QuantumX: La terza generazione della rivoluzione DAQ

HBM continua a definire le nuove tendenze nell’acquisizione dei dati di misura con QuantumX. In occasione del suo decimo anniversario, il sistema di acquisizione dati sta per introdurre la terza generazione di dispositivi. L’esperto di tecnologia di misura Christof Salcher spiega in un’intervista i motivi di questo successo.

Con QuantumX, HBM ha rivoluzionato le soluzioni tradizionali di analisi e test. Grazie ai canali universali, all’approccio del sistema distribuito, alla digitalizzazione di alta precisione e all’apertura parallela univoca e in tempo reale, QuantumX di HBM è diventato lo standard sul mercato.

 

Christof Salcher, Product Manager di QuantumX

Christof Salcher si è laureato in ingegneria elettronica e informatica presso l’Università di Monaco con una specializzazione in misura, controllo, automazione e robotica.

Dal 2007 lavora come Product Manager / Product Owner nel dipartimento di test e misura di HBM, dove si occupa della progettazione di situazioni complete per i test di durabilità, funzionalità e prestazioni.

 

QuantumX – un nome, una garanzia: un sistema modulare per i compiti di misura più complessi, con flessibilità di combinazione dei moduli. Come si è arrivati a questa soluzione?

Salcher:

"Dieci anni fa, l’elettronica di misura aveva una flessibilità molto limitata, era ingombrante e costosa. Allora HBM aveva un sistema di acquisizione dati nella sua linea di prodotti, MGCplus, che costituisce tuttora lo standard per i dispositivi di misura che funzionano localmente. Cercate MGCplus su Internet: è ancora oggi sinonimo di tecnologia di misura.

Un numero elevatissimo di brevetti HBM è associato a questo sistema che, però, presenta dei limiti che si è ritenuto importante cercare di superare. Era infatti necessario introdurre un nuovo sistema di misura aggiuntivo che potesse rispondere ai nuovi requisiti tecnologicamente realizzabili dei quali i clienti ancora non si rendevano conto pienamente. Era arrivato il momento di fare un grande passo avanti, con uno strumento altamente flessibile. Per il lancio sul mercato, abbiamo introdotto l’espressione Coltellino svizzero della tecnologia di misura. Dopo 10 anni, QuantumX è molto più di questo."

 

Che cosa caratterizza uno strumento flessibile per i compiti impegnativi da svolgere nell’ambiente di test e misura?

Salcher:

"Abbiamo studiato le singole fasi di lavoro dei nostri clienti, cercando sempre il potenziale per l’efficienza. Volevamo cambiare il concetto di base e passare da strumento installato in maniera permanente a uno strumento più efficiente.

La struttura del nuovo sistema doveva essere piccola e maneggevole per rendere accessibile il maggior numero di applicazioni possibile. Il sistema doveva essere installato vicino al sensore, per consentirne un uso distribuibile e non doveva essere necessaria alcuna conversione nel momento del passaggio da un compito all’altro. Doveva inoltre essere possibile integrare un misurando completamente nuovo e quindi qualsiasi tipo di sensore. Per ottimizzare ulteriormente le fasi di lavoro dei nostri clienti, abbiamo unito la richiesta di canali di misura universali con la tecnologia chip TEDS. Il foglio dati elettronico nel sensore o nella presa, combinato con i canali universali, consente un enorme aumento dell’efficienza. Naturalmente, QuantumX voleva essere un punto di riferimento in termini di precisione, per nessun motivo inferiore al più grande MGCplus. Un altro fattore determinante è stata la richiesta sempre maggiore di una dinamica più elevata. Le macchine stavano diventando più dinamiche, quindi l’ampiezza di banda e l’intervallo di campionamento dovevano comprendere l’intera gamma vibro-acustica, consentire l’analisi di rotazione e gestire processi transitori con alta risoluzione.

È risultato evidente fin da allora che, entro breve tempo e in modo sempre più dettagliato, sempre più compiti di misura collegati allo sviluppo si sarebbero svolti in maniera completamente automatica, quindi riproducibile e ripetibile, nei test delle applicazioni nel campo reale. Per questo motivo, dovevamo offrire un’integrazione in tempo reale con i nuovi bus di campo basati su Ethernet. Parallelamente all’automazione, tuttavia, gli utenti richiedevano un’analisi più approfondita dei dati di misura dei campioni di prova. Dovevamo classificare e ordinare in base alla priorità centinaia di requisiti proposti. È così che è nato il sistema modulare QuantumX, modulo dopo modulo, applicazione dopo applicazione. Tutto senza mai dimenticare le possibilità tecniche."

 

QuantumX rende il lavoro più produttivo?

Salcher:

"Sì. I nostri clienti sono contenti di lavorare con questo prodotto, di provare nuove potenzialità, effettuare test e analisi con la qualità di misura a cui sono abituati e con una flessibilità estremamente elevata. Quindi, sì, possiamo dire che QuantumX è sinonimo di flessibilità e produttività.

Nel 2008 abbiamo stabilito un nuovo standard sul mercato con QuantumX MX840: improvvisamente, c’era un dispositivo con canali universali, facile da maneggiare, portatile, preciso, dinamico e addirittura più economico rispetto ad altre soluzioni! Un dispositivo che può essere utilizzato ancora oggi per un gran numero di applicazioni, un investimento in un software in continuo sviluppo, per una vera e propria protezione degli investimenti."

 

 

Quali nuove tendenze hanno determinato le singole fasi di evoluzione e quando?

Salcher:

"Nella seconda fase di evoluzione, la piattaforma B, abbiamo aggiunto alcuni componenti essenziali ai moduli: innanzitutto, il "Precision Time Protocol" (PTP – protocollo tempo di precisione) o IEEE1588:2008 per la sincronizzazione temporale di più dispositivi in reti basate su Ethernet e tassi di campionamento in decimi di secondo. Volevamo anche migliorare ulteriormente il nostro cavallo di battaglia MX840B e ampliare il suo ambito di funzionamento e le sue prestazioni diminuendo al contempo il consumo di energia.

Ora possiamo dire che questa seconda fase ha costituito un passaggio di armonizzazione importante ed è arrivata al momento giusto. Il vantaggio maggiore di PTP e campionamento decimale è stato quello di poter sincronizzare i dispositivi di misura di HBM e di altri produttori in un intervallo di alcune centinaia di nanosecondi mantenendo una precisione elevata. Ciò semplifica l’integrazione e l’analisi dei dati di misura, poiché tutti i punti di misura possono essere attribuiti contemporaneamente e, nel migliore dei casi, esiste un unico set di dati."

 

Ora, siamo arrivati alla terza fase dell’evoluzione, con QuantumX CX27C, giusto in tempo per il decimo anniversario. Quali sono le novità?

Salcher:

"La piattaforma C definisce il ritmo delle prestazioni: oggi è fondamentale gestire volumi di dati sempre maggiori, sia nei veicoli che sui banchi prova e la tendenza diffusa è quella di uniformare i test. I clienti vogliono un layout unico per più tipi di test diversi e quindi centinaia di segnali di misura che possono monitorare e controllare in tempo reale con una simulazione dei componenti mancanti. Inoltre, i collegamenti in rete dell’elettronica dei veicoli stanno abbandonando i sistemi tradizionali CAN, come CAN-FD e FlexRay, per passare a bus di veicolo basati su Ethernet.

Il modulo QuantumX CX27C è il primo membro della famiglia QuantumX che presenta un’architettura System-on-Chip (SoC) estremamente potente e con basso consumo energetico. Questa nuova piattaforma consente ai clienti di integrare rapidamente i dati registrati in qualsiasi bus di campo o di acquisire segnali sincronizzati dai nuovi bus di veicolo moderni. In questo modo, siamo stati in grado di aumentare le prestazioni di un fattore 12. Ovviamente, il primo modulo della generazione C è compatibile con tutti i moduli della famiglia QuantumX."

Dobbiamo citare anche il "Quantum migliore", ossia SomatXR, che è il nostro dispositivo di test e misura ultra-robusto utilizzato per i test in mobilità su strada, ma oggi sempre più diffuso anche sui banchi prova. Tutti i moduli della piattaforma possono essere strutturati come versione ultra-robusta, ossia in un sistema modulare.

 

E per quanto riguarda l’apertura e la connettività?

Salcher:

"Fin dall’inizio abbiamo sottolineato l’importanza dell’apertura e abbiamo incoraggiato l’integrazione. Ci siamo avvicinati in modo attivo a dei possibili partner e abbiamo incoraggiato l’integrazione in un’ampia gamma di pacchetti software diversi che includono programmi come LabVIEW / NXG, Visual Studio .NET, DIAdem, CANape, DASYlab, InNova, IPEmotion, jBeam, mlab e molti altri. Siamo sempre impegnati a offrire una soluzione efficiente e completa dotata di un suo software, ma non poniamo ostacoli di fronte a quei clienti che hanno già scelto un pacchetto software diverso. Il tasso di penetrazione sul mercato di catmanAP o Enterprise nei sistemi con un numero di canali alto è aumentato notevolmente ed è oggi al 90%, il che conferma il nostro impegno. Abbiamo anche offerto ai nostri concorrenti la possibilità di un trasferimento di tecnologia per i problemi legati a PTP, per poter offrire un valore aggiunto ai nostri clienti finali.

Attualmente stiamo lavorando a una nuova piattaforma più moderna con EVIDAS. Questo pacchetto stabilisce dei nuovi standard in termini di flusso di lavoro efficiente, supporto in lingua, integrazione cloud e apertura."

 

Signor Salcher, come vede il futuro di test e misura?

Salcher:

"Con QuantumX continuiamo a fare passi avanti nel nostro percorso. Il primo prodotto della nuova generazione, QuantumX CX27C, si rivolge alle applicazioni su bachi prova. In un futuro prossimo, sarà possibile avere supporto per bus di campo e bus di veicolo aggiuntivi nei test su strada in mobilità.

Nei prossimi 5-10 anni, le sfide che noi e i nostri clienti dovremo affrontare saranno le stesse: i nostri prodotti dovranno essere elettrici, autonomi, collegati digitalmente in rete e intelligenti.

Stiamo facendo i primi passi in questa direzione con il nuovo software EVIDAS, per rendere la nostra tecnologia di misura aggregata compatibile con IIoT (Internet delle cose industriale) e integrarla in qualsiasi piattaforma scelta dall’utente (MS Azure, Siemens MindSphere, GE Predix, Bosch IoT, SAP Hana, amazon AWS, ThingWorx, ecc.). Siamo convinti che alcuni aspetti della piattaforma saranno diversi a seconda del Paese, del settore e dell’applicazione e dell’installazione della piattaforma in luogo pubblico o privato. Siamo molto aperti a questo proposito. Permettetemi di riassumere ancora una volta i punti principali: questo aspetto dipende strettamente da Agira, la piattaforma basata su web e molto diffusa di HBM nCode e Reliasoft. Agira offre una soluzione integrata e combina test virtuali (simulazione) e test reali con potenti analisi automatiche in background. In questo modo, aumentiamo l’efficienza e la qualità per i nostri clienti nello sviluppo di nuovi prodotti. Riceviamo inoltre supporto da Bruel & Kjær Sound & Vibration (BKSV), leader tecnologici nel loro settore. A partire dal 1 gennaio 2019, saremo ufficialmente un team. Aspettatevi molte novità da HBM / HBK."

 

Dispositivi multi-funzione e specializzati

I moduli di misura QuantumX

  • Con i loro canali universali, QuantumX MX840B, MX440B e MX410B sono veri e propri dispositivi multi-funzione a cui possono essere collegati tutti i più comuni trasduttori e sensori.
  • MX460B acquisisce velocità di rotazione, coppia, angolo, posizione assoluta, spostamento e PMW in generale in modo preciso, altamente dinamico e senza perdite
  • Per i compiti di misura con molti canali di misura, la famiglia QuantumX offre l’amplificatore con estensimetri a ponte MX1615B e il modulo di temperatura MX1609.
  • MX430B e MX238B consentono un’elevata precisione nella misurazione dei trasduttori di forza, coppia e pressione basati su estensimetri in configurazione full-bridge.
  • I due moduli QuantumX MX809B e MX403B consentono la massima sicurezza verificabile per la misurazione in ambienti ad alta tensione.

Integrazione di moduli, salvataggio dei dati

  • Il registratore dati QuantumX CX22B-W raccoglie, analizza e salva dati relativi a misura, segnale, posizione e fotocamera, in modo completamente indipendente. I risultati possono essere trasferiti direttamente o via WLAN.
  • QuantumX MX471B consente l’acquisizione sincrona di segnali CAN e l’invio di valori di misura analogici via CAN al registratore dati o all’unità di controllo del banco di prova.

 

Risposte in tempo reale

  • Il Gateway QuantumX CX27  incorpora il sistema di misura nei bus in tempo reale quali PROFINET e EtherCAT, garantendo così un’integrazione completa nei sistemi di prova automatizzati.
  • QuantumX MX878B e MX879B possono essere usati per analizzare i segnali, generare stimoli o semplicemente per acquisire i segnali direttamente. Consentono quindi di controllare in modo più semplice i banchi prova di piccole dimensioni.
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