteilung (Skewness). Für diesen Baustein steht ein .NET Control für WinCC Professional zur Verfügung.
  • LMeasure_Histogram
    Stellt die Häufigkeitsverteilung einer Messwertreihe in Form eines Histogramms nach parametrierbaren Klassen dar. Für diesen Baustein steht ein .NET Control für WinCC Professional zur Verfügung.
  • LMeasure_SimpleSmoothing
    Führt eine Glättung der Messwerte durch Berechnung des linearen Mittelwerts durch drei Punkte durch.
  • LMeasure_SmoothByPolynom
    Führt eine Glättung der Messwerte durch eine Ausgleichspolynom 3. Grades durch.
  • LMeasure_DifferenceQuotient
    Führt eine numerische Differenzierung der äquidistant gesampelten Messwerte durch. Zur Glättung verrauschter Eingangssignale verwendet diese Funktion ein Polynom 3. Grades. 
  • LMeasure_RegressionLine
    Berechnet aus einem Messwertdatensatz eine lineare Regression mit der Steigung und des Schnittpunkts mit der Y-Achse als Ausgangsparameter.


WinCC-Controls "Boxplot" und "Histogramm"

Zur Visualisierung der Informationen aus den Bausteinen "LMeasure_Boxplot" und "LMeasure_Histogram" stehen Ihnen die beiden WinCC-Controls "Boxplot" und "Histogram" zur Verfügung.



Anwendungsbeispiel zu Boxplot und Histogramm Komponenten

Um Aussagen über die statistische Verteilung von Messwerten aus einem Prozess treffen zu können, sind komplexere Berechnungen nötig. Umfangreiche Auswertungen werden in der Regel auf PCs mit speziellen Statistikprogrammen durchgeführt. Die benötigten Rohdaten werden dafür aus der S7-CPU übertragen. Wenn Sie die Auswertungen mit WinCC Runtime Professional anzeigen möchten, dann können Sie eigene .Net Controls mit Visual Studio erstellen.

Dieses Anwendungsbeispiel zeigt Ihnen, wie Sie die WinCC-Controls "Boxplot" und "Histogram" in Ihr Projekt einbinden und mit Hilfe der Bausteine "LMeasure_Boxplot" und "LMeasure_Histogram" mit Daten versorgen können. Um einen Boxplot oder ein Histogramm zeichnen zu können, müssen die Daten aufbereitet werden. Diese Funktion erfüllen die Bausteine "LMeasure_Boxplot" und "LMeasure_Histogram". Im Anwendungsbeispiel werden die Messwerte mit dem Baustein "RandomArrayFC" simuliert.




Downloads

Bibliothek "LMeasure"
  Dokumentation (1,0 MB)
 Registrierung notwendig  Bibliothek TIA Portal V15.1 Update 3 (645,7 KB)

WinCC-Controls Boxplot und Histogramm
 Registrierung notwendig  WinCC .Net Controls (124,6 KB) 

Anwendungsbeispiel zu Boxplot und Histogramm Komponenten
  Dokumentation (1,2 MB) 
 Registrierung notwendig  Projekt TIA Portal V15.1 (34,8 MB) 

Letzte Änderungen
Fehlerbehebung im Baustein "LMeasure_SmoothByPolynomFB"

Weiterführende Informationen

Erstellung von .Net Controls für WinCC Professional
109759944

Bibliothek mit generellen Funktionen (LGF) für STEP 7 (TIA Portal) und S7-1200 / S7-1500
109479728 

Securityhinweise
Um technische Infrastruktur, Systeme, Maschinen und Netzwerke gegen Cyber-Bedrohungen zu sichern, ist es erforderlich, ein ganzheitliches IT Security-Konzept zu implementieren (und kontinuierlich aufrechtzuerhalten), das dem aktuellen Stand der Technik entspricht. Die Produkte und Lösungen von Siemens formen nur einen Bestandteil eines solchen Konzepts. Weitergehende Informationen über Cyber Security finden Sie unter
https://www.siemens.com/cybersecurity#Ouraspiration.
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