ISBS-Mixer

Laborrührer steuern, Messdaten aufzeichnen und visualisieren.

Stefan Reiser

2020-09-06

Beschreibung

Die Software steuert Laborrührer des Herstellers IKA und zeichnet deren Messdaten auf. Die empfangenen Daten werden mittels Gnuplot angezeigt. Entwickelt wurde die Software mit einem “Ministar 20 control” als Testgegenstand. Andere Modelle des Herstellers, die das gleiche Kommunikationsprotokoll benutzen (z.B. “STARVISC”), sollten ebenfalls funktionieren.

Abb. 1: Programmfenster. Der Rührer ist nicht verbunden. 

 timestamp;t [s];T [degC];set speed [rpm];speed [rpm];torque [Ncm]
 2020-05-28 16:57:31+02;0;31.5;200;0;0     <--- Aufzeichnung wurde gestartet,
 2020-05-28 16:57:32+02;1;31.73;200;0;0         Solldrehzahl ist 200 U/min,
 2020-05-28 16:57:33+02;2;31.91;200;0;0         Motor ist ausgeschaltet.
 2020-05-28 16:57:34+02;3;32.03;200;0;0
  ⋮
 2020-05-28 16:57:49+02;17;32.55;200;0;0
 2020-05-28 16:57:50+02;18;32.67;200;0;0
 2020-05-28 16:57:51+02;19;32.72;0;0;0     <--- Startbefehl wurde gesendet.
 2020-05-28 16:57:52+02;20;32.73;0;0;0          Der Rührer setzt daraufhin
 2020-05-28 16:57:53+02;21;32.74;0;0;0          seine Solldrehzahl zurück
  ⋮
 2020-05-28 16:58:27+02;55;30.9;0;0;0
 2020-05-28 16:58:28+02;56;30.78;0;0;0
 2020-05-28 16:58:29+02;57;30.65;200;29;0  <--- Solldrehzahl erneut auf
 2020-05-28 16:58:30+02;58;30.49;200;177;3.77   200 U/min gesetzt, Motor
 2020-05-28 16:58:31+02;59;30.33;200;200;0.02   läuft an.
 2020-05-28 16:58:32+02;60;30.16;200;200;0
 2020-05-28 16:58:33+02;61;29.99;200;200;0
 2020-05-28 16:58:34+02;62;29.82;200;200;0
  ⋮

Abb. 2: Auszug aus einer Aufzeichnung. Die Felder sind: 1) ISO-Zeitstempel, 2) Sekunden seit Aufzeichnungsbeginn, 3) Solldrehzahl, 4) Istdrehzahl, 5) Drehmoment.

Installation

Die Installation erfolgt durch Entpacken des Programmpakets. Das Programm kann in einem beliebigen Verzeichnis betrieben werden, vorausgesetzt, dass dessen Pfad keine Leerzeichen enthält. Im folgenden wird von einer Installation ins Verzeichnis c:\isbs\ruerer ausgegangen.

Außerdem müssen ein “JRE” und das Plotting-Programm “Gnuplot” installiert werden – siehe unten.

Java-Laufzeitumgebung

Benötigt wird ein Java Runtime Environment (JRE) der Version 8 oder höher.

Gnuplot

Das Plotting-Programm “Gnuplot”, das zur Darstellung der Messdaten benötigt wird, ist aus Platzgründen nicht im Paket enthalten.

Plotten der Messdaten

Die Checkboxen im Hauptfenster (Abb. 1) bestimmen, welche Datenreihen geplottet werden. Solange Daten aufgezeichnet werden, wird das Gnuplot-Fenster alle 5 Sekunden aktualisiert. Wird die Aufzeichnung pausiert oder beendet, kann das Gnuplot-Fenster ohne Störungen bedient werden.

Über “Options”, “Update wgnuplot.ini” speichert man Fensterposition, -größe und andere Einstellungen. Der Plot lässt sich im EMF-Format exportieren. Zu weiteren Funktionen wie Zoomen, Messen, Markieren u.a. siehe die Gnuplot-Dokumentation zum Windows-Terminal.

Die Datei bin\script\plot.plt bestimmt das Aussehen des Plots. Sie kann auch verwendet werden, um zuvor aufgezeichnete Dateien unabhängig vom Programm zu plotten.

Abb. 3: Mit einem “IKA Ministar 20 control” gerührtes Bitumen kühlt während der 2-stündigen Aufzeichnung zunächst von 130 °C auf 95 °C ab und wird anschließend wieder erhitzt. Über den gesamten Verlauf entspricht die gemessene der vorgegebenen Drehzahl. Mit zäher werdendem Bitumen zeigen sich im Drehmomentverlauf zwei sprunghafte Verschiebungen des Nullpunkts der Dreh­moment­messung (0:24 und 0:58), die sich später mit abnehmender Viskosität wieder zurückstellen. Unterhalb von 3.5 Ncm (bis Minute 18 und ab kurz vor Aufzeichnungsende) gibt der Rührer keine Drehmomentwerte aus.
Abb. 4: Ausschnittsvergrößerung. Der Rührer gibt für Drehmomente < 3.5 Ncm den Wert 0 aus.

Lizenz/Nutzungsbedingungen/Haftungsausschluss

Diese Software wird unter den folgenen Bedingungen zur Verfügung gestellt:

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