Testing software and control for Alluris universal testing machines

Software for testing machines

Prüfmaschinensteuerung 4.0

Grundlage

Um Material- und Werkstoffprüfungen mit einer Universalprüfmaschine reproduzierbar durchführen zu können benötigt man neben einer robusten 1- oder 2-Säulen-Prüfmaschine mit entsprechenden Messeinrichtungen eine Steuerung die unterschiedlichste Prüfvorschriften in ausführbare Fahrprofile umsetz. Diese Steuerung muss in der Lage sein auf der einen Seite die Motorregelung auf Basis der Messdaten zu übernehmen und auf der anderen Seite möglicht flexibel mit anderen Systemen zu kommunizieren, um die Ergebnisse auszuwerten oder neue Prüfabläufe zu laden. Dabei sollen folgende Kriterien erfüllte werden:

Sicherer und störungsfreier Betrieb der Universalprüfmaschine ohne Abhängigkeit von offenen Betriebssystem.

Maximale Flexibilität hinsichtlich der einsetzbaren, vorkonfigurierten oder selbstentwickelten Prüfprogramme für Materialtests.

Einfacher und zeitlich unbeschränkter Zugang zu neuen Prüfplänen und die Möglichkeit von Software-Updates über das Internet.

Systemunabhängige Datenübertragung ohne properitäre Software oder Add-Ons die zusätzlich installiert werden müssen.

 

 

Umsetzung (Hardware)

Die Prüfmaschinen-Steuerung FMT-317 ist eine Hardware-Plattform, die vier wesentliche Komponenten beinhaltet. Ein Motherboard mit Prozessor und Motioncontroler (1) und Schnittstellen zur Prüfmaschine, deren Kraftmesseinrichtung und weiteren Sensoren. Ein SBC-Modul mit Ethernet- und USB-Schittstellen (2) zum Datenhandling. Ein Industrie TFT-Bildschirm mit Touchscreen (3) zur Bedienung. Einer internen USV (4) zur Sicherstellung der Funktionen und Datenintegrität auch bei Stromausfall.

Wichtige Programme der Prüfmaschinensteuerung

Der Sequenzer

Der innere Kern des Betriebssystems läuft auf einem leistungsstarken Prozessor, der die eigentlichen Fahrbefehle auf Basis von festen und dynamischen Regelungs-Parameter durchführt. Dieser Prozessor arbeitet strukturierte Fahrbefehle, und Funktionsblöcke sequenziell ab, sofern aller Randbedingungen und Parameter erfüllt und/oder plausibel sind. Eine Ebene darüber werden die manuellen Fahrbefehle oder die vorkonfigurierten Prüfpläne gestartet und verwaltet. Hier werden alle Messwerte äquidistant aufgezeichnet. Basis dafür bildet eine stabile Datenbank. Der Anwender bedient die Prüfmaschine über die Touch-Screen Oberfläche (auch HMI genannt) und ggf. mit Hilfe weiterer über USB anschließbare Eingabegeräte wie z.B. Scanner oder Tastatur.

Datenbank

Auf dem SBC Modul der Steuerung befindet sich eine Datenbank in der die Anlagenkonfiguration inklusive der Benutzerverwaltung und alle Prüfpläne mit Parametern abgelegt sind. Aus dieser Datenbank erhält der Sequenzer alle notwendigen Informationen zur Durchführung einer Prüfungen. In dieser Datenbank werden auch alle Messergebnisse gespeichert. Intern kommuniziert sowohld der Sequenzer als auch die HMI mit der Datenbank. Die Visualisierung auf einem angeschlossenen Rechner und der Im- und Export von Daten erfolgt mit FMT-DataExchange.

HMI (Human Maschine Interface)

Auf der Oberfläche der Steuerung kann man manuelle Fahrbefehle auslösen oder vorkonfigurierte Prüfablaufe starten. Das brilliante TFT-TouchScreen ist die Schnittstelle zum Benutzer. Eine klare Struktur nach dem Motto "design follows function" ermöglich eine intuitive Bedienung. Alle Messwerte sind auf einen Blick sichtbar und ein zentrales Diagramm zeigt jederzeit den aktuellen Kraftverlauf und die Ergebnisse der letzten Messungen.

Die Menuestruktur folgt den einfachen Regeln moderner Eingabesysteme. Keine verschachtelten Ebenen - mit wenigen Klicks ist man am Ziel. In den Prüfplänen können Parameter (z.B. die Prüfgeschwindigkeit) geändert werden. Komplexere Aufgaben, wie die Erstellung von neuen Prüfabläufen oder die Anlagenkonfiguration (z.B. Skalierung von analogen Eingängen), sind auf das Alluris Kundenportal ausgelagert. 

Als Administrator bestimmen Sie, welche Prüfabläufe auf der Steuerung vorhanden sind und von wem gestartet werden können. In der Nutzerverwaltung kann auf Prüfablaufebene festgelegt werden welcher Parameter einer Prüfung vom Benutzer geändert werden können und welche nicht. Somit läßt sich die Zugprüfmaschine sehr gut auf den jeweiligen Einsatzzweck einrichten, egal ob als offenes Prüfsystem im Entwicklungslabor oder für produktionsbegleitende Prüfungen im Rahmen der Qualitätssicherung.

FMT-DataExchange

Die Steuerung zur Universalprüfmaschine verfügt, wie zuvor beschrieben über ein eigenes Betriebssystem und eine Datenbank in der alle relevanten Daten der Anlage, alle Prüfpläne und die Messergebnisse gespeichert werden. Nachdem die Steuerung über den Ethernet-Anschluss mit einem lokalen PC (Punkt-zu-Punkt Verbindung) oder im Netzwerk verbunden ist können sie mit dem, auf der Steuerung vorhandenen FMT-DataExchange Daten zwischen FMT-317 und einem beliebigen Zielrechner ausgetauschen. Die Applikation wird über einen WebBrowser aufgerufen. FMT-DataExchange muss also nicht nicht auf ihrem Rechner installiert werden, sondern läuft unabhängig vom Betriebssystem unter allen gängigen Webbrowsern, wie Microsoft InternetExplorer oder Edge, Apple Safari, Google Chrome oder Firefox und Opera.

 

Übrigens, wenn Sie die Prüfmaschinensteuerung in Ihrem lokalen Netzwerk laufen lassen, können Sie DataExchange beliebig oft und auch von mehreren Arbeitsplätzen gleichzeitig aufrufen. Je nach Konfiguration Ihres Netzwerkes auch über Standortsgrenzen hinweg.

Messergebnisse exportieren

Mit FMT-DataExchange lassen sich die Messergebnisse einfach und in unterschiedlichen Dateiformaten exportieren. Dazu sind keine zusätzlichen Add-Ons notwendig. Sie entscheiden ob Sie mit Microsoft-, Apple- oder OpenSource Produkten Daten weiterverarbeiten möchten. Alternativ können Sie den Prüfbericht auch direkt aus Ihrem Browser heraus drucken. Alle Messergebnisse bleiben auch nach dem Export in der Datenbank der Steuerung manipulationssicher gespeichert, können beliebig oft und von unterschiedlichen Arbeitsplätzen abgerufen werden.

 

Prüfplaneditor für neue Testabläufe

Prüfpläne im Kundenportal

Im Alluris Kundenportal stehen für alle Kunden validierte Standardprüfpläne auf Basis von genormten oder allgemeinen Prüfvorschriften zu freien Verfügung. Diese Pläne können im Editor für die eigene Anlage und auf das zu prüfende Material angepaßt werden.

Die Konfiguration Ihrer Anlage und die Nutzerverwaltung erfolgt ebenfalls im Alluris Kundenportal. Selbst Software-Updates für die Prüfmaschinen-Steuerung FMT-317CU werden im Kundenportal zum Download bereitgestellt.  

FMT-EasyEdit

Zur Erstellung und Bearbeitung steht auf dem Kunden-Portal ein Editor zur Verfügung mit dem Prüfpläne erstellt und verändert werden können. Mit Hilfe eines Flow Chart Diagramms werden Funktionsblöcke per Drag and Drop ausgewählt und mit den notwendigen Parameter versehen. Aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Funktionsblöcken lassen sich so seerh einfach komplette Prüfabläufe neu zusammenstellen. Diese Prüfablaufe werden beim Speichern auf Plausibilität geprüft und nur validierte Prüfpläne lassen sich vom Portal herunterladen. Ein Beispiel für die umfassende Funktionalität von FMT-EasyEdit zeigt das nachfolgende Video.

(Video) 

OpenSource - Share

Wir werden unser Kundenportal dahingehend ausbauen, dass Anwender von Alluris Universalprüfmaschinen Prüfpläne untereinander austauschen können. Die Entscheidung ob Sie ein selbst geschriebenes Prüfprogramm mit anderen teilen treffen Sie. Derzeit ist dies allerdings nur innerhalb einer Organisationseinheit möglich.

Systemvoraussetzungen

Während die überwiegende Anzahl der auf dem Markt erhältlichen Prüfsoftware ein Microsoft Windows Betriebssystem benötigt und bestimmte Anforderungen an den Rechner oder Server stellt, kommen FMT-DataExchange und FMT-EasyEdit ohne besondere Systemvoraussetzungen aus benötigt wird lediglich ein Ethernet-RJ45-Anschluss (PC oder Netzwerk) und ein Webbrowser.

Mit dem WebBrowser greifen Sie ganz einfach auf die Prüf- und Messdaten der Steuerung zu oder auf die Funktionen und Programme im Alluris Kundenportal.

Betriebssystem der Steuerung

Das komplette Linux-Betriebssystem inklusive aller Programmbestandteile und FMT-DataExchange arbeitet unabhängig von der übrigen IT-Umgebung und ist auf der Steuerung vorinstalliert. Die Ethernet Schnittstelle ermöglich jedoch, dass die Steuerung entweder direkt mit einem lokalen Windows-PC, Android oder Apple Pad verbunden oder per DHCP in ein lokales Netzwerk eingebunden werden kann.

Unabhängigkeit und Sicherheit

Da die Software nicht in die IT-Umgebung Ihres Unternehmens eingebunden werden muss, sondern lediglich via WebBrowser auf die Steuerung zugegriffen wird, benötigen Sie keinen zusätzlichen internen oder externen IT-Support.

Verschlüsselung und digitale Signaturen sorgen für die Sicherheit Ihrer Daten und für die Betriebssicherheit der Maschine.

Zukunftssicher

Nichts ist so beständig wie der Wandel. Prüfvorschriften änderen sich, Produktanforderungen ändern sich und auch Ihre IT-Umgebung wird sich immer wieder verändern und weiterentwickeln.

Kompatibiliätsprobleme bei Updates des Betriebssystems oder der Installation von neuen Programmen in Ihrer IT-Umgebung gehören der Vergangenheit an. Sie können auch jederzeit einen neuen Arbeitsplatzrechner installieren oder von einem anderen Arbeitsplatz im Netzwerk auf die WebApplikationen zugreifen.

Sichere Investition

Es entsteht kein zusätzlicher Aufwand in Ihrer IT-Abteilung für die Installation und Administration der Prüfsoftware. Vor der Inbetriebnahme der Universalprüfmaschine entscheiden Sie, ob eine Punkt-zu-Punkt Verbindung oder eine Netzwerk-Installation über DHCP vorgenommen werden soll. Alternativ kann natürlich auch eine manuelle Netzwerkeinbindung mit dedizierter IP-Adresse z.B. in einem V-LAN erfolgen.

Neue Prüfpläne stehen im Alluris-Kundenportal allen Nutzern rund um die Uhr und kostenlos zur Verfügung. Um neue Prüfpläne zu erstellen oder bereits vorhandene zu editieren benötigen Sie lediglich einen Internetzugang. Auf diese Weise können Sie immer unabhängig vom Standort der Universalprüfmaschine neue Material- und Werkstofftest in Prüfpläne umsetzen.

Bei Ausfall der Hardware, auch bei hochwertigen PC's muss man damit nach ca. 5 Jahren erfahrungsgemäß rechnen, muss keine Neuinstallation der Prüfsoftware erfolgen, da diese auf der Steuerung läuft.  

 


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