OXYGENs Echtzeit-Leistungsberechnung
Moderne elektrische Systeme werden immer dynamischer. Ob bei Tests von elektrischen Antrieben, Inverter-Systemen oder Leistungselektronik – Ingenieurinnen und Ingenieure benötigen Messwerte heute oft nahezu verzögerungsfrei. Gerade in Regelungs- und Automatisierungsumgebungen können bereits kleinste Verzögerungen einen großen Unterschied machen. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, bietet OXYGEN jetzt die Realtime Power Berechnung – oder auch Echtzeit Leistungsberechnung – eine neue Funktion, die extrem schnelle Leistungsanalysen mit minimaler Latenz ermöglicht.
Was ist OXYGEN Realtime Power Calculation?
Der neue Realtime-Tab innerhalb der Power-Gruppe in OXYGEN erweitert die bestehende Power-Analyse um echtzeitfähige Leistungsberechnungen. Die Funktion ist direkt im Tool integriert und ermöglicht Update-Raten von bis zu 1 kHz – bei einer typischen I/O-Latenz von nur 2 ms.
Abb. 1: Echtzeit-Option im Power-Group-Tool von OXYGEN
Die Real-Time-Power-Funktion unterstützt nahezu alle verfügbaren Anschlusstypen (mit Ausnahme von „Andere“) und stellt eine Vielzahl berechneter Werte bereit, darunter:
- Spannungswerte (RMS, Mittelwert, Peak-to-Peak)
- Stromwerte (RMS, Mittelwert, Peak-to-Peak)
- Wirk-, Blind- und Scheinleistung
- Leistungsfaktor
- Echtzeit-Wellenformdaten
Je nach gewählter Power-Gruppen-Konfiguration stehen zusätzlich weitere Werte zur Verfügung, etwa Gleichstromleistung, mechanische Leistung oder Wirkungsgradberechnungen.
Die Einrichtung und Konfiguration erfolgen wie gewohnt in der Power-Gruppe. Die eigentlichen Echtzeit-Berechnungen laufen jedoch unabhängig von der klassischen Power-Analyse-Engine. Alle berechneten Werte werden per UDP-Kommunikation übertragen und stehen somit sofort externen Systemen, Regelalgorithmen oder auch zur Weiterverarbeitung innerhalb von OXYGEN zur Verfügung.
Hinweis: Erfordert die Software-Option OXY-OPT-POWER-RT
Warum ist Leistungsanalyse mit niedriger Latenz entscheidend?
In vielen Anwendungen dienen Leistungswerte nicht nur der Überwachung oder nachträglichen Analyse, sondern sie sind integraler Bestandteil aktiver Systeme, die sofort reagieren müssen. Typische Anwendungsfälle sind:
- Inverter-Regelung
- Tests von elektrischen Antrieben
- Hardware-in-the-Loop (HIL) Systeme
- Transientenerkennung
- Schnelle Schutzmechanismen
In solchen Umgebungen kann verzögertes Feedback die Synchronisation zwischen Messsystem und Prüfling erheblich beeinträchtigen. Echtzeit-Leistungsberechnungen reduzieren diese Verzögerung und ermöglichen es Systemen, deutlich schneller auf Veränderungen zu reagieren. Dadurch ist OXYGENs Real-Time Power Analysis besonders wertvoll für dynamische und zeitkritische Anwendungen.
Echtzeit vs. Standard-Leistungsberechnung
Auf den ersten Blick könnte man meinen, dass die Echtzeit-Leistungsberechnung die klassische Power-Analyse ersetzt – tatsächlich erfüllen beide Ansätze jedoch unterschiedliche Anforderungen.
Die Echtzeit-Funktion konzentriert sich darauf, die wichtigsten Leistungswerte mit minimaler Latenz bereitzustellen. Das ist ideal für schnelle Regelkreise und dynamische Systeme.
Die Standard-Power-Analyse in der OXYGEN-Software hingegen bietet maximale Flexibilität und tiefgehende Analysefunktionen, darunter:
- Harmonische und Interharmonische Analyse
- Supraharmonische
- Symmetrische Komponenten
- Flicker-Analyse
- DQ-Analyse
Darüber hinaus unterstützt sie umfangreiche Kommunikations- und Integrationsmöglichkeiten wie CAN, TCP/IP, XCP oder OPC UA, ergänzt durch leistungsstarke Logging- und Post-Processing-Funktionen.
Ein weiterer wichtiger Unterschied betrifft die Betriebssystemunterstützung: Während die Standard-Power-Analyse auf allen von OXYGEN unterstützten Systemen verfügbar ist, erfordert die Real-Time Power Berechnung aktuell Ubuntu 24.04, um deterministische Echtzeit-Performance sicherzustellen.
Der größte Unterschied liegt jedoch in der Latenz:
- Echtzeit-Leistungsberechnung: ca. 2 ms
- Standard-Leistungsanalyse: ca. 300 ms
Kombination aus Echtzeit und Standard-Leistungsberechnung
Ein großer Vorteil der OXYGEN-Implementierung ist, dass beide Ansätze parallel genutzt werden können. Das bedeutet:
- Echtzeit-Power-Analyse für schnelle Rückkopplung und Regelung
- Standard-Power-Analyse für detaillierte Auswertung und Power-Quality-Analysen
Für viele moderne Testaufbauten ergibt diese Kombination das Beste aus beiden Welten: sofortige Reaktionsfähigkeit und gleichzeitig umfassende Analyse-Möglichkeiten.
Abb. 2: Echtzeit-Leistungsmessung mit OXYGEN
Welche Lösung passt zu Ihrer Anwendung?
Die Wahl hängt stark von Ihren Anforderungen ab:
- Real-Time Power Analysis eignet sich ideal, wenn deterministisches Timing, schnelle Reaktionen und minimale Latenz im Fokus stehen.
- Standard Power Analysis ist die richtige Wahl für detaillierte Power-Quality-Analysen, umfangreiche Schnittstellen, Langzeitaufzeichnungen und komplexe Nachbearbeitung.
In vielen Fällen liefert jedoch die Kombination beider Ansätze den größten Mehrwert.
Fazit
Mit der Real-Time Power Calculation erweitert OXYGEN seine Leistungsanalyse um eine Lösung für schnelle und zuverlässige Messanwendungen. Leistungswerte können innerhalb weniger Millisekunden berechnet und bereitgestellt werden – ideal für dynamische Systeme und geschlossene Regelkreise.
Gleichzeitig bieten die bewährten Power-Analyse-Tools von OXYGEN weiterhin alle Funktionen für detaillierte Untersuchungen der Spannungsqualität. Zusammen entsteht eine flexible Lösung, die Echtzeitfähigkeit und tiefgehende Analyse in einer einzigen Software vereint.
