Registriertechnik
Die Registriertechnik besteht aus Datenaufzeichnungsgeräten für den industriellen Einsatz zur Messdatenerfassung/-protokollierung. Weitere Bezeichnungen, welche sich nach dem benutzen Aufzeichnungsverfahren richten, sind Papierschreiber, Papierloser Schreiber oder Bildschirmschreiber.
Einsatzgebiet
Die Messdatenaufzeichnung in industriellen Prozessen beginnt schon sehr früh mit dem Ziel, die ablaufenden Prozesse zu steuern oder zu regeln, die Qualität zu sichern und zu reproduzieren, Verfahren zu optimieren und den Materialeinsatz zu senken. Aufgezeichnet werden dabei Strom- oder Spannungssignale, welche von den entsprechenden Messsensoren geliefert werden.
Die auch heute noch häufigsten Messparameter sind Temperatur, Druck, Durchfluss, Füllstand, pH, Leitfähigkeit, und andere, also Eigenschaften des zu überwachenden Mediums, aber auch Strom, Spannung, Leistung usw. aus dem Bereich der Energieerzeugung werden oft gemessen und aufgezeichnet. Erst in den letzten Jahrzehnten wird auch dazu übergegangen, Messparameter wie Schwingungen, Beschleunigung, Magnetfelder usw., welche sich meistens mit den im Herstellungsprozess verwendeten Geräten wie z. B. Motoren beschäftigen, aufzuzeichnen. Dabei ist das Ziel, rechtzeitig vor einem Geräteschaden oder -ausfall die Wartungs- oder Instandhaltungsarbeiten zu planen und einzuleiten.
Registriertechnik-Geräte (Prozessschreiber)
Prinzipiell wird heute in zwei Gerätevarianten unterschieden. Zum einen gibt es die Kategorie der „Papierschreiber“ welche Papier als Aufzeichnungsverfahren nutzen, zum anderen die „Bildschirmschreiber“ wobei die Messdaten an einem Bildschirm angezeigt und gleichzeitig auf internen oder externen Medien gespeichert werden.
Beim Papierschreiber wird das Papier mit einer eingestellten Vorschubgeschwindigkeit (typischerweise 20 mm/h) an Schreibeinheiten „vorbeigezogen“. Dabei entsteht der Schreibstreifen mit den aufgezeichneten Messlinien. Je nach verwendetem Gerätetyp wird dabei auf vorbedrucktes, teilbedrucktes oder weißes Papier aufgezeichnet. Auch gibt es Registriertechnik-Geräte die mit einer Zeitversatzkompensation arbeiten, so dass alle aufgezeichneten Messwerte der gleichen Zeitbasis entsprechen.
Beim Bildschirmschreiber werden die Messlinien/-werte permanent am Bildschirm aktualisiert. Als Speichermedien finden vor allem in jüngster Zeit SD-Karten (typischerweise in Digitalkameras) und USB-Sticks Verwendung. Genutzt werden aber immer noch Diskettenlaufwerke, Festplatten, Festspeicher und Flash-Karten. Daneben gibt es Registriertechnik-Geräte die beide Möglichkeiten bieten, also Bildschirmschreiber mit Papieraufzeichnung oder Papierschreiber mit Messdatenspeicherung.
Liste heute noch verwendeter Registriertechnik-Geräte
(Alle nachfolgend aufgeführten Gerätetypen beziehen sich auf eine Einbauvariante von 144 × 144 mm Schalttafelausschnitt.)
Fallbügelschreiber
Das Aufzeichnungsverfahren leitet sich aus den Namen ab. Hierbei wird ein Bügel über das Papier bewegt und bei erreichen des Messwertes fällt dieser auf ein Farbband und druckt dabei einen Punkt auf das Papier. Dieser Vorgang wiederholt sich in regelmäßigen Zeitabständen bei gleichzeitiger vorwärtsbewegung des Papiers, so dass daraus auf dem Papier eine Messlinie wird.
Vorteile: Geräteaufbau ist einfach, wenig mechanisch bewegte Teile und kann somit günstig hergestellt werden.
Nachteile: Nicht geeignet für schnell wechselnde Signale, da zwischen den einzelnen Aufzeichnungspunkten durchaus bis zu einer Minute vergehen kann.
(Farb-)Linienschreiber
Beim Linienschreiber werden bis zu vier Schreibeinheiten übereinander gestaffelt. Dabei führt jede Schreibeinheit ihre eigene Farbpatrone/Tintenbehälter mit sich. Typische Farben sind hierbei Blau, Rot, Grün und Violett.
Vorteile: Durch die Verwendung separater Schreibeinheiten werden die Messsignale kontinuierlich abgetastet. Signaländerungen innerhalb von 0,5s können typischerweise verarbeitet werden.
Nachteile: Viele mechanische Komponenten von den Schreibeinheiten bis zum Papiertransport. Tintenbehälter müssen regelmäßig ausgetauscht werden, da ansonsten die Messwertaufzeichnung verloren geht.
Varianten: Eine häufig benutzte Variante ist der „Alphanumerik oder Hybridschreiber“. Dabei wird zu den Schreibeinheiten (Linien) eine Druckereinheit installiert, welche alphanumerische Zeichen druckt. Somit können z. B. Uhrzeit, Messkanalbezeichnungen Grenzwertverletzungen usw. direkt auf das Papier gedruckt werden.
(Farb-)Punktdrucker/-schreiber
Der Punktdrucker/-schreiber unterscheidet sich vom Linienschreiber nur insofern, als hier statt mehrerer Linien-Schreibeinheiten eine einzige Punktdruckeinheit mit bis zu 6 Farben benutzt wird.
Vorteile: Mehr Messkanäle können aufgezeichnet werden. Weniger mechanische Bauteile gegenüber dem Linienschreiber.
Nachteile: Das Messsignal wird nicht kontinuierlich eingelesen, da zwischen den Eingangssignalen umgeschaltet wird. Tintenbehälter müssen regelmäßig ausgetauscht werden, da ansonsten die Messwertaufzeichnung verloren geht.
Varianten: Eine häufig benutzte Variante ist der „Alphanumerik oder Hybridschreiber“. Dabei wird die Punktdruckeinheit genutzt alphanumerische Zeichen zu drucken. Somit können z. B. Uhrzeit, Messkanalbezeichnungen, Grenzwertverletzungen usw. direkt auf das Papier gedruckt werden.
Thermopapierdrucker/-schreiber
Auch hier leitet sich das Aufzeichnungsverfahren aus dem Gerätenamen ab. Hierbei wird statt des herkömmlichen Papiers sogenanntes Themopapier (wärmeempfindliches Papier) verwendet. Als „Stift“ benutzt wird dabei häufig ein „Thermokamm“, der an einer bestimmten Stelle erhitzt wird und somit dem Messwert entsprechend einen (meistens schwarzen) Punkt auf dem Papier hinterlässt. Auch hier entsteht das Bild einer Messlinie durch den gleichzeitig stattfindenden Papiertransport.
Vorteile: Moderne Geräte erreichen eine sehr hohe Aufzeichnungsgeschwindigkeit von bis zu 100 ms
Nachteile: Komplizierter Geräteaufbau, teure elektronische und mechanische Bauteile, temperatursensibles Papier (verliert die Aufzeichnung bei unsachgemäßer Lagerung), Aufzeichnung nur schwarz-weiß
Varianten: Vorgänger des Thermopapierschreibers ist der Metallpapierschreiber (nicht mehr in Gebrauch), hierbei wurde eine Nadel über das Papier bewegt und eine Stromentladung (Funke) ausgelöst. Über die Stromentladung wurde das Metallpapier schwarz gefärbt. Ein Hybridschreiber mit Thermopapier und gleichzeitiger Farblinienaufzeichnung befindet sich auch heute noch im Einsatz. Dabei werden die Vorteile der Themopapierschreiber genutzt und die Nachteile der Schwarz-Weiß-Aufzeichnung mit einer Farblinieneinheit kompensiert.
Bildschirmschreiber
Beim Bildschirmschreiber, papierlosen Schreiber oder Displayrecorder werden keine mechanischen Bauteile, abgesehen von Datenspeicher wie Diskettenlaufwerk oder Festplatte, benutzt und sind eine spezielle Art von Datenlogger. Die Messwertanzeige erfolgt über einen Bildschirm im Linienformat, als Digitalwert, als Klartextinformation bis hin zur freien Einstellungsmöglichkeit. Die Datenaufzeichnung erfolgt im Bildschirmschreiber selbst und wird in regelmäßigen Intervallen ausgelesen. Die Messdatenauswertung und -speicherung erfolgt auf einem PC mit der zugehörigen Software. Bildschirmschreiber sind heute die meisteingesetzten Registriertechnik-Geräte, da diese den größten Nutzen bei gleichzeitiger Flexibilität bieten.
Vorteile: Keine mechanischen Bauteile, freie Einstellungsmöglichkeiten bis hin zu freien Programmierung, Überwachung vieler Messsignaleingängen, standardisierte Speichermedien, einfache Archivierung der Daten (auf eine DVD passen mehrere Schränke Papierrollen), zertifizierte Software, günstige Unterhaltskosten, Aufzeichnungsintervall ist meistens durch Alarme (Grenzwertüberschreitung, Digitaleingänge usw.) anpassbar
Nachteile: Zur Datenarchivierung und Datenauswertung wird ein PC benötigt.
Typische Hersteller von „Registriertechnik-Geräten“
Seit den 1990er Jahren findet eine große Marktbereinigung statt, so dass es heute nur noch wenige Anbieter für Papier- und papierlose Schreiber gibt. Dies gilt vor allem für die Hardware, die teilweise von mehreren Firmen vertrieben wird:
- Endress+Hauser Messtechnik GmbH
- Displayrecorder[1] Sitrans R oder Sirec D der Siemens AG
- Camille Bauer[2] bzw. Gossen Metrawatt
- Datenlogger von Temptron[3]
- für alle weiteren Hersteller bzw. Geräte für Bildschrimschreiber siehe Marktübersicht des SPS-Magazins[4]
Einzelnachweise
- Siemens – Automation-Technology – Displayrecorder (Memento des Originals vom 26. Oktober 2010 im Internet Archive) Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.
- Camille Bauer – Übersicht Prozess-Management
- Temptron – Messdatenerfassung
- SPS-MAGAZIN: Produkt-Katalog Bildschirm-Datenschreiber (1+2/2012) (Seite nicht mehr abrufbar, Suche in Webarchiven) Info: Der Link wurde automatisch als defekt markiert. Bitte prüfe den Link gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.
