Automatische Messwerterfassung

Noch vor wenigen Jahren war es üblich, geotechnische Messwerte von Hand zu erfas­sen. Die Einführung der automatischen Messwerterfassung hat in der Messtechnik zu einer bedeutenden Umwälzung geführt, zu deren Vorteil aber auch gleichzeitig zu deren Nachteil. Beim Einsatz dieser Techniken sollten wir uns ihrer großen Vorteile, aber auch ihrer Grenzen bewusst sein: Kein automatisches Messsystem kann ingenieurmäßige Urteilsbildung ersetzen.

Diese Bemerkungen mögen nicht als ein Votum gegen den Einsatz automatischer Messwerterfassungsanlagen verstanden, sondern sollten vielmehr, bevor sie zum Ein­satz gelangen, als ein Bekenntnis für eine ehrliche Abschätzung ihrer Eignung gewertet werden. Vor- und Nachteile einer automatischen Messwerterfassung sind in Tab. 1 ein­ander gegenübergestellt.

Vorteile	Nachteile
Reduzierte Personalkosten Beliebig viele Messungen Datenerfassung an unzugänglichen Stellen Rasche Datenübertragung über große Distanzen Beobachtung von dynamischen Prozessen Datenerfassung in einem computergerechten Format Höhere Messgenauigkeit, weil die Sensoren fest mit dem Messgerät verbunden sind	Ersatz eines kenntnisreichen Geotechnikers durch eine Maschine Blinde Akzeptanz von Daten, die korrekt sein können aber auch nicht Erzeugung einer Datenflut, die dazu verleitet, sich mit Auswertung und Interpretation Zeit zu lassen und nicht auf wichtige Veränderungen sofort zu reagieren Hohe Einrichtungs- und häufig bedeutende Wartungskosten

Tab. 1      Gegenüberstellung der Vor- und Nachteile einer automatischen Mess­werterfassung (nach Dunnicliff, 1988)

 

Die typischen Komponenten einer automatischen Datenerfassungsanlage sind:

1. Elektrischer Sensor oder Transducer, der die zu messende physikalische Größe erfasst.
2. Messstellenumschalter
3. Messverstärker, der das Sensorsignal in ein Analog-Digital-Wandler-gerechtes Messsignal umformt.
4. Wandler, der das Messsignal so wandelt, dass es vom Mikroprozessor erfasst wer­den kann.
5. Mikroprozessor (Steuerrechner), der die Messstellen umschaltet, die Daten erfasst und abspeichert.
6. Registriereinheit (Festplatte, Diskette, Magnetband, Drucker), welche die Messda­ten speichert.
7. Bildschirm
8. Drucker
9. Plotter

Falls erforderlich:

10. Datenfernübertragung

Optional:

11. Blitzschutzeinrichtung an allen elektrischen Komponenten

 

Die Messwerterfassungsmöglichkeiten des GIF lassen sich in drei Systeme mit fließen­den Übergängen einteilen:

1. Standalone System,
2. Master-Slave System,
3. Online System.

 

Standalone System

Das Standalone System dient der Erfassung von einer kleineren Anzahl von örtlich zu­sammenhängenden Sensoren über einen mittleren bis langen Zeitraum. Die Messdaten werden erfasst und gespeichert, mittels Datenfernübertragung oder Kabel abgeholt. Siehe hierzu Kapitel 6.1 Dezentrale Datenerfassung.

 

Master-Slave System

Master-Slave Systeme kommen zum Einsatz bei einer größeren Anzahl und/oder bei weiten Entfernungen zwischen den Sensoren. Die Kommunikation zwischen Master und Slaves erfolgt über eine 2- bis 6-Drahtleitung je nach Übertragungsnorm und ob die Spannungsversorgung mit derselben Leitung erfolgt. Optional sind hier auch Datenfern­übertragungen, z. B. über Funk oder auch über Lichtleiter möglich.

Abb. 1      Beispielhafter Aufbau eines Master-Slave-Systems

 

Der Master initialisiert die Slaves und holt ihre erfassten Daten ab. Mit Hilfe des Masters können die Daten ausgewertet oder auf ein anderes Rechnersystem übertragen wer­den. Die Slaves können auch vor Ort mittels eines Laptops bedient werden. Der Vorteil von Master-Slave Systemen liegt u. a. darin, dass die Kabellängen zum Sensor sehr kurz gehalten werden. Dies bewirkt eine geringe Störanfälligkeit des Messsignals bzw. auch des gesamten Messsystems, da Störungen lokal bleiben und nicht in einer Mess­zentrale zusammengeführt werden. Oft sind solche Systeme auch vom Verkabelungs­aufwand günstiger. Beispielhafte Anwendungsgebiete sind Tunnelbauwerke, Berg­werke, Staudämme und Deponien.

 

Online System

Das Online System ist für schnelle Vorgänge, die eine ständige Kontrolle benötigen, gedacht.

Die Messdaten werden gleichzeitig erfasst und grafisch dargestellt. Teilweise ist das System mit einem Slave als Steuerrechner von hydraulischen oder pneumatischen Sy­stemen ausgerüstet. Anwendungsfälle sind u. a.:

Bohrlochaufweitungsversuche, Probebelastungen von Pfählen, Lastplattenversuche und Scherversuche.

Alle Systeme sind für die Alarmgenerierung bei Über- oder Unterschreiten von Grenz­werten geeignet.

 

 

Die komplette Beschreibung zu Automatische Messwerterfassung finden Sie auch hier als pdf.