4. Systemy rozproszone

4.1. Idea rozproszonego systemu pomiarowego

Rozproszony system pomiarowy (ang. distributed measurement system) zwykle definiowany jest jako system rozłożony terytorialnie. Wydaje się jednak, że obecnie bardziej adekwatne byłoby opisanie go jako zbioru samodzielnych urządzeń (lub pojedynczych systemów pomiarowych), połączonych za pomocą odpowiedniego interfejsu i wyposażonych w oprogramowanie, umożliwiające koordynowanie ich działań oraz swobodny dostęp do baz danych i badanych obiektów. Termin rozproszony odnosi się w takim przypadku nie tylko do przestrzeni, lecz również rozwiązań funkcjonalnych.

Postęp w dziedzinie techniki komputerowej i technologii informacyjnej, a w szczególności rozwój standardów komunikacyjnych pozwolił na ewolucję scentralizowanych systemów badawczych do rozproszonych i otwartych systemów pomiarowo-kontrolnych. Elementami takich systemów są obecnie inteligentne urządzenia, bazujące na układach mikroprocesorowych, w tym komputery osobiste. Wyróżniają się one zdolnością do przetwarzania informacji i dwukierunkowej komunikacji między urządzeniami, wchodzącymi w skład systemu. Dodatkową stymulacją rozwoju takich systemów są rosnące wymagania związane z jakością, niezawodnością, ochroną środowiska, elastycznością produkcji oraz stałym dążeniem do wzrostu wydajności i obniżania kosztów.

Początkowo w systemach pomiarowo-kontrolnych dominowała komunikacja analogowa, pozwalająca budować systemy o architekturze multipleksowej. Ten sposób komunikacji miał jednak ograniczenia wynikające z tego, że przesyłana wartość wielkości mierzonej była zawarta w parametrze sygnału, transmisja była jednokierunkowa i każdy punkt pomiarowy wymagał oddzielnej pary przewodów. Opracowanie i wdrożenie do produkcji na dużą skalę urządzeń mikroprocesorowych dało możliwość przesyłania informacji w postaci cyfrowej. Dane w postaci cyfrowej mają bardzo korzystne właściwości takie, jak: odporność na zakłócenia, łatwość i większa dokładność ich przetwarzania. Transmisja informacji w postaci cyfrowej pozwoliła na: dwukierunkową wymianę danych, podłączenie do jednego przewodu znacznej liczby urządzeń, łatwą rozbudowę, zdalną konfigurację, diagnostykę i serwis.

Znaczące zalety komunikacji cyfrowej spowodowały jej szybką popularyzację. W wyniku tego od początku lat dziewięćdziesiątych stało się możliwe budowanie rozproszonych systemów pomiarowych o architekturze nie tylko multipleksowanej, ale również sieciowej i oczywiście mieszanej.

Architektura sieciowa dała nowe możliwości konfiguracji rozproszonych systemów pomiarowych i spotkała się z dużym zainteresowaniem zarówno producentów, jak i odbiorców aparatury pomiarowej. Zróżnicowanie wymagań, stawianych przez obiekty, procesy technologiczne i aplikacje informatyczne spowodowało powstanie wielu różnorodnych standardów komunikacyjnych stosowanych w systemach pomiarowo-kontrolnych. W chwili obecnej w centrum uwagi użytkowników i producentów tych systemów znajduje się problem wzajemnej integracji różnych standardów tak, aby możliwe było wykorzystywanie aplikacji i urządzeń produkowanych przez różne firmy.