OXYGEN 8.2 – Verbesserte industrielle Anbindung und Echtzeit-Performance

Mit OXYGEN 8.2 erweitert DEWETRON die Funktionen der OXYGEN 8.x-Serie gezielt in den Bereichen Echtzeit-Datenübertragung, industrielle Kommunikation und Benutzerfreundlichkeit. Das neue Release führt EtherCAT-Unterstützung für die Echtzeit-Leistungsberechnung, ergänzt eine native PROFINET-Anbindung, steigert die Leistung von XCP für High-Speed-Anwendungen und bringt zahlreiche Verbesserungen für den täglichen Messbetrieb.

Das Ergebnis: Eine noch einfachere Integration von OXYGEN in moderne Automatisierungsumgebungen sowie effizientere Mess- und Analyse-Workflows.

Neue Funktionen im Überblick

• Erweiterungen für die Echtzeit-Leistungsberechnung
• Native PROFINET-Integration
• XCP Packed Mode für hohe Datenraten
• Erweiterte Funktionen des Control Instruments
• Verbesserungen bei Meter-Instrumenten
• Invertierte CAN-Bitreihenfolge
• Erweiterte Logging-Funktionen

Erweiterter Echtzeit-Leistungsberechnung

Mit OXYGEN 8.1 wurde die Echtzeit-Leistungsberechnung – auch Realtime Power Berechnung genannt – für Linux-basierte Systeme eingeführt. Diese ermöglicht leistungsstarke Leistungsberechnung mit geringer Latenz und UDP-basierter Datenausgabe. OXYGEN 8.2 erweitert diese Funktion nun um EtherCAT als zweite Echtzeit-Schnittstelle. Dadurch lassen sich Messdaten nahtlos in EtherCAT-basierte Steuerungs- und Automatisierungssysteme integrieren.

EtherCAT bietet dieselbe hohe Performance wie die bestehende UDP-Schnittstelle: Ausgaberaten bis zu 1 kS/s mit einer Typische I/O-Latenz von nur 2 ms (4 ms max). Für eine einfache Integration kann direkt aus OXYGEN eine ESI-Datei exportiert werden. Zudem ist eine parallele Übertragung über UDP und EtherCAT gleichzeitig möglich. So können Echtzeit-Messdaten mehreren Systemen parallel zur Verfügung gestellt werden.

Darüber hinaus können nun auch zusätzliche analoge Messkanäle als Echtzeitdaten übertragen werden. Beliebige analoge TRION(3)-Eingangskanäle lassen sich mit Aktualisierungsraten von bis zu 1 kS/s ausgeben. Verfügbare Ausgabemodi:

• Average – Mittelwert basierend auf der konfigurierten Zyklusrate
• RMS – Effektivwert basierend auf der konfigurierten Zyklusrate
• Last Value – Zuletzt erfasster Messwert

Hinweis: Die Funktion erfordert Ubuntu 24.04, ein TRION-EtherCAT-1-SLAVE-Modul sowie die Software-Option OXY-OPT-POWER-RT.

Abb. 1: Leistungsberechnungen in Echtzeit – EtherCAT-Ausgangs- und Hilfskanäle

PROFINET Integration

Mit OXYGEN 8.2 können Messdaten jetzt auch über PROFINET übertragen werden. Damit unterstützt OXYGEN einen weitverbreiteten Industrial-Ethernet-Standard für Automatisierungs- und Steuerungstechnik. In einer PROFINET-Umgebung fungiert ein DEWE3-System als PROFINET IO Device (Producer) und übermittelt Messdaten an einen externen PROFINET IO Controller (Consumer). Die Implementierung unterstützt die Übertragung von bis zu 100 Kanälen mit Ausgaberaten von bis zu 500 S/s und einer typischen E/A-Verzögerung von 200 ms. Es werden sowohl synchrone als auch asynchrone skalare Kanäle unterstützt. Jeder übertragene Wert enthält einen relativen Zeitstempel sowie den zuletzt erfassten Messwert.

Die Konfiguration erfolgt bequem über das Server-Menü in OXYGEN, wo die Datenübertragung aktiviert und angepasst werden kann. Zu den verfügbaren Konfigurationsoptionen gehören:

• Aktualisierungsrate: 2 bis 128 ms (feste Schritte von 2 ms × 2ⁿ)
• Kanalauswahl: Legt fest, welche Kanäle über PROFINET veröffentlicht werden
• GSDML-Export: Erzeugt die für die Integration in eine PROFINET-Engineering-Umgebung erforderliche Gerätebeschreibungsdatei
• TAG-Datei-Export: Erstellt optionale Interpretationsdateien, die die Konfiguration auf der Steuerungsseite vereinfachen. Die Exporte sind als CSV für den allgemeinen Gebrauch und als XML für den direkten Import in das TIA-Portal verfügbar.

Zur Unterstützung der Inbetriebnahme und Diagnose stellt OXYGEN außerdem Statusinformationen für die Zustände „Anwendung“, „Bus“ und „Fehler“ bereit, die jederzeit über die Schaltfläche „Refresh“ aktualisiert werden können.

Abb. 2: Konfiguration der PROFINET-Datenausgabe in OXYGEN; ① Konfigurationsoptionen, Statusinformationen und Exportschaltflächen, ② Kanalauswahl

PROFINET wird aktuell auf allen DEWE3-Systemen mit Windows 10 oder Windows 11 unterstützt und benötigt das Modul TRION-PROFINET-IO-DEVICE.

Abb. 3: TRION-PROFINET-IO-Messkarte

XCP Packed Mode für hohe Datenraten

Mit OXYGEN 8.2 wird die XCP-Schnittstelle um den neuen Packed Mode erweitert. Diese Funktion wurde speziell für Anwendungen mit hohen Abtastraten entwickelt und ermöglicht eine zuverlässige Datenübertragung mit bis zu 2 MS/s. Anstatt einzelne Messwerte zu übertragen, werden mehrere Samples in einem Ethernet-Frame (bis zu 1400 Byte) gebündelt. Dadurch wird die verfügbare Bandbreite optimal genutzt und die Übertragungseffizienz deutlich verbessert.

Um den „Packed Mode“ zu aktivieren, wählen Sie die XCP-Protokollversion 1.4 aus und konfigurieren Sie die „Maximum Packed Count“, die die Anzahl der in jeden Ethernet-Frame gepackten Samples festlegt. Für eine optimale Leistung sollte dieser Wert auf der Grundlage der Anzahl der übertragenen Kanäle und des Datenformats berechnet werden.

Beispiel: Bei 16 Kanälen mit dem Datentyp „float“ (4 Byte pro Wert) berechnet sich die „Maximum Packed Count“ wie folgt:

1400 Byte ÷ (16 Kanäle × 4 Byte) = 21,875 → „Maximum Packed Count“ = 21

Der „Packed Mode“ wird für Abtastraten zwischen 100 kS/s und 2 MS/s empfohlen. Bei niedrigeren Übertragungsraten unter 100 kS/s bleibt das Standard-XCP-1.0-Protokoll die bevorzugte Wahl.

Abb. 4: Konfiguration im XCP-Packed-Mode

Mehr Flexibilität mit dem erweiterten Control Instrument

Das Control Instrument wurde erweitert, um häufig benötigte Funktionen direkt aus dem Messbildschirm heraus zugänglich zu machen.

Einzelne Kanäle können nun direkt einem Steuerungsinstrument zugewiesen und entweder unabhängig voneinander oder gleichzeitig gesteuert werden. Sind keine Kanäle zugewiesen, bleibt das bisherige Verhalten erhalten, d. h., die ausgewählte Steuerungsaktion wird auf alle kompatiblen Kanäle im Messaufbau angewendet. Darüber hinaus wurden drei neue Steuerungstypen eingeführt:

• ① Digital Out State – Ändern von Digitalausgangs-Modi und Einstellungen direkt am Messbildschirm, auch während einer laufenden Messung.
• ② Zero – Direkter Zugriff auf die Nullabgleich-Funktion, ermöglicht so eine softwarebasierte Offset-Kompensation, ohne Öffnen der Kanaleinstellungen.
• ③ Lead Wire Compensation – Ermöglicht eine Lead Wire Compensation direkt aus dem Messbildschirm. Diese Funktion ist für TRION(3)-18xx-MULTI-Module verfügbar, die 3-Leiter-Viertelbrückenkanäle verwenden.

Abb. 5: Neue Steuerungsarten für das Control Instrument

Verbesserte Meter-Instrumente

Zwei neue Erweiterungen erhöhen die Flexibilität der Meter-Instrumente und erleichtern die Darstellung von Messwerten und Statusinformationen. Die erste Erweiterung führt mehrere benutzerdefinierte Grenzwerte ein, sodass statt eines einzigen Grenzwertepaars mehrere Ober- und Untergrenzen konfiguriert werden können. Diese Funktion steht für die Instrumente „Digitalanzeige“, „Analoganzeige“, „Balkenanzeige“ und „Indikator“ zur Verfügung. Darüber hinaus unterstützt das „Indikator“-Instrument nun zusätzlich zur bestehenden farbbasierten Visualisierung auch Bilder, Emojis und benutzerdefinierten Text. Dies ermöglicht intuitivere Dashboards, die Mess- und Systemstatus auf einen Blick vermitteln.

Abb. 6: Verbesserte Grenzwerte für Meter-Instrumente

Unterstützung invertierter CAN-Bitreihenfolgen

OXYGEN 8.2 bietet eine neue Option zur Invertierung der Bitreihenfolge für Intel- und Motorola-CAN-Formate. Diese Funktion richtet sich an Anwender, die mit proprietären oder herstellerspezifischen CAN-Implementierungen arbeiten.

Da die invertierte Bitreihenfolge nicht Teil des offiziellen Vector-DBC-Standards ist, kann die entsprechende Konfiguration nicht in einer .dbc-Datei gespeichert werden. Daher ist diese Funktionalität derzeit nur für den Empfang von CAN-Nachrichten verfügbar. Um unbeabsichtigte Konfigurationsänderungen und mögliche Fehler bei der Dateninterpretation zu vermeiden, ist die Funktion standardmäßig deaktiviert. Um sie zu aktivieren, aktivieren Sie in den „Erweiterten Einstellungen“ die Option „Erweiterte CAN-Optionen zulassen“ und aktivieren Sie anschließend in der CAN-Nachrichtenkonfiguration die Option „Invert bits“.

Abb. 7: Konfiguration der CAN-Nachricht zum Empfang von Signalen mit normaler und invertierter Bitreihenfolge

Erweiterte Logging-Funktionen

Für Debugging, Langzeitüberwachung und Systemanalyse bietet OXYGEN 8.2 flexiblere Log-Datei-Funktionen. Neben dem bisherigen Überschreiben der Log-Datei beim Start einer neuen Sitzung können Einträge nun auch an bestehende Log-Dateien angehängt werden. Standardmäßig überschreibt OXYGEN die Protokolldatei weiterhin bei jedem Start einer neuen Sitzung.

Hinweis: Im Falle eines unerwarteten Anwendungsabsturzes erstellt OXYGEN automatisch ein separates Absturzprotokoll, um die relevanten Diagnoseinformationen zu sichern.

Das Protokollierungsverhalten kann unter „OXYGEN-Setup → Erweiterte Einstellungen → Protokolldatei-Einstellungen“ konfiguriert werden, wo folgende Optionen zur Verfügung stehen:

• Schreibmodus – Wählen Sie aus, ob Protokolle überschrieben oder angehängt werden sollen.
• Maximale Protokolldateigröße – Legen Sie die maximal zulässige Größe der Protokolldatei fest. Sobald das festgelegte Limit erreicht ist, wird die Protokolldatei automatisch überschrieben. Der Wert 0 deaktiviert die Größenbeschränkung.

Fazit

Mit OXYGEN 8.2 stärkt DEWETRON die Integration in moderne Automatisierungs- und Steuerungsumgebungen. Die neue Unterstützung für EtherCAT, PROFINET und den XCP Packed Mode ermöglicht eine schnellere und effizientere Datenübertragung, während zahlreiche Workflow-Verbesserungen den täglichen Einsatz vereinfachen.

Für Testingenieure, Automatisierungsspezialisten und Entwickler bietet OXYGEN 8.2 damit eine leistungsstarke Plattform für moderne Mess-, Steuerungs- und Analyseaufgaben.