OXYGEN 7.7 - Intelligentere Datenerfassung mit neuen Funktionen und Verbesserungen

Mit OXYGEN 7.7 entwickeln wir unsere leistungsstarke Datenerfassungssoftware weiter. Dieses Update umfasst neue Funktionen, Optimierungen der Analyse und Verbesserungen der Benutzerfreundlichkeit in mehreren Modulen – von FFT- und Leistungsanalyse bis hin zu Datenimport, mathematischen Funktionen und Gerätehandhabung. Entdecken Sie alle Details in diesem Blogbeitrag und laden Sie OXYGEN herunter, um sich selbst von den Verbesserungen zu überzeugen.

Download OXYGEN 7.7

New Features

• Chebyshev-Filter Typ I und II
• FFT-Erweiterungen
• Array-Statistik
• Leistungserweiterungen
• Verbesserungen beim Datenimport
• Zusätzliche Upgrades und Verbesserungen

Chebyshev Type I & II Filters

Das neueste Update des IIR-Filter-Plugins führt zwei neue Filtercharakteristiken ein: Chebyshev Typ I und Chebyshev Typ II. Beide Typen verfügen über zwei filterspezifische Parameter, mit denen sich das Verhalten des Filters feinabstimmen lässt:

Für das IIR-Filter-Plugin haben wir zwei neue Filtercharakteristiken hinzugefügt: Chebyshev Typ I und II. Diese Charakteristiken verfügen über zwei filterspezifische Einstellungen:

• Ordnung – Je höher die Ordnung, desto steiler die Flanke und desto mehr Welligkeit.
• Welligkeit – Legt den maximalen Spitzenwert der Welligkeit fest.

Chebyshev-Filter vom Typ I und II sind für alle Filtertypen innerhalb des Plugins verfügbar.

Abb. 1: Filtercharakteristiken von Chebyschev I und II für IIR-Filter

Vergleich: Chebyshev vs. Bessel & Butterworth

Tab 1: Vergleich Chebyshev vs. Bessel & Butterworth

Abb. 2: Amplituden- und Phasenantwort verschiedener Filtertypen der Ordnung 4 und einer Grenzfrequenz von 100 Hz

Wann welcher Filter zu verwenden ist

• Bessel – Ideal, wenn Signalform und Timing entscheidend sind.
• Butterworth – Am besten für den allgemeinen Gebrauch geeignet, wenn ein sauberer Durchlassbereich ohne Welligkeit gewünscht ist.
• Chebyshev I – Wählen Sie diesen Filter für maximale Steilheit, wobei eine gewisse Welligkeit im Durchlassbereich in Kauf genommen wird.
• Chebyshev II – Perfekt, wenn der Durchlassbereich glatt bleiben muss, aber eine starke Dämpfung unerwünschter Frequenzen erforderlich ist.

FFT-Erweiterungen

OXYGEN 7.7 führt mehrere Erweiterungen für unser FFT-Tool ein, die die Flexibilität, Präzision und Benutzerfreundlichkeit verbessern.

Neue exponentielle Mittelwertbildungsmethode

Die neue exponentielle Mittelwertbildungsmethode wendet einen gewichteten, rekursiven Mittelwertbildungsansatz mit einem Abklingfaktor an. Sie aktualisiert den FFT-Spektrummittelwert kontinuierlich und legt dabei je nach ausgewählter Zeitkonstante mehr Gewicht auf aktuelle Daten. Die exponentielle Mittelwertbildung eines FFT-Spektrums ist definiert als:

y_n = α * x_n + (1 – α) * y_n-1

α = 1 – e – (ΔT / τ)

Dabei ist:

• y_n – aktuelles gemitteltes FFT-Spektrum
• x_n – aktuelles Eingangs-FFT-Spektrum
• y_n-1 – vorheriges gemitteltes FFT-Spektrum
• α – Glättungsfaktor, bestimmt durch
  • ΔT – Abtastzeitintervall (Kehrwert der FFT-Kanalabtastrate)
  • τ – exponentielle Zeitkonstante (vom Benutzer editierbar)

Ein kleinerer τ-Wert erhöht den Einfluss der neuesten Spektren, während ein größerer τ-Wert die vorherigen Spektren betont.

Neue Gesamtmodi

Wir haben neue Optionen für Gesamt-FFT-Berechnungen hinzugefügt, mit denen Sie mehr Kontrolle darüber haben, wie Spektraldaten gemittelt werden.

• Gesamt – Berechnet über die gesamte Messdauer von Anfang bis Ende (Standard).
• Blockbasiert – Mittelt über eine benutzerdefinierte Anzahl von Spektren.
• Zeitbasiert – Mittelt über einen benutzerdefinierten Zeitraum.

Hinweis: Der ausgewählte Modus gilt für alle Gesamtkanäle und Berechnungen.

Definierbarer Frequenzbereich

Sie können die FFT-Berechnung nun auf einen bestimmten Frequenzbereich beschränken. Wählen Sie einen beliebigen Bereich zwischen 0 … f_s/2, wobei f_s die Abtastrate des Eingangskanals ist. Auf diese Weise können Sie die Analyse auf die für Ihre Anwendung relevantesten Frequenzbänder konzentrieren.

Erhöhte FFT-Datengröße

Die maximale FFT-Datengröße wurde von 2²⁰ auf 2²⁴ erhöht, wodurch eine höhere Frequenzauflösung möglich ist. Diese Verbesserung gilt sowohl für die FFT des Spektrumanalysators (Gerät) als auch für die mathematische FFT.

Neues Peak-2-Peak-Amplitudenspektrum

Die Optionen für das Amplitudenspektrum umfassen nun auch Amplitude P2P. Dieses Spektrum zeigt die Spitze-Spitze-Amplitude, d. h. das Doppelte der maximalen Spitzenamplitude, für jeden Frequenzbereich (mit Ausnahme des DC-Bereichs 0, der als 0 definiert ist). Verfügbar sowohl für den Spektrumanalysator FFT als auch für Math FFT.

Abb. 3: Hervorgehobene Verbesserungen der neuen FFT

Verbesserung des Spektrumanalysators

Im Spektrumanalysator unterstützt der Bereich „Referenzkurven“ nun die lineare Interpolation zwischen zwei Punkten, wodurch eine flüssigere Kurvenvisualisierung gewährleistet wird.

Abb. 4: Vergleich zwischen aktiver und inaktiver linearer Interpolation

Array Statistik

Array Statistik ist eine neue mathematische Option in unserem Bereich „Advanced Math“, die eine schnelle und effiziente Berechnung grundlegender statistischer Werte für jeden Array-Kanal ermöglicht – beispielsweise solche, die aus FFT, CBP, Matrix Sampler oder ähnlichen Operationen resultieren.

Derzeit sind die folgenden statistischen Funktionen verfügbar:

• Minimalwert des aktuellen Arrays, einschließlich des entsprechenden Index und des X-Achsen-Werts in der jeweiligen technischen Einheit
• Maximalwert des aktuellen Arrays, einschließlich des entsprechenden Index und des X-Achsen-Werts in der jeweiligen technischen Einheit
• Lineare Summe über alle Bins
• Durchschnitt über alle Bins
• Energetische Summe über alle Bins
• RMS über alle Bins

Diese Funktion ist besonders nützlich, um den aktuellen Maximalwert und die entsprechende Frequenz in einem Amplitudenspektrum zu identifizieren.

Hinweis: Alle berechneten Daten werden als asynchrone Kanäle bereitgestellt.

Abb. 5: Erstellen grundlegender Statistiken auf Basis von Array-Kanälen

Power-Erweiterungen

Mit OXYGEN 7.7 führen wir zwei neue Updates für die Power-Gruppe ein:

Neue Option für die Aktualisierungsrate der Harmonischen

Im Allgemeinen wird die Oberschwingungsanalyse mit N Perioden der Grundfrequenz synchronisiert. Je nach Frequenz wird eine bestimmte Anzahl von Perioden für die Analyse verwendet. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die Anzahl der Perioden, die für jeden Grundfrequenzbereich verwendet werden:

Tab. 2: Grundlegender Frequenzbereich

In früheren Versionen war dieser Parameter fest eingestellt. Mit OXYGEN 7.7 können Sie nun zwischen zwei Modi für die Aktualisierungsrate der Oberschwingungen wählen:

• Standard – Standardauswertung (wie bisher), die zu einer längeren Auswertungszeit und höherer Stabilität, aber einer geringeren Aktualisierungsrate führt.
• Schnell – Halbiert die Anzahl der erforderlichen Perioden, ermöglicht schnellere Auswertungen und höhere Aktualisierungsraten, jedoch mit geringerer Stabilität.

Verbesserte Auflösung der Supraharmonischen

Um die Norm IEC 61000-2-4 (Juni 2024) zu erfüllen, bietet OXYGEN nun eine Option zur Erhöhung der Auflösung der Supraharmonischen. Bisher wurde die Supraharmonische Analyse mit einer Bandbreite von 2 kHz durchgeführt. Sie können nun eine Bandbreite von 200 Hz wählen, wodurch die Auflösung um den Faktor zehn verbessert wird.

Hinweis: Eine höhere Auflösung erhöht die Rechenlast erheblich.

Abb. 6: Links – Neue harmonische Einstellungen hervorgehoben; Rechts – Visueller Vergleich der Auflösung der Oberwellen bei 2 kHz und 200 Hz

Verbesserungen beim Datenimport

Dieses Update erweitert und verfeinert die Datenimportfunktionen von OXYGEN weiter, um die Arbeit mit externen Dateien flexibler zu gestalten:

• Die CSV-Importfunktion unterstützt nun auch .txt-Dateien. Wenn Sie die Option „CSV/TXT-Import“ im Menü „Kanal hinzufügen“ verwenden, können Sie sowohl .csv- als auch .txt-Dateien importieren – mit ähnlichen Funktionen und Konfigurationsoptionen für beide Dateitypen.
• Die DXD-Importfunktion wurde um einen neuen Offset-Typ erweitert, der die absolute Zeitbasis einer *.dxd- oder *.d7d-Datei automatisch an die der entsprechenden *.dmd-Datei anpasst. Dies soll das Zusammenführen mehrerer Datenquellen vereinfachen.
• OXYGEN kann nun Dateien von Drittanbietern importieren und verarbeiten, die über die Start- oder Stoppzeit der aktiven *.dmd-Datei hinausgehen. Bisher konnten nur Dateien innerhalb des Aufnahmezeitraums korrekt verarbeitet werden – diese Einschränkung wurde nun aufgehoben, um mehr Flexibilität bei der Nachbearbeitung und Analyse zu ermöglichen.

Abb. 7: CSV/TXT-Importfunktion (links) und DXD-Importfunktion (rechts)

Zusätzliche Upgrades und Verbesserungen

Aufzeichnung mehrerer Dateien – Aufteilung nach Dateigröße

Die Funktion zur Aufzeichnung mehrerer Dateien wurde um eine neue Option erweitert: Aufteilung nach Dateigröße. Zusätzlich zu den bestehenden Aufteilungsmodi – Aufteilung nach Dauer, Aufteilung nach Anzahl der Aufzeichnungsereignisse und Aufteilung nach absoluter Zeit – können Sie Aufzeichnungen nun automatisch aufteilen, sobald eine definierte Dateigrößenbeschränkung erreicht ist. Dies ist besonders nützlich für Langzeitaufzeichnungen, da so überschaubare Dateigrößen und eine einfachere Datenverarbeitung gewährleistet sind, ohne den Messvorgang zu unterbrechen.

Abb. 8: Neue Option „Nach Dateigröße aufteilen“ für Mehrdateiaufzeichnungen.

Ordnungsanalyse – Neue Berechnungsoption: Amplitudentyp

Die Ordnungsanalysefunktion umfasst eine neue Konfigurationsoption: Amplitudentyp. Damit können Sie die resultierenden Amplitudenwerte definieren. Sie können zwischen folgenden Optionen wählen:

• Amplitude RMS (bisherige und aktuelle Standardeinstellung)
• Amplitude
• Amplitude P2P (Spitze-Spitze)

Modbus – Maximale Abfragerate erhöht

In früheren OXYGEN-Versionen war die maximale Abfragerate unseres MODBUS-TCP-Plugins auf 10 Hz begrenzt. Mit diesem Update haben wir die maximale Abfragerate auf 100 Hz erhöht.

CAN(-FD) – Aktualisierte Dekodierung von .ARXML-Dateien

Wenn Sie in OXYGEN mit CAN(-FD)-Daten arbeiten, können Sie im Allgemeinen DBC- oder ARXML-Dateien laden, um die CAN-Konfiguration zu vereinfachen. Mit diesem Update wurde die Dekodierung von ARXML-Dateien verbessert – sie unterstützt nun auch Container-PDUs und gesicherte PDUs, was eine breitere Kompatibilität und eine verbesserte Dateninterpretation gewährleistet.

Export – Zeitstempel überspringen

Die Exportfunktion für .TXT-, .CSV- und .XLSX-Dateien enthält jetzt ein neues Kontrollkästchen „Zeitstempel überspringen”. Wenn dieses aktiviert ist, werden nur die Messwerte exportiert – ohne die entsprechenden Zeitstempel.

Instrumenten-Upgrades

OXYGEN 7.7 introduces several improvements across multiple instruments, enhancing usability and visualization:

1. GPS-Plot – Unterstützt jetzt einen zweiseitigen Farbverlauf, der im Vergleich zur bisherigen Anzeige mit einem einzigen Farbverlauf einen verbesserten visuellen Kontrast bietet.
2. Recorder-Cursor – Wenn „Nur Statistikdaten anzeigen“ aktiviert ist, beziehen sich die Cursorwerte nun auch auf statistische Daten.
3. Kurzer Kanalname – Alle kanalbasierten Instrumente verfügen nun über eine neue Eigenschaft: „Kurzen Kanalnamen anzeigen“. Dies ist besonders für OYXGEN-NET-Systeme von Vorteil, da es die langen Kanalbezeichnungen durch Entfernen der Namenserweiterungen verkürzt.
   Beispiel: AI 1/1@DEWE3-RM16_056 –> AI 1/1

Abb. 9: ① GPS-Diagramm – zweiseitiger Farbverlauf; ②Recorder-Cursor zeigt statistische Werte an; ③ Option „Kurzer Kanalname“

Verbesserungen der Benutzerfreundlichkeit

Darüber hinaus bringt dieses Update mehrere kleinere, aber wertvolle Verbesserungen der Benutzerfreundlichkeit mit sich:

• Ein neues Suchfeld im Menü „Kanal hinzufügen” erleichtert das Auffinden und Erstellen bestimmter Softwarekanäle und Analysewerkzeuge.
• CAN-Nachrichten werden nun beim Exportieren von Daten mit reduzierter Rate an synchrone Kanäle angepasst, wodurch eine konsistente Zeitkorrelation gewährleistet ist.
• Die Warnung wegen Hardware-Inkompatibilität beim Laden einer TRIONet(3)-Konfiguration (.dms-Datei) auf ein anderes TRIONet(3)-System mit identischer TRION(3)-Board-Konfiguration wird nun automatisch unterdrückt.