Messwertverarbeitung
Der vom ADC erfasste und digitalisierte elektrische Messwert muss bzw. kann im Gerät verändert werden um
- Hardware-Abhängigkeit zu kompensieren (Stichwort: Abgleich)
- oder applikationsseitig eine Umdeutung des Messwerts vorzunehmen (z. B. das elektrische 0..10V Signal eines Drucksensors in einen Druckwert umzurechnen).
Hinweis: In diesem CoE wird der bei Beckhoff historisch begründete Begriff "Kalibrierung" verwendet, obwohl er nichts mit Abweichungsaussagen eines Kalibrierungszertifikats zu tun hat. Es werden hier die hersteller- oder kundenseitigen Abgleichdaten/Justagedaten beschrieben, die das Gerät im laufenden Betrieb verwendet, um die zugesicherte analoge Genauigkeit einzuhalten.
Der Messwert kann in 3 Funktionseinheiten verändert werden, alle drei können gleichzeitig aktiv sein:
- Vendor Calibration
Der elektrische Kanal wird von Beckhoff in der Funktionseinheit „Vendor Calibration“ auf Einhaltung der gegebenen Unsicherheitsspezifikation (siehe Technische Daten, früher: Messfehler) abgeglichen. Die Herstellerabgleichdaten von Beckhoff liegen in diesem Bereich vor.
Parameter:
Index (hex) | Name | Datentyp | Bedeutung |
|---|---|---|---|
80n0:0B | Enable vendor calibration | BOOL | default aktiviert, die Daten werden berücksichtigt. |
80nF | Vendor calibration data | - | nicht zur anwenderseitigen Veränderung vorgesehen |
Der Zwischenwert nach dieser Funktionseinheit kann im Index 0x90n0:05 unter „Vendor Calibration“ eingesehen werden.
Die Anzahl der Einstellungsveränderungen in dieser Funktionseinheit wird im Index 0x90n2:11 als „Vendor Calibration Counter“ hochgezählt und ist nicht löschbar.
Wenn ein beliebiger Parameter im Data-Bereich geändert wird, wird der Counter inkrementiert. Weitere Änderungen im Data-Bereich innerhalb der nächsten 30 Sekunden werden nicht für den Counter gewertet. Nach Ablauf dieser Zeit wird eine Parameteränderung den Zähler wieder inkrementieren.
- User Calibration
Die Funktionseinheit „User calibration“ kann anwenderseitig benutzt werden, wenn dauerhaft mit alternativen, anlagenabhängigen Korrekturwerten gearbeitet werden soll.
Die Gain/Offset-Koeffizienten stehen darin sowohl im Real32‑Format für eine bequeme Bedienung als auch alternativ (aber mathematisch gleichwirkend) im INT16‑Format zwecks Kompatibilität zu ggf. schon vorhandenem Code zur Verfügung. Die Verarbeitung verläuft in „User Calibration“ (wenn „Enable User calibration“ = 1) wie folgt:
- für Sollwert >= 0: “Value after User calibration” = S0 + “Value after Vendor calibration” * S1 +(“Value after Vendor calibration”)² * S2
- für Sollwert < 0: “Value after User calibration” = S0 + “Value after Vendor calibration” * S1n +(“Value after Vendor calibration”)² * S2
Parameter:
Index (hex) | Name | Datentyp | Bedeutung |
|---|---|---|---|
80n0:0A | Enable User Calibration | BOOL | default deaktiviert, Berechnung erfolgt erst bei TRUE |
80n0:17 | User Calibration Offset | SINT16 | 1 Bit = MBEnorm./32767, default: 0 |
80n0:18 | User Calibration Gain | UINT16 | 1 Bit entspricht 2-16, „1“ entspricht also 0x7FFF/32767dez |
80nC:01 | User Calibration Data | BYTE4 | 4 Byte freier Speicherraum, hier besteht die Möglichkeit, z. B. in Form von 8 CHAR das Kalibrierdatum zu hinterlegen |
80nC:03…0D | User Scale Gain (Real32) | REAL32 | Real32‑Koeffizienten S0/S1/S2/S3/S1n des Berechnungspolynoms |
Der Zwischenwert nach dieser Funktionseinheit ist in Index 0x90n0:06 „Value after User Calibration“ einsehbar.
Die Anzahl der Einstellungsveränderungen in dieser Funktionseinheit wird in Index 0x90n2:12 „User Calibration Counter“ hochgezählt (nicht löschbar).
Verfahren: bei der ersten Änderung eines beliebigen Parameters im Data-Bereich Index 0x80nC oder Index 0x80n0:17/18 wird der Counter inkrementiert, weitere Änderungen im Data-Bereich in den folgenden 30 Sekunden werden nicht für den Counter gewertet. Nach Ablauf dieser Zeit wird eine Parameteränderung den Zähler wieder inkrementieren.
- User Scale
Die Funktionseinheit „User Scale“ ist für Umdeutungen/Transformationen des Messwertes vorgesehen, aus „10 V“ können so also mit Gain = 5 „50 kg“ werden. Er ist als lineare Transformation mit Gain/Offset implementiert.
Die Gain/Offset-Koeffizienten stehen darin sowohl im Real32‑Format für eine bequeme Bedienung als auch alternativ (aber mathematisch gleichwirkend) im INT16‑Format zwecks Kompatibilität zu ggf. schon vorhandenem Code zur Verfügung.
Die Verarbeitung verläuft in „User Scale“ (wenn „Enable User Scale“ = 1) wie folgt:
“Value after User scale” = Offset + Wert von Filter 2 * Gain
Parameter:
Index (hex) | Name | Datentyp | Bedeutung |
|---|---|---|---|
80n0:01 | Enable User Scale | BOOL | default deaktiviert, Berechnung erfolgt erst bei TRUE |
80n0:11 | User Scale Offset | SINT16 | wird direkt in Digit addiert. |
80n0:12 | User Scale Gain | UINT16 | 1 Bit entspricht 2-16, „1“ entspricht also 0x7FFF/32767dez |
80nD:1C | User Scale Offset (Real32) | REAL32 | - |
80nD:1D | User Scale Gain (Real32) | REAL32 | - |
Der Zwischenwert nach dieser Funktionseinheit ist in Index 0x90n0:0B „Value After User Scale“ einsehbar.
 | Verändern des Interface Beim Verändern des Interface werden Gain und Offset auf 1 bzw. 0 zurückgesetzt! |
Passwortschutz für Anwenderdaten
Einige Anwenderdaten sind durch ein zusätzliches Passwort, das in CoE 0xF009 einzutragen ist, vor unerwünschtem oder irrtümlichem Beschreiben geschützt:
- CoE-Schreibzugriffe durch den Anwender, PLC- oder Startup-Einträge im Single- oder CompleteAccess-Zugriff
- Überschreiben der Werte durch RestoreDefaultParameter Zugriff auf 0x80n0 (bzw. 0x80nD, falls vorhanden)
Abb.153: Passwortschutz für die 0x8000:17 und 0x8000:18 Einträge (Beispiel)Verwendung von CoE 0xF009
- Eintragen von 0x12345678 aktiviert den Passwortschutz → Objekt zeigt "1" (eingeschaltet) an
Geschützte Objekte können nun nicht mehr geändert werden, bei einem Schreibzugriff kommt keine Fehlermeldung! - Eintragen von 0x11223344 deaktiviert den Passwortschutz → Objekt zeigt "0" (ausgeschaltet) an
Der Passwortschutz greift bei folgenden AI-Einstellungen:
Index (hex) | Bezeichnung |
|---|---|
80n0:0A | Enable User Calibration |
80n0:0B | Enable Vendor Calibration |
80n0:17 | User Calibration Offset |
80n0:18 | User Calibration Gain |
80nC | User Calibration Data |
80nD:17 | Low Range Error |
80nD:18 | High Range Error |
80nD:27 | Low Range Error (REAL32) |
80nD:28 | High Range Error (REAL32) |