Systemy i urządzenia pomiarowe - raport techniczno-rynkowy

Systemy pomiarowe to bardzo aktywny sektor techniki z dużą konkurencją wśród dostawców aparatury oraz szeroką ofertą modułów kontrolno-sterujących. Ta sama uwaga dotyczy dużej liczby firm zajmujących się budową kompleksowych nowoczesnych systemów monitoringu i pomiarów.

Wraz ze zwiększającym się asortymentem modułów pomiarowo-kontrolnych, rosnącą liczbą producentów i dostawców tych urządzeń, rośnie zapotrzebowanie na usługi inżynierskie związane z efektywnym zaprojektowaniem, wdrożeniem, przeprowadzeniem pomiarów oraz przygotowaniem oprogramowania.

Firmy o profilu integratora potrafiące wybrać z szerokiego dostępnego asortymentu potrzebne elementy i spiąć je w całość mają kolosalne znaczenie dla tempa rozwoju tego rynku, gdyż celem wdrożeń systemów pomiarowych często są przewidywane oszczędności np. zużycia energii elektrycznej, a integratorzy dostarczają rynkowi dowodów, że za tymi obietnicami kryją się konkretne pieniądze.

Co to jest system pomiarowy?

Rys. 1. Ocena wzrostu obrotów dla krajowych dostawców urządzeń i oprogramowania do systemów pomiarowych w trzech pierwszych kwartałach 2011 roku

System pomiarowy to zestaw urządzeń, którego centralną i najważniejszą częścią jest komputer wyposażony w specjalne oprogramowanie nadzorujące przepływ danych i wykonywanie pomiarów oraz wizualizujące i obrabiające wyniki. Do centralnego komputera dołączone są urządzenia pomiarowe, np. karty akwizycji danych, przetworniki oraz urządzenia kontrolne (przełączniki sygnałów, konwertery mediów) oraz wykonawcze (zadajniki, porty, źródła zasilania).

Całość spięta jest magistralą komunikacyjną, przewodową lub bezprzewodową, nierzadko urządzenia wchodzące w skład systemu tworzą sieć w jakimś popularnym standardzie. Niezależnie od wykorzystanej platformy systemowej ideą systemu pomiarowego jest wymiana danych pomiędzy hostem a urządzeniami, co pozwala na realizowanie zaawansowanych pomiarów.

Najważniejsza różnica pomiędzy najprostszymi urządzeniami pomiarowymi a przyrządami tworzącymi systemy, to wzajemna komunikacja tych ostatnich. Systemy pomiarowe tworzone mogą być w różnych konfiguracjach. Przykładem jest układ gwiazdy zawierający centralny kontroler czy układ magistralowy, gdzie urządzenia pomiarowe łączone są jedną lub kilkoma wspólnymi magistralami.

Mogą być w nich używane urządzenia samodzielne (typu stand-alone) lub przyrządy wchodzące w skład urządzeń modułowych. Przykładem tych grup urządzeń są przyrządy pomiarowe z interfejsem typu GPIB lub USB oraz, dla przyrządów modułowych, popularne w przemyśle systemy typu VXI oraz PXI.

Wykorzystanie komputera do przetwarzania danych jest korzystne, gdyż pozwala na wykonywanie złożonych obliczeń, łatwe zmiany konfiguracji systemu, a przy tym jest opłacalne pod względem kosztów. Chociaż systemy tworzone w oparciu o przyrządy modułowe nie osiągają zazwyczaj parametrów znanych z profesjonalnej aparatury pomiarowej, cechują się dużą funkcjonalnością, co przekłada się na ich rosnącą popularność w obszarze pomiarów i testowania.

Tabela 1. Przegląd ofert krajowych dostawców systemów i urządzeń pomiarowych

Jak widać, definicja określająca system pomiarowy jest dość ogólna i nie wiąże się z konkretną aplikacją ani też z zadaniem pomiarowym. Z powodu tej ogólności rynek firm zajmujących się tą tematyką jest bardzo szeroki, daleko wykracza poza elektronikę i związane z nią zagadnienia oraz dotyczy większości branży przemysłowych.

O ile kiedyś b obejmował w większości aparaturę laboratoryjną połączoną z pecetem przez łącze GPIB, to obecnie ta pierwotna forma stała się bardzo różnorodna. Teraz w zasadzie każdy miernik daje się podłączyć do komputera, szereg poważniejszej aparatury ma port USB lub Ethernet, nierzadko też wbudowany serwer webowy pozwalający zarządzać działaniem przez Internet.

Wraz z upowszechnieniem się sieci bezprzewodowych krótkiego zasięgu wykorzystujących sieci mesh bazujące na ZigBee lub GSM systemy pomiarowe stały się rozproszone i przypominają rozległe sieci telemetryczne.

Wydaje się, że różnorodność mediów komunikacyjnych stanowi dzisiaj ważny nurt rozwojowy rynku, co widać po liczbie pojawiających się specjalizowanych konwerterów mediów komunikacyjnych, serwerów portów, bram, punktów dostępowych i wielu innych. Moduły przeznaczone do budowy systemów pomiarowych przypominają dzisiaj zestaw klocków, z których inżynier jest w stanie złożyć funkcjonalną całość.