利用软件示波器TwinCAT Scope 2能够显示微秒级的时间过程。一种舒适性的操作方法使得仪器设备的参数配置更加方便和简单；定义的通讯接口允许通过TwinCAT SPS可编程序控制器进行控制。结合使用Beckhoff-I/O装置能够简单地把过滤器集成到系统之中，而Scope 2也可以用于检测技术领域，例如用于仪器设备的工作状态监控。

示波器属于电气工程师经常使用的工具之一，通过示波器显示的波形，工程师们能够很快地采集到复杂信号的状态信息，并据此做出正确的判断。现代化的示波器能够得出精确的分析结果，使得使用者能够更加轻松的找出问题的原因并采取相应的解决措施。由于示波器的计算工作量非常大，因此一般来讲示波器都是由计算机来进行控制的，并且在标准的计算机系统中运行。其总的算法语言和显示技术则是由软件控制来实现的。Beckhoff公司早在十年前就把TwinCAT Scope View软件、一种基于硬件基础的Scope又能把基于软件的SPS可编程序控制技术和Beckhoff公司的监控技术融为一体的产品推向市场了。与传统的示波器相比，其成本费用更加低廉，能够更加简单地集成到计算机控制系统之中。

利用新一代的TwinCAT Scope 2，将会更加专业化、操作更加方便，也能够更简单地进行系统扩充，检测分析结果也更加准确。TwinCAT Scope 2提供了简单方便的参数配置、现代化的图形显示以及为不同的检测任务而进行功能扩展的能力（图1）。现代化的操作方式采用了可停靠工具栏和使用非常方便的互联网浏览器等工具，是对这一软件系统设计提出的要求之一。当然，它也支持现代化的图形显示，包括DirectX，以便用更快的速度显示信号波形。

TwinCAT Scope 2软件系统采用了模块化的结构设计，因此有可能使用原有的软件包，可以在较小的计算机平台中运行。其两个主要程序是ScopeServer和ScopeView：ScopeServer用于记录数据，ScopeView则用于显示数据和信号采集设备的参数配置。Server和View两大模块之间利用Beckhoff公司的通讯标准ADS（自动化设备规范）相互联系，既可以在单独的一台计算机中使用，也可以在利用TCP/IP通讯协议的网络系统中运行。

图2  只需点击几下鼠标就可以显示所需的数据了

现代化操作和模块化结构

软件系统主要任务的这种分配方式的优点是：减轻了工作负荷。通过Server对数据的前期处理，能够使得仪器设备之间的通讯量减少，或者在较宽松的时间段内传输数据。

Server具有与SPS可编程序控制器系统相互连接的接口，能够简单方便地利用SPS功能模块实现远程遥控；而View有着不同的通讯接口，能够简单方便地实现通讯连接。TwinCAT Scope 2的另一个特色是其可扩展性能，能够自由地添加其他辅助的应用功能和应用工具。因此，它不仅能够显示原始值，而且也能够显示例如像傅立叶变换的光谱或者信号波形的倒频谱波形。

利用View的部件软件包，还能够同时快速的显示多个Scope 系统检测到的波形，可以一目了然地进行配置。由于每一个Scope系统检测到的波形都是单独开始显示的，因此有可能模拟多个记录。在清楚的、结构化的系统中，可以对任意多的Scope系统检测到的波形、现有图表、坐标轴和通道进行参数赋值。图表可以按照任意大小显示在屏幕的任意位置上。

Scope系统检测到的波形中的坐标轴表示的是分级单位，Y轴表示的是通道。按照这种方法，可以把多个信号检测通道的数据任意的或者自动的按比例排列起来。在通道中，与图形相关的物理量都标注的非常清楚。这样一来也就可以为各个通道的采样参数设置、调整其采样率了。而利用集成在Scope 系统中的浏览器使得采样也变得非常简单。

注意实施过程的简单化

使用时选择的仪器设备是适合于在网络中使用的、能够记录不同变型波形的仪器设备。所选择的数据源，也就是提供数据的软件设备，例如SPS可编程序控制系统，是能够对不同数据类型和数据格式进行分类保存的数据源。为了保障能够生成一个或者多个通道，只需点击几下鼠标就可以显示所需的数据了（图2）。

Scope系统既可以通过GDI图形设备接口也可以用DirectX来显示各个通道中的图形。在仪器设备比较简单时建议采用GDI显示方式，在有DirectX支持的情况下，Scope系统能够节约大量宝贵的时间。

有多种根据时间范围选择图表的导向功能，同时也具有图形卷动或者沿一个方向放大、或者沿X轴、Y轴放大的可能性。利用移动功能，可以把当前的画面像处理地图一样用鼠标任意移动。利用鼠标或者通过对话框可以很快地调整显示范围的大小，从而能够在大型图片中看清楚每一个微小的细节。良好的图像显示也包括参数配置的简单化和强大的触发功能。在TwinCAT Scope2中，有可能把多个触发器为完成不同的任务而编制为一组。除了选择触发通道以外，还有可能选择一个个操作所需的逻辑控制参数。

许多Scope系统应用所表明的，也是TwinCAT Scope 2在研发过程中注意到的——使用操作尽可能的简单。因此在浏览器中有多种不同的接口可供使用，在.Net应用或者C++应用中，整个浏览器都由其背后的客户机连接起来。

图3  Scope 2系统的组成模块

便于生产过程的监控

在实际应用中，ScopeView具有各种显示可能性。对于只想利用TwinCAT Scope来汇总数据的用户来讲，还有可能与Scope客户端连接起来，从而也为用户提供了利用接口设备只传输数据而不显示数据图形或者用其他方法显示数据图形的可能性。在许多应用场合中、在机床设备的接口过程中，Scope都大大方便了生产、控制过程的连接；而且TwinCAT Scope 2也具有很好的扩展性能，在系统设计时对于系统的集成性给予了高度的重视。例如，其用于与.Net和COM端口进行通讯的接口，能够使ScopeView在最短的时间内完成连接；而且工作参数的配置如果不是由接口完成就是标准的，能够方便调整显示窗口，从而把程序运行的时间缩短了1min。

TwinCAT Scope 2的分析可能性

在TwinCAT Scope 2系统开始获取图像的同时，也可以对采集到的数据进行分析，从而使人们能够对过程的变化有所了解，对变化的原因有清楚的认识，但要保证需要归类保存的当前图像不要中断。利用TwinCAT Scope 2还有可能：专门处理开始和停止时的图像，显示开始、停止时图像的差异。这样就有可能保持当前显示的图像，对图像和数据进行分析而不影响图像的后台采集。另一个在信号分析中非常有意义的功能就是：能够对任一通道的数据进行任意的“移动”，从而允许把不同的信号相互重叠起来按时间轴进行比较。也可以把所有Y轴的图表叠加在一起，从而使得图表更加一目了然。在Scope 2中实现的光标单位功能使得标准数据分析的可能性更加圆满。

在许多检测技术应用中或者在机床设备的接口应用中，有时不仅仅是要把纯时间性的数据进行显示和分析，而且还要把图谱和倒频谱也显示出来并进行分析。这一可能性给TwinCAT Scope2也带来了新的应用领域。也就是说：能够在显示窗口中直接利用快速傅立叶变换（FFT）进行图谱计算了。图3所示为Scope 2系统的组成模块，由于在TwinCAT Scope 2中集成了所有所需的功能，因此可以省略复杂的各个软件包直接的运算转换；其他的一些运算语言也可以毫无问题的链接到这一系统中。

为了检测和监控技术

新版的TwinCAT Scope 2是一种自动化技术工程师的有用工具。与时间有关的图像显示精度达到了微秒级。而其简单、舒适的操作过程使得软件的配置也更加简捷。与SPS可编程序控制系统之间的连接接口允许直接从SPS系统中获取ScopeView的图像，而且Scope的组成部分也能够用于自我诊断时的图像显示，从而可以使用户节约一笔过程监控和过程记录的费用。

ScopeServer是这样协调通讯的

TwinCAT Scope 2也是一种检测工程师的有用工具。价廉物美的硬件、系统的应用可能性、滤波器等都集成在Scope 2系统之中，从而使得Scope 2在检测技术的应用中有着与监控时相同的优点。

ScopeServer的主要任务是汇总数据。同时，与通讯接口一起构成了一个数据记录器。经过参数配置后，也就规定了它应该接收哪些仪器设备发送来的何种数据，按什么样的时间单位把这些数据保存到哪里。此时，可能会用到Beckhoff公司的I/O端子，例如采集、显示来自EtherCAT Oversampling的数据。所有的数据都首先保存在预处理数据库中，在没有数据系统可供使用时，也可以保存在工作存储器中。利用SPS可编程序模块可以对数据记录的开始和结束进行控制。这样，就可以在用户不知不觉中由SPS可编程序控制系统触发的时间点把数据汇总并保存起来——这在分析那些很少出现的特殊故障时是非常有用的。若某时一个没有安装ScopeServer系统调用已经保存的数据时，也可将ScopeServer设置成允许远程访问的本地系统。