Einführung

Mit einem sogenannten Funktionsbaustein ist es möglich, aus den Werten von Kanälen einer Messstelle, den Eingangskanälen, Werte für zusätzliche Kanäle, den Ausgangskanälen, zu berechnen.
Mit Parametern als zusätzlichen Eingabegrößen kann ein Funktionsbaustein noch weiter konfiguriert werden.


Hinweis: Die im folgenden beschriebenen Funktionsbausteine erwarten als Eingangswerte meist Werte in einer bestimmten Einheit. Entsprechend können als solche lediglich Kanäle als Eingangskanäle ausgewählt werden, die zu dem jeweiligen Funktionsbaustein kompatibel sind.

Funktionsbausteine für Tachymeter-Daten 

Funktionsbaustein “Verschiebung”

Berechnet die Verschiebungen eines Messpunktes gegenüber der Referenzmessung.

Anwendung: Überwachung von Bauwerken.

  • Eingangskanäle:

    • E- (bzw. Y-) Wert des Messpunktes
    • N- (bzw. X-) Wert des Messpunktes
    • H- (bzw. Z-) Wert des Messpunktes
  • Parameter:
    • Phi: Azimut der Struktur, z. B. einer Gebäudewand, deren Lage im zeitlichen Verlauf durch einen Messpunkt überwacht wird. Durch diesen Winkel kann der Verschiebungsvektor in einen Anteil parallel zur Struktur (Längsverschiebung) und einen senkrecht zur Struktur (Querverschiebung) zerlegt und ausgegeben werden.
  • Ausgangskanäle:
    • Verschiebung Quer
    • Verschiebung Längs
    • Verschiebung Höhe
    • Verschiebungsbetrag horizontal
    • Verschiebung Azimut
  • Berechnungsvorschrift:

Funktionsbaustein “Neigung”

  • Eingangskanäle:
  • Parameter:
  • Ausgangskanäle:
  • Berechnungsvorschrift:

Funktionsblock “Gleisüberwachung” (engl. Tack Monitoring)

  • Eingangskanäle:
  • Parameter:
  • Ausgangskanäle:
  • Berechnungsvorschrift:


Funktionsbausteine für Logger-Daten 

Funktionsbaustein zur Berechnung einer allgemeinen Formel 

Mit dem Funktionsbaustein zur Berechnung einer allgemeinen Formel (im folgenden kurz: Formel-Funktionsbaustein) können die Daten eines oder mehrerer Eingangskanäle einer beliebigen Berechnung unterzogen werden. Beispielsweise kann damit eine Temperaturkompensation erfolgen, indem ein Eingangskanal mit Längendaten mit einem weiteren Eingangskanal mit Temperaturdaten in einer entsprechenden Formel verknüpft werden.

Ein bestimmter Eingangskanal wird in der Formel durch die Variable, die mit 'm' oder 'delta' beginnt und mit der Positionsnummer des Kanals endet, bezeichnet. Beispielsweise wird der erste Eingangskanal durch die Variable 'm1' oder 'delta1' bezeichnet. In eckigen Klammern kann nach der Variablen eine zum Eingangskanal kompatible Einheit angegeben werden, z. B. 'm1[mm]', wenn die Daten des Eingangskanals 'm1' eine Strecke darstellen. Fehlt die Angabe einer Einheit, setzt SDC automatisch die Einheit des Eingangskanals ein, z. B. 'm1[cm]', wenn die Daten des Eingangskanals 'm1' eine Strecke in der Einheit 'cm' darstellen.

Wichtig: Wurde ein Eingangskanal spezifiziert, muss die Formel auch die entsprechende Variable enthalten! Entsprechendes gilt auch für Konstanten.

Unter "Einheit des Ergebnisses" kann die Einheitenkategorie (z. B. "Strecke", "Winkel", "elektrische Spannung" etc.) und die Einheit innerhalb der gewählten Einheitenkategorie, in der die berechneten Werte des Ausgangskanal gegeben sein sollen, angegeben werden. Voreingestellt ist als Einheitenkategorie "Strecke" und als Einheit "m".

Wichtig: Wurde ein Funktionsbaustein einmal gespeichert, lässt sich lediglich noch die Einheit innerhalb der gewählten Einheitenkategorie modifizieren, die Einheitenkategorie selbst ist dann fix.

Die Berechnung erfolgt dann gemäß der so spezifizierten Formel Messzeitpunkt für Messzeitpunkt, um zum Messzeitpunkt einen Messwert des - einen - Ausgangskanals zu berechnen.

Hinweis: Werden zwei oder mehr Kanäle formelmäßig verknüpft, die nicht zu den gleichen Zeitpunkten gemessen wurden, werden die Daten der Kanäle zuvor auf ein gemeinsames Zeitraster gebracht => siehe Messstellen-Eigenschaften unter Tab "Erweitert",

Beginnt eine Variable mit "delta", fließen nicht die Messwerte des entsprechenden Eingangskanals selbst in die Berechnung ein, sondern die Differenzen der Messwerte zur Referenzmessung: 'm_i - m_0', wobei 'm_i' den Messwert zum Zeitpunkt 'i' und 'm_0' den Referenzwert bezeichnet. Hierfür muss also zuvor im Tab "Referenzmessungen" mindestens eine Referenzmessung definiert worden sein.

Mögliche Operationen: Siehe MCC-Bedienungsanleitung, MCC_German.pdf, Anhang 4, S. 233ff:

  • Mathematische Operatoren: +, -, *, /, %, etc.
  • Vergleichsoperatoren: <, >, <=, >=, <> (ungleich)
  • Beliebige Klammerungen
  • Mathematische Funktionen: abs(), sin(x), cos(x), tan(x), arcsin(x), arccos(x), arctan(x) pi, e exp() ln(), log()
  • Fallunterscheidungen mit "if(<Bedingung>; <True-Wert>; <False-Wert>)"

 Beispiele für gültige Formeln:

  • "m1[m] + 1,2345", "m1[m] + c1", "2 delta1[m] + c1", "sqrt(m1[m] m1[m] + m2[m] * m2[m]", if( (m1[m] > 0.5) ; 42; m1[m] )

Mögliche Validierungsfehler:

  • "Die Einheit V ist nicht mit der Variablen m1 kompatibel." Erscheint, wenn die Einheitenkategorie z. B. eine Strecke ist, man aber eine Formel mit 'm1[V]' spezifiziert hat
  • "Formel-Variablen und ausgewählte Kanäle sind inkonsistent" - kommt vor, wenn Eingangskanäle ausgewählt wurden, für die in der Formel keine Variable angegeben wurde - oder umgekehrt, und/oder Konstanten nicht definiert wurden.

Funktionsbausteine zur Auswertung der Daten von Inklinometer-Ketten (Modul Logger) 

Funktionsbaustein “Inklinometer-Kette – Differentielle Deformationen”

Auswertung der Daten einer Inklinometer-Kette – Berechnung der differentiellen Deformation je Kettenglied durch Differenzbildung gegenüber Referenzmessung, skaliert mit Schrittweite.

  • Eingangskanäle:
    • Bis zu 15 Kanäle für die Neigungswerte der Kettenglieder einer Inklinometer-Kette.
      Soferen die Inklinometer-Kette über weniger Glieder verfügt, sind die entsprechenden Eingangskanäle unspezifiziert (Auswahl des Dropdown-Menü-Eintrags “-”) zu lassen.
  • Parameter:
    • LAGE-ACHSE ABBILDEN NACH
      Dropdown-Menü zur Spezifikation der Orientierung der Inklinometer-Kette: Orientierung in “X” -, “Y” – oder “Z” – Richtung.
    • KOORDINATEN-WERT DES BEZUGSPUNKTES
      Textfeld zur Eingabe des Koordinaten-Wertes des Bezugspunkt. Wird je nach Auswahl für die Orientierung der Inklinometer-Kette als x-, y- oder z-Koordinate des Bezugspunktes verwendet.
    • BEZUGSSYSTEM
      Dropdown-Menü zur Spezifikation, ob sich der Bezugspunkt der Inklinometer-Kette am Kopf oder am Fuß der Kette befindet.
      Auswahl-Möglichkeiten “Fußpunkt fest (Default) und “Kopfpunkt fest”.
    • VORZEICHEN INVERTIEREN
      Checkbox, mit der bestimmt wird, ob zur Bildung der Deformations-Differenzen die Referenzmesswerte von den Messwerten abgezogen werden (Default Checkbox nicht markiert), oder – umgekehrt – die Messwerte von den Referenzmesswerten (vergleiche Berechnungsvorschrift unten).
  • Ausgangskanäle:
    • Bis zu 15 Ausgangskanäle für die differentiellen Deformationen der Kettenglieder einer Inklinometer-Kette.
      Jeder Ausgangskanal entspricht dabei dem Eingangskanal gleicher Position.
    • Ein Ausgangskanal für den Bezugspunkt (wird immer angelegt).
  • Berechnungsvorschrift je Messzeit für Kettenglied i:
    Differentielle Deformationen diffDef i = (m i – m 0_i) * s i * f, mit
    • m i: Neigungs-Messwert für Kettenglied i zur aktuellen Messzeit T.
    • m 0_i: Referenzmesswert für Kettenglied i zum Zeitpunkt T 0 (“Nullmessung”).
    • s i: Schrittweite (= Länge eines Kettengliedes (ohne Neigungskorrektur))
    • f: -1, falls Parameter-Checkbox “Invertiere Vorzeichen” gesetzt ist, sonst 1.

Funktionsbaustein “Inklinometer-Kette – Deformation”

Berechnung der (Bohrloch-) Deformation je Kettenglied über Summierung der differentiellen Deformationen des Kettengliedes und aller Vorgänger-Glieder, ausgehend vom Bezugspunkt.

  • Eingangskanäle:
    Wie Funktionsbaustein “Inklinometer-Kette – Differentielle Deformationen”.
  • Parameter:
    Wie Funktionsbaustein “Inklinometer-Kette – Differentielle Deformationen”.
  • Ausgangskanäle:
    • Bis zu 15 Ausgangskanäle für die (summierte) Deformation je Kettenglied einer Inklinometer-Kette.
      Jeder Ausgangskanal entspricht dabei dem Eingangskanal gleicher Position.
    • Ein Ausgangskanal für den Bezugspunkt (wird immer angelegt).
  • Berechnungsvorschrift:
    Summierte differentielle Deformationen für Kettenglied i, sumDiffDef i = Summe(von j = 1bis i) diffDef j.
    diffDef wie für Funktionsbaustein “Inklinometer-Kette – Differentielle Deformationen” beschrieben.