DE19527032A1 - Intelligentes verteiltes Meß- und Steuer-System mit einer flexiblen Architektur - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf verteilte Meß- und Steuer-Systeme und insbesondere auf Systeme, die eine flexi­ ble Architektur aufweisen, die es ermöglicht, einen großen Bereich von Wandlern, Betätigungsgliedern und Funktionen hö­ herer Ebenen ohne weiteres zu konfigurieren, modifizieren oder während der Lebensdauer des Systems beizubehalten.

Verteilte Überwachungs- und Steuer-Systeme (die hierin nach­ folgend als verteilte Systeme oder verteilte Überwachungssy­ steme bezeichnet werden) werden bei einer Vielzahl von An­ wendungen, wie z. B. der Umweltüberwachung, der Prozeßsteue­ rung, der Gebäudeüberwachung und der medizinischen Überwa­ chung, verwendet. Die gegenwärtige Praxis besteht aus dem kundenspezifischen Entwurf eines Systems, das Wandler ent­ hält, die zum Messen oder Steuern der interessierenden phy­ sikalischen Parameter zur Zeit des Entwurfs gewählt sind. Typische Wandler sind Sensoren für die Temperatur, den Druck oder den pH-Wert oder Betätigungsglieder, wie z. B. Relais, automatische Ventile oder Anzeiger. Bei diesen Entwürfen wird das Verhalten jedes Meß- oder Steuer-Punkts durch die Wandler und den Gesamtentwurf des Systems bestimmt. Solche Entwürfe erfordern im allgemeinen ein festes Verhalten, wie z. B. mehrfache Ablesungen von Temperatursensoren, die kombi­ niert werden, um einen Prozeßofen zu steuern, oder ein fe­ stes Muster von Sammelmessungen von einem Array von Senso­ ren, wobei die Daten gedruckt oder gespeichert werden.

Wenn der Entwickler eines Überwachungssystems versucht, ein System zu entwerfen, das nicht nur die momentanen Bedürfnis­ se des Benutzers erfüllt, sondern ferner die sich ent­ wickelnden Bedürfnisse des Benutzers voraussieht, müssen zu­ sätzliche Wandler mit festem Verhalten über die hinaus, die nur für die momentanen Bedürfnisse benötigt werden, in das verteilte Überwachungssystem eingebaut werden. Alle diese Bedürfnisse mit einem einzelnen Entwurf zu erfüllen, hat häufig ein kostspieliges und überentwickeltes Überwachungs­ system zur Folge. Eine Alternative zu diesen Nachteilen be­ steht darin, das System zu modifizieren, wenn sich die Be­ dürfnisse des Benutzers geändert haben. Sobald das System installiert wurde, kann das Verhalten der Wandler selbst je­ doch nicht verändert werden. Wenn ein Wandler veraltet wird, muß er ersetzt werden. Das Ersetzen solcher Wandler mit fe­ stem Verhalten ist aufwendig und erzeugt eine unnötige Ver­ schwendung.

Selbst wenn ein verteiltes System für normale Betriebsbedin­ gungen ausreicht, muß es nicht in der Lage sein, unter un­ vorhersehbaren ungünstigen Bedingungen zu arbeiten. Bei­ spielsweise kann ein System, das entwickelt ist, um die Ver­ schmutzungen in einem Flußsystem zu überwachen, unter norma­ len Bedingungen funktionieren, wobei es jedoch nicht aus­ reicht, um das Fortschreiten eines größeren Überlaufs zu überwachen. Unter solchen ungewöhnlichen Bedingungen muß ein Ergänzungssystem installiert oder das ursprüngliche System stark überarbeitet werden, um solche Bedingungen aufzuneh­ men.

Wenn Anwendungen das Verhalten einzelner Knoten oder das Ge­ samtverhalten des ursprünglichen Systems ändern, muß dieses ferner nicht länger adäquat sein. Es sei beispielsweise ein System betrachtet, das entwickelt wurde, um die Zustände von Transformatoren in der Schaltanlage eines Elektrizitätswerks zu überwachen. Der ursprüngliche Entwurf könnte ein Wahlsy­ stem verlangt haben, das die Fernaufzeichnung der Transfor­ matortemperatur jedes Transformators in der Anlage ermög­ lichte. Nach einem Aufrüsten, um die Kapazität der Schaltan­ lage zu erhöhen, ist es möglich, daß es zusätzlich zu der Temperatur erwünscht ist, die Chemie des Reservebereichs über dem Isolationsöl und den Vibrationspegel des Transfor­ mators zu überwachen, und nur Abweichungen von einer Norm zu berichten. Das ursprüngliche System wird völlig unzureichend sein und muß neu entworfen werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verteiltes Überwachungssystem zu schaffen, bei dem die Kno­ ten im Betrieb kundengebunden angepaßt werden können, um die sich entwickelnden Bedürfnisse und die Spitzenbedürfnisse des Benutzers zu erfüllen, wobei eine Modifikation entweder des Verhaltens oder der Charakteristika der einzelnen Knoten oder des Gesamtverhaltens des Systems als ein Ganzes ohne weiteres mit einem minimalen Aufwand und minimalen Kosten erreicht werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein verteiltes Meß- und Steuer-Sy­ stem gemäß Anspruch 1 gelöst.

Ein verteiltes Meß-System gemäß der Erfindung ist eine An­ sammlung von Knoten, die entworfen sind, um in drei Berei­ chen flexibel zu sein: Wandler-bezogen, Meß- und Steue­ rungs-bezogen und Gesamtsystem- und Anwendungs-bezogen.

Diese Flexibilität wird durch das Vorsehen eines gemeinsamen Kernentwurfs für alle Knoten in dem verteilten System er­ reicht. Systeme werden entworfen, aufgebaut und modifiziert, indem die Funktionalität des flexiblen Knotens zugeschnitten wird, um zu dem vorliegenden Problem zu passen. Die Knoten­ funktionalität kann lokal geändert werden, wobei der Knoten jedoch die Fähigkeit behalten kann, in dem Gesamtsystem zu arbeiten. Der flexible Knoten kann kundengebunden spezifi­ ziert sein, um eine große Vielfalt von Meß- und Steuerfunk­ tionen, wie z. B. das Messen einer Temperatur- und Vibra­ tions-Amplitude, oder die Steuerung von Relais und Anzei­ gern, ebenso wie die Erzeugung spezifischer Signale, wie z. B. elektrischer Pulse, zu erfüllen. Flexible Knoten sind einer von drei Typen: Sensoren, bei denen die Knoten als eine Datenquelle wirken, Betätigungsglieder, bei denen die Knoten primär als Empfänger von Daten wirken, oder System­ knoten, bei denen ein komplexeres Verhalten, wie z. B. Be­ dienerschnittstellen, Datenbanken, eine Überwachungssteue­ rung oder Multi-Wandler-Schnittstellen, realisiert sind.

Jeder Knoten enthält drei Module: den gemeinsamen Kern, ein Wandlermodul (wenn der Knoten eine Meß- oder Betätigungs­ glied-Funktion aufweist) und ein Kommunikationsmodul. Ein optionales Anwendungsmodul kann verwendet werden, um die Knoten für spezifische Anwendungen zuzuschneiden. Diese Mo­ dule können physikalisch verschieden sein, um einen einfa­ chen Austausch und eine einfache Wartung am Einsatzort zu ermöglichen. Zusätzlich zu der Funktionalität können die Schnittstellen zu dem verteilten System und zu den Wandler­ modulen kundengebunden spezifiziert sein, um zu der unmit­ telbaren Anwendung zu passen.

Das gemeinsame Kernmodul trägt und verwaltet die Knotenkon­ figuration. Die Knotenkonfiguration ist durch Parameter, die durch das Wandlermodul geliefert werden, um die gewünschte Funktionalität widerzuspiegeln, kundengebunden spezifiziert. Die Parameter schließen die Transformation von Signalen zwi­ schen der Wandlerausgabe und der digitalen Darstellung der entsprechenden physikalischen Variable gemäß den Kalibrie­ rungsinformationen, die durch das Wandlermodul geliefert werden, ein. Das gemeinsame Kernmodul formatiert alle Daten, um einem neuartigen, einheitlichen Format anzugehören, das jede physikalische Variable ungeachtet des Wandlers oder des gewählten Knotenverhaltens charakterisiert. Dieses einheit­ liche Format ermöglicht es, daß alle Knoten in dem System ohne eine weitere Spezialisierung kommunizieren. Der gemein­ same Knoten verwaltet lokale Phänomene, wie z. B. die Zeitge­ bung der Messungen, die Datenhandhabung, lokale Berechnungen und weitere auf die Messung bezogene Aspekte, wie z. B. eine Knotenidentifizierung, den Ort und die Zeit der Messung, die Meßeinheiten und die Meßbeschreibung. Das gemeinsame Kernmo­ dul verwaltet Netzwerk-bezogene Phänomene, wie z. B. die Än­ derung der auf die Messung bezogenen Eigenschaften des Kno­ tens als Reaktion auf Meldungen, die von dem Knoten empfan­ gen werden, z. B. die Änderung der Abtastrate, das Einrichten und Modifizieren der Kommunikationsmuster unter den Knoten in dem System, das Verwalten der Transporteigenschaften der Kommunikation unter den Knoten und die Synchronisation der Knotentakte.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die bei liegenden Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Beispiel eines verteilten Überwachungssystems gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine abstrakte Beschreibung des flexiblen Knotens;

Fig. 3 ein funktionelles Blockdiagramm, das die physikali­ sche Einteilung des flexiblen Knotens, der in Fig. 1 dargestellt ist, zeigt;

Fig. 4 ein Prozeßflußdiagramm zum Initialisieren des ge­ meinsamen Kernmoduls;

Fig. 5 ein funktionelles Blockdiagramm des gemeinsamen Kernmoduls, das in Fig. 3 dargestellt ist;

Fig. 6A-C bildlich einen minimalen Satz von Modellen und Eigenschaften für das einheitliche Format;

Fig. 7 ein funktionelles Blockdiagramm des Kommunikations-Teil­ moduls 22, das in Fig. 3 dargestellt ist; und

Fig. 8 ein funktionelles Blockdiagramm des Wandlermoduls 20, das in Fig. 3 dargestellt ist.

Ein verteiltes Überwachungssystem, das eine Meßfunktion be­ sitzt, weist zumindest einen flexiblen verteilten Knoten zum Aufnehmen mehrerer Einzelwertmessungen physikalischer Grö­ ßen, wie z. B. der Temperatur, des pH-Wertes, der Dichte, der Trübheit, der Geschwindigkeit, der Durchschlagfestigkeit, der Position eines Schalters oder einer Belastung, als eine Funktion der Zeit auf. Wenn das System eine Steuerfunktion besitzt, muß sich zumindest einer der flexiblen verteilten Knoten wie ein Betätigungsglied oder ein Systemknoten ver­ halten. Ein solches System kann umfangreiche physikalische Prozesse als Antwort auf Messungen, die von den flexiblen Knoten, die als Sensoren wirken, durchgeführt werden, steu­ ern. Jeder flexible Knoten enthält ein Wandlermodul, ein ge­ meinsames Kernmodul und ein Kommunikationsmodul. Das gemein­ same Kernmodul hält eine Knotenkonfiguration, die Netzwerk- und Funktionalitäts-Parameter aufweist, die kundengebunden spezifiziert sein können. Das Wandlermodul paßt die Funktio­ nalität Kundenwünschen an, derart, daß der flexible Knoten das gewünschte Verhalten zeigt. Der Benutzer kann das Ver­ halten mit einer minimalen Verschwendung und einem minimalen Aufwand ändern, indem das Wandlermodul durch einen anderen Typ ersetzt wird, indem z. B. ein Temperaturwandler durch ei­ nen Druckwandler oder vielleicht einen genaueren Tempera­ turwandler ersetzt wird. Die Knotenkonfiguration ist durch Modelle und Formate beschrieben, die durch das gesamte ver­ teilte Überwachungssystem einheitlich sind. Speziell die Da­ ten, die unter den Knoten eines derartigen Systems ausge­ tauscht werden, gehören einem neuartigen einheitlichen For­ mat an, derart, daß die Netzwerkparameter durch einen Sy­ stemknoten, z. B. als Reaktion auf die Eingabe eines Bedie­ ners, oder durch einen anderen flexiblen, verteilten Knoten modifiziert werden können.

Fig. 1 stellt bildlich ein verteiltes Überwachungssystem 10 dar, das flexible Knoten und einen optionalen flexiblen Sy­ stemknoten enthält. Ein erster flexibler Knoten 12A, der als ein Sensor wirkt, ist durch eine Kommunikationseinrichtung 14 mit einem zweiten flexiblen Knoten 12B, der als ein Betä­ tigungsglied wirkt, verbunden. Jeder flexible Knoten 12A, 12B kann ein Signal erzeugen oder empfangen, das eine physi­ kalische Variable, eine Anwendungsvariable oder Steuerinfor­ mationen darstellt. Ein optionaler flexibler Systemknoten 16 ist durch die Kommunikationseinrichtung 14 mit dem ersten und dem zweiten flexiblen Knoten 12A, 12B verbunden. Der flexible Systemknoten 16 kann sowohl ein Betätigungs- als auch ein Erfassungs-Verhalten zeigen, oder er kann andere Funktionen realisieren, wie z. B. Bedienerschnittstellen, Anzeigen von Daten oder Systemzuständen, Datenbanken oder eine Systempegelsteuerung. Ein derartiger Systemknoten kann beispielsweise eine ergänzende Auswertung der Signale lie­ fern oder die flexiblen Knoten in getrennte, nicht in Wech­ selwirkung tretende, logische Gruppen teilen, gemäß Krite­ rien, wie z. B. dem Verhalten oder der Verwendung, um dem Systementwickler und dem Benutzer eine Flexibilität bezüg­ lich der Systemorganisation, der Datenverwaltung und der Steuerung zu liefern.

Bei jedem flexiblen Knoten 12A, 12B ist ein Kommunikations­ modul 22 mit der Kommunikationseinrichtung 14 und mit einem gemeinsamen Kernmodul (CCM; CCM = Common Core Module) 18 verbunden. Das CCM 18 verbindet ein Wandlermodul 20 und ein optionales Anwendungsmodul 27. Ein Wandlerelement 21 ist an dem Wandlermodul 20 befestigt. Das Wandlerelement 22 kann ein Betätigungsglied oder ein Sensor sein.

Fig. 2 ist eine abstrakte Beschreibung des flexiblen Kno­ tens. Es gibt drei wesentliche Module: ein Kommunikationsmo­ dul, ein gemeinsames Kernmodul und ein Wandlermodul. Jedes Modul besitzt einen Betriebskern und eine Modulüberlappung. Die Modulüberlappung beschreibt verschiedene Paramaterklas­ sen, die verwendet sind, um die sichtbare Funktionalität des Betriebskerns zuzuschneiden. Der Betriebskern des gemeinsa­ men Kerns verwaltet den Datenverkehr und die Übersetzung lo­ kal (zwischen den Modulen) und global (zwischen den flexi­ blen Knoten).

Die Modulüberlappung des gemeinsamen Kernmoduls besitzt fünf verschiedene Parameterklassen: spezifisch für den gemeinsa­ men Kern (CCS; CCS = Common Core Specific), eine Wandler­ schnittstelle (TI; TI = Transducer Interface), eine Kommuni­ kationsschnittstelle (CI; CI = Communication Interface), eine lokale Verwaltung (LM; LM = Local Management) und eine globale Verwaltung (GM; GM = Global Management). Die CCS-Parameter schließen betriebliche und kennzeichnende Eigen­ schaften ein, die die elementare Funktionalität für das Mo­ dul beschreiben. Die TI-Parameter verfeinern die elementare Funktionalität, um das gewünschte Verhalten des Wandlers mit dem CCM zu enthalten, während die CI-Parameter die elementa­ re Funktionalität verfeinern, um die Kommunikationsschnitt- Stellen-Beschreibung in die elementare Funktionalität aufzu­ nehmen. Die LM-Parameter steuern, wie das CCM diese CCS-, TI- und CI-Parameterklassen verwenden soll, d. h. die lokale Modulverwaltung. Die GM-Parameter steuern, wie das CCM mit anderen Modulen in dem verteilten Netzwerk in Wechselwirkung treten soll.

Die Modulüberlappung des Wandlermoduls besitzt zwei Parame­ terklassen: eine Wandler-spezifische (TS; TS = Transducer Specific) und die Verwaltungshandhabung (MH; MH = Management Handling). Die TS-Parameter schließen Verhaltens-, Betriebs- und Identifizierungs-Eigenschaften ein, die eindeutig die gewünschte Wandlerfunktion hinsichtlich des Namens und der Einheiten der physikalischen Variable, des Typs des elektri­ schen Signals, ob es eine Erfassung oder eine Betätigung ist, die die physikalische Variable darstellt, und des Kali­ brierungsverfahrens und der Parameter, die benötigt werden, um eine digitalisierte Darstellung dieses Signals in eine richtig kalibrierte Darstellung der physikalischen Variable umzuwandeln, definieren.

Die Modulüberlappung des Kommunikationsmoduls besitzt zwei Parameterklassen: eine Kommunikations-spezifische (CS; CS = Communication Specific) und die Verwaltungshandhabung (MH).

Der Betriebskern des gemeinsamen Kerns enthält funktionelle Verhaltensmodelle, die typischerweise sowohl den gemeinsamen Kern bezüglich der Kommunikationsmodul-Schnittstelle als auch den gemeinsamen Kern bezüglich der Wandlerschnittstelle beschreiben. Jedoch fehlt diesen Modellen ohne eine gemein­ same Sprache oder eine Einrichtung zur Interpretation die Bedeutung. D.h., daß dieselben eine gemeinsame Grammatik aufweisen, ohne ein gemeinsames "Vokabular", zu besitzen. Die jeweiligen Modulüberlappungen liefern das gemeinsame Vokabu­ lar für die Module, weshalb die flexiblen Knoten miteinander kommunizieren können. Speziell werden die Verwaltungshandha­ bungs-Parameterklassen für jedes Modul durch den Betriebs­ kern des gemeinsamen Kerns gesteuert, um eine lokale "Spra­ che" zu erzeugen, die mit der globalen "Grammatik" des Sy­ stems übereinstimmt. Die globale "Grammatik" wird durch das einheitliche Format geliefert.

Fig. 3 zeigt ein funktionelles Blockdiagramm des flexiblen Knotens 12A, 12B, der in Fig. 1 dargestellt ist.

Beim Empfangen eines Prüfsignals von dem CCM 18 sendet das Wandlermodul 20 Informationen, die die Wandler-spezifischen Parameter beschreiben, gemäß dem einheitlichen Format. Aus diesen Daten bestimmt das CCM 18, ob der flexible Knoten als ein Sensor wirkt, d. h. als ein Druckmeßgerät, oder als ein Betätigungsglied, d. h. als ein Flußsteuerventil. Das resul­ tierende elektrische Signal wird dann durch das CCM 18 gemäß dem einheitlichen Format manipuliert, derart, daß jeder fle­ xible Knoten 12A, 12B mit anderen Komponenten in dem ver­ teilten Überwachungssystem in Wechselwirkung treten kann.

Wenn das Wandlermodul 20 eine Betätigungsglied-Funktion spe­ zifiziert und realisiert, implementiert das CCM 18 ein Be­ tätigungssignal und leitet das Wandlerelement 21 über das Wandlermodul 20, um ein entsprechendes physikalisches Ergeb­ nis zu erzeugen. Wenn das Wandlermodul 20 eine Erfassungs­ funktion spezifiziert und implementiert, mißt das Wandler­ element 21 eine einzelne physikalische Variable zu Zeiten, die durch die Verhaltensmodelle definiert sind, welche in dem CCM spezifiziert sind. Das CCM transformiert das resul­ tierende Erfassungssignal in eine richtig kalibrierte Netz­ werkmeldung, die von dem Kommunikationsmodul 22 gemäß dem ausgewählten Verhaltensmodell zu dem Netzwerk übertragen werden kann. Das CCM 18 eines beliebigen flexiblen Knotens kann Daten für eine Übertragung über die Kommunikations­ einrichtung 14 unter Verwendung des einheitlichen Formats erzeugen. Die gesendeten Daten können modifiziert werden, oder Steuermeldungen können gemäß dem optionalen Anwendungs­ modul 27 erzeugt werden. Derartige Meldungen oder Daten wer­ den von dem CCM 18 anderer flexibler Knoten empfangen, um das "Vokabular" zu ergänzen oder die Parameter ihrer jewei­ ligen Konfigurationen zu ändern, oder um den Wert eines Be­ tätigungsglieds in dem Fall eines Betätigungsknotens zu be­ stimmen. Die Parameter, die für die Verhaltensmodelle gel­ ten, müssen nicht in allen Knoten in einem verteilten System identisch sein, was dem Systementwickler eine große Flexibi­ lität beim Zuschneiden des Verhaltens der Knoten auf eine gegebene Anwendung gibt.

Obwohl das Einzelwandlerausführungsbeispiel beschrieben ist, ist das Konzept ohne weiteres auf einen flexiblen Knoten er­ weiterbar, der eine Vielzahl von Wandlern und Wandlermodulen enthält.

Fig. 4 zeigt ein Verfahrens-Flußdiagramm zum Initialisieren des CCM 18. Die Initialisierung findet beim Hochfahren, oder wenn der Knoten aus einem beliebigen Grund rückgesetzt wird, statt. Anfänglich fragt das gemeinsame Kernmodul das Wand­ lermodul nach einer anfänglichen Wandlerkonfiguration (Block 100) ab. Als nächstes sendet das CCM ein Abfrage-Signal zu den optionalen Datenquellen, um beliebige optionale Daten, die für diesen Knoten verfügbar sind, abzurufen (Block 109). Als nächstes sendet das CCM ein Abfragesignal zu dem optio­ nalen Anwendungsmodul 27, um Anwendungsspezifikationen abzu­ rufen (Block 101).

Als nächstes (Block 102) werden die abgerufene Wandlerkonfi­ guration und Ergänzungsdaten auf eine Gültigkeit überprüft und mit der Referenzkonfiguration oder einer vorherigen Kon­ figuration verglichen. Wenn sich ein beliebiger Teil der neu abgefragten Informationen von dem letzten bekannten Zustand unterscheidet, wird die Referenzkonfiguration des CCM 18 ge­ mäß der empfangenen Konfiguration und den Daten auf einen Satz von vorgegebenen Bedingungen eingestellt (Block 103). Wenn die Informationen unverändert sind, wird der Block 103 übersprungen. Dies ermöglicht es, daß Knoten ihre Konfigura­ tionen beispielsweise beim Vorliegen eines Leistungsausfalls beibehalten. Das CCM wird dann konfiguriert, um mit der Re­ ferenzkonfiguration übereinzustimmen (Block 104).

Als nächstes hört das CCM das Netzwerk ab (Block 105). Nach­ folgend überträgt das CCM 18 Daten, die durch die Verhal­ tensmodelle und das einheitliche Format spezifiziert sind, zu dem Netzwerk (Block 106). Die Daten schließen die Zeit in dem lokalen Knoten gemäß den Modellen ein, die das Taktsyn­ chronisationsprotokoll für das verteilte System spezifizie­ ren. Das CCM 18 stellt dann die Konfiguration des CCM ein (Block 107), um die empfangenen Informationen widerzuspie­ geln.

Die Taktsynchronisationsprotokoll-Initialisierung ist bei­ spielsweise Teil der Blöcke 105, 106 und 107. In gleicher Weise wird das Vorliegen bestimmter Knotentypen auf dem Netzwerk in diesen Blöcken bestimmt und bewirkt das Ver­ halten, das in den Datenverwaltungs-Verhaltensmodellen des CCM spezifiziert ist. Schließlich wird im Block 108 die nor­ male Knotenaktivität begonnen.

Der optionale flexible Systemknoten 16 wird auf eine der oben umrissenen ähnliche Art und Weise initialisiert. Da Systemknoten jedoch häufig eine komplexere Funktionalität implementieren, wie z. B. eine Datenbank, muß die Implemen­ tierung nicht tatsächlich einen Wandler oder ein Anwendungs­ modul an sich einschließen, wobei dies bei der Initialisie­ rung widergespiegelt wird. Jedoch werden flexible Systemkno­ ten noch die erforderlichen Verhaltensmodelle implementie­ ren, insofern, als dieselben anwendbar sind (z. B. gilt die Abtastrate nicht für eine Datenbank), und werden dem ein­ heitlichen Format angehören, das die gesamte Kommunikation über die Kommunikationseinrichtung steuert.

Fig. 5 ist ein funktionelles Blockdiagramm des gemeinsamen Kernmoduls CCM 18, das in Fig. 2 dargestellt ist. Die Funk­ tionalität des CCM 18 wird durch die Verhaltensmodelle, die Kommunikations- und Wandler-Parameter und Ergänzungsdaten erzeugt. Eine einheitliche Formatspezifikation 33 ist mit einer Formatiereinrichtung 28 verbunden. Die Formatierein­ richtung 28 ist mit einem Echtzeit-Takt 32 und einem Steuer­ block 31 verbunden. Der Echtzeit-Takt 32 ist mit dem Steuer­ block 31 verbunden. Ein Datenprotokoll 36 ist mit dem Steu­ erblock 31 und einem Datenverteilungsblock 37 verbunden. Der Datenverteilungsblock ist mit der Formatiereinrichtung 28 und einem Anwendungs-Transformationsblock 29 verbunden. Der Anwendungs-Transformationsblock 29 ist mit dem Steuerblock 31 und einem Block zur physikalischen Transformation 30 ver­ bunden. Der Block zur physikalischen Transformation 30 ist ebenfalls mit dem Steuerblock 31 verbunden. Der Steuerblock 31 ist ferner mit Verhaltensmodellen 34, einem Konfigura­ tionsblock 35 und optionalen Datenquellen 26 verbunden. Die Formatiereinrichtung 28 und der Steuerblock 31 treten mit dem Kommunikationsmodul 22 in Wechselwirkung. Der Steuer­ block 31 und der Anwendungs-Transformationsblock 29 treten mit dem Anwendungsmodul 27 in Wechselwirkung. Der Block zur physikalischen Transformation 30 und der Steuerblock treten mit dem Wandlermodul 20 in Wechselwirkung.

Die Formatiereinrichtung 28 liefert gemäß der einheitlichen Formatspezifikation Verwaltungshandhabungs-Informationen zu dem Kommunikationsmodul 22. Diese Verwaltungshandhabungs-In­ formationen ermöglichen es, daß das Kommunikationsmodul 22 Daten filtert und zurückweist, die weder mit der Darstellung übereinstimmen, die durch den Knoten annehmbar ist, noch von Knoten stammen, die zu der gleichen Gruppe gehören wie der Empfangsknoten. Wenn keine Anwendungstransformation spezifi­ ziert wurde, müssen die angenommenen Daten außerdem entweder exakt mit den Wandler-spezifischen Parametern übereinstimmen oder müssen zwangsweisen auf Unterstützungsstrukturen in der Formatierungseinrichtung 28 basieren. Die Formatiereinrich­ tung kann z. B. implementiert sein, um Integer-Zahlen zwangs­ weise in Gleitkomma-Zahlen umzuwandeln.

Das Optionaldatenquellen-Modul 26 sammelt Ergänzungsdaten, die für eine detaillierte Interpretation der Daten, die für den Wandler 21 relevant sind, notwendig sind. Wenn der Kno­ ten beispielsweise mobil ist, kann es erwünscht sein, einen GPS-Empfänger (GPS = global positioning system) oder eine andere Vorrichtung zum Bestimmen der Position des flexiblen Knotens einzuschließen. Wenn der Wandler für eine räumliche Ausrichtung empfindlich ist, beispielsweise eine elektrische Feldstärke, wäre in gleicher Weise eine Orientierungs-emp­ findliche Vorrichtung in dem Optionaldatenquellen-Modul 26 eingeschlossen. Dieses Modul wird als Teil der Initialisie­ rung abgefragt und kann zu anderen Zeiten abgefragt werden, wenn es durch das geeignete Verhaltensmodell geleitet wird.

Die Verhaltensmodelle 34 definieren die elementare Funktio­ nalität des gemeinsamen Kerns. Die Modelle definieren ein Abtasten, eine Datenverteilung und Betriebseigenschaften für den flexiblen Knoten. Die Abtastung findet auf einer plan­ mäßigen, Ereignis-getriebenen oder einer Wahl-Basis statt. Die Datenverteilungseigenschaften beschreiben, wie die Daten gehandhabt werden sollten. Der Steuerblock 31 führt ein Pro­ tokoll aus, das auf der Basis von Informationen, die auf dem Netzwerk ausgetauscht werden, identifiziert, ob es geeignete Empfänger für die Daten von diesem Knoten gibt. Dieses Pro­ tokoll basiert auf Klassen, d. h. Empfänger werden nur durch die Klasse identifiziert, z. B. Betätigungsglied- oder Sy­ stem-Knoten und nicht durch eine spezifische Knotenidenti­ tät, um einen Austausch, eine Hinzufügung oder ein Weglassen von Empfängerknoten zu ermöglichen, ohne die Erzeugungskno­ ten zuschneiden zu müssen, und liefert ein Schlüsselelement der Flexibilität des verteilten Systems. Die Betriebseigen­ schaften für das CCM schließen einen normalen Betrieb, eine Kalibrierung, eine Initialisierung und eine lokale oder eine System-Umkonfiguration ein. Für komplexere Knoten, bei denen eine mögliche Vielzahl von Wandlern 21 und Wandlermodulen 22 verwendet werden, wird die Auswahl oder die Reihenfolge der Auswahl von der Vielzahl von Wandlern durch die Verhaltens­ modelle definiert. Wenn zusätzlich die optionalen Datenquel­ len verwendet sind, werden die geeigneten Abtasteigenschaf­ ten ebenfalls definiert. Außerdem kann der Satz von Verhal­ tensmodellen erweitert werden, um eine noch größere Flexibi­ lität zu liefern.

Der Echtzeit-Takt 32 weist den Daten einen Zeitstempel zu, während sie gesammelt werden. Der Takt ist über ein Synchro­ nisationsprotokoll mit den entsprechenden Takten in den an­ deren Knoten in dem System synchronisiert.

Der Konfigurationsblock 35 definiert und hält die Konfigura­ tionsparameter, die für die Datenhandhabungs-Parameterklasse des gemeinsamen Knotens relevant sind. Speziell beschreibt der Konfigurationsblock, wie die physikalische Transforma­ tion für das Wandlermodul durchgeführt werden soll. Die Be­ schreibung schließt die folgenden Kalibrierungsmodelle ein: ein Reihenmodell mit Koeffizienten, die durch das Wandler­ modul definiert sind, ein Kategorie-Modul, bei dem die Ka­ tegorie-Grenzen und die entsprechende Ausgabe durch das Wandlermodul definiert sind, eine direkte Übertragung, bei der zwischen dem digitalisierten Signal und der physikali­ schen Darstellung keine Änderung durchgeführt wird, und eine Teilroutine, die durch das Wandlermodul definiert ist, je­ doch in dem Block zur physikalischen Transformation des CCM ausgeführt wird. Der Konfigurationsblock 35 definiert ferner die geeigneten Netzwerkparameter, speziell die logischen Gruppen, zu denen dieser Knoten gehört. Jeder Knoten gehört zu einer oder mehreren logischen Gruppen. Das Protokoll, das durch den Steuerblock 31 ausgeführt wird, ermöglicht es, daß diese logischen Gruppen geändert werden. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann dieses Protokoll von einem beliebi­ gen der flexiblen Knoten in dem System initiiert und/oder verwaltet werden. Alternativ kann dieses gleiche Protokoll von einem Systemknoten unter Verwendung der Unterstützungs­ strukturen, die ein Teil des Steuerblocks 31 sind, initiiert und verwaltet werden. Der Steuerblock 31 konfiguriert das Kommunikationsmodul mit den geeigneten Netzwerkparametern.

Das Datenprotokoll 36 ist ein Verwahrungsort für Daten, die durch den flexiblen Knoten erzeugt werden. Das Datenproto­ koll ist verwendet, um Daten, die von dem Datenverteilungs­ block 37 empfangen werden, für eine spätere Übertragung zu dem Netzwerk zu speichern. Ob die Daten in dem Datenproto­ koll 36 registriert oder direkt übertragen werden, wird durch den Zustand des relevanten Verhaltensmodells 34 be­ stimmt. Der Datenverteilungsblock 37 leitet den Datenstrom unter der Leitung des Steuerblocks 31 zu dem geeigneten Ort.

Der Anwendungs-Transformationsblock 29 transformiert Daten zwischen einer Darstellung, die für die Gesamtanwendung, von der der flexible Knoten ein Bauglied ist, geeignet ist, und der physikalischen Variable, für die dieser spezielle flexi­ ble Knoten konfiguriert ist. Diese Transformation ist eine Rechentransformation auf digitalen Daten. Diese Anwendungs­ transformation wird während der Initialisierung von dem An­ wendungsmodul 27 empfangen, oder kann über die Kommunika­ tionseinrichtung zu einer bestimmten Zeit nach der Initia­ lisierung von einem anderen Knoten empfangen werden. Wenn kein Anwendungsmodul 27 vorliegt und über die Kommunika­ tionseinrichtung 14 keine Anwendung empfangen wurde, ist das Anwendungsmodul 27 eine 1 : 1-Transformation, d. h. die Daten werden nicht geändert.

Der Block zur physikalischen Transformation 30 transformiert Daten bidirektional zwischen der ausgewählten Darstellung der physikalischen Variable und dem rohen Wandlersignal, das für das Wandlermodul 20 und den Wandler 21 geeignet ist. Diese Transformation kann eine Umwandlung zwischen analogen und digitalen Darstellungen und/oder eine Rechentransforma­ tion einschließen, die die digitalisierte Darstellung für die physikalische Variable, die für den verwendeten Wandler 21 geeignet ist, in eine exakte und kalibrierte digitale Darstellung transformiert.

Lokal sendet der Steuerblock 31 Steuersignale zu jedem Block, mit dem derselbe verbunden ist, um den Zustand, den Betrieb oder Konfigurationsinformationen, die in dem je­ weiligen Modul enthalten sind, zu erhalten oder, wenn es geeignet ist, zu ändern. Global leitet der Steuerblock die Formatiereinrichtung 28, um Daten zu dem Kommunikationsmodul 22 zu übertragen, oder steht direkt mit dem Kommunikations­ modul 22 in Verbindung, um die notwendigen Protokolle zum Bestimmen der Kommunikationsverbindungen unter den flexiblen Systemknoten und speziell der logischen Gruppen, zu denen die einzelnen Knoten gehören, auszuführen. Der Steuerblock 31 ist ferner für das Prüfen optionaler Datenquellen 26 ver­ antwortlich.

Die Fig. 6A-C zeigen bildlich einen minimalen Satz von Mo­ dellen und Eigenschaften für das einheitliche Format. Diese Informationen unterscheiden in dem verteilten System ein Da­ tenelement von einem anderen. Die Knoten arbeiten als Ergeb­ nis des einheitlichen Formats zusammen und auf eine flexible und folgerichtige Art.

Fig. 6A zeigt die Kommunikationsparameter für die Netzwerk­ darstellung der physikalischen oder Anwendungs-Variable, die einen Datenwert darstellt und definiert. Knoten-ID (200) identifiziert den Knoten, von dem die Daten erzeugt wurden, und kann als ein Zeiger auf einen physikalischen Standort der Messung verwendet werden. Zeitstempel (201) definiert die Zeit, zu der die Daten gemessen wurden. Variablenname (202) unterscheidet die Daten von anderen Messungen, die zum gleichen Zeitpunkt und am gleichen Standort durchgeführt wurden. Variableneinheiten (203) definiert die Einheiten, in denen der Wert der Daten ausgedrückt ist. Datendarstellung (204) drückt die Form oder den Typ der Messung aus, der für andere flexible Knoten annehmbar ist. Wert (205) steht für die Daten, die in der gewünschten Netzwerkdarstellung und den Einheiten ausgedrückt sind. Ergänzungsdaten (206) kann hinzugefügt werden, um die Flexibilität, wie z. B. die Prä­ zision, die Genauigkeit und den Vertrauensbereich oder die tatsächlichen Koordinaten oder die räumliche Ausrichtung des Wandlers, weiter zu verbessern.

Fig. 6B beschreibt die Wandlerparameter, die notwendig sind, um eine Vielzahl von Wandlermodulen 20 aufzunehmen. Sensor-ID (251) ermöglicht es, daß das CCM das Vorliegen eines neu­ en Wandlermoduls erkennt, um anzuzeigen, daß eine Neu-Ini­ tialisierung notwendig ist. Physikalischer Variablenname (252) definiert den Variablennamen, der für den Wandler 21 geeignet ist, beispielsweise "Temperatur" für einen Tempe­ raturwandler. Physikalische Variableneinheiten (253) defi­ niert die Einheiten, in denen der Wert der Daten ausgedrückt ist. Bereichsinformationen (254) definiert die obere und die untere Grenze für gültige Ablesungen. Kalibrierungsinforma­ tionen (255) beschreibt das Kalibrierungsverfahren, das durch den Block zur physikalischen Transformation 30 verwen­ det werden soll, die Werte beliebiger erforderlicher Parame­ ter der Transformation und eine Definition des Ablaufs der Kalibrierung. Betriebsumgebungsinformationen (256) definiert die maximale Abtastrate, die der Wandler unterstützen wird, und die Länge der Zeit, die erforderlich ist, um eine Probe zu erfassen. Signaldarstellung (257) beschreibt die Form des Signals des Wandlermoduls 20, das mit dem CCM ausgetauscht wird. Ergänzungsdaten (258) kann hinzugefügt sein, um ver­ schiedene Elemente zu enthalten, die für die einzelnen Wand­ ler spezifisch sind.

Fig. 6C beschreibt die funktionellen Verhaltensmodelle, die in Fig. 2 erörtert sind. Diese Modelle befinden sich in dem Betriebskern des gemeinsamen Kerns. Diese Modelle beschrei­ ben typischerweise sowohl den gemeinsamen Kern bezüglich der Kommunikationsmodul-Schnittstelle als auch den gemeinsamen Kern bezüglich der Wandlerschnittstelle. Lokale Modelle 280 steuern eine lokale Verwaltung, d. h. Wechselwirkungen des gemeinsamen Kerns mit dem Wandlermodul, dem Kommunikations­ modul und dem Anwendungsmodul, während globale Modelle 280 eine globale Verwaltung steuern, d. h. Wechselwirkungen des gemeinsamen Kerns mit dem verteilten System.

Die globalen Modelle 260 verwenden die Parameter, die in Fig. 6A offenbart sind, um die globale Verwaltung des CCM zu steuern. Diese Modelle schließen die folgenden ein, sind aber nicht auf dieselben begrenzt: Netzwerk 261, Zeitsyn­ chronisation 262, Zugehörigkeit 263, Knotenidentität 264, Teilnetzinformationen 265, Bereich 266, Gruppe 267, Trans­ porteigenschaften 268, Systemanwendung 269 und Systemdaten 270. Das Netzwerk-Modell 261 verwendet beispielsweise den Parameter Knoten-ID (200), um das gemeinsame Kernmodul ein­ deutig zu identifizieren, speziell wenn das CCM in einem Netzwerk verschaltet ist. Das CCM empfängt Daten gemäß dem Systemdatenmodell 270. Das Systemdatenmodell 270 verwendet folgende Parameter: Zeitstempel (201), Variablenname (202), Variableneinheiten (203), Datendarstellung (204) und Wert (205), um zu ermöglichen, daß das CCM Daten zu interessie­ renden Knoten überträgt.

Die lokalen Modelle 280 verwenden die Parameter, die in Fig. 6B offenbart sind, um die lokale Verwaltung des CCM zu steu­ ern. Diese Modelle schließen die folgenden ein, sind aber nicht auf dieselben begrenzt: Meß-Rate und -Modus 281, Da­ tenverteilung 282, Kalibrierungsaktualisierung 283, Schlaf 284, Umwandlung 285, lokale Anwendung 286 und Betriebszu­ stand 287. Das Meß-Raten und -Modus-Modell 281 steuert die lokale Verwaltung des CCM. Durch das Anwenden der folgenden Parameter auf das Meß-Raten und Modus-Modell spezifiziert das CCM die Sammelrate des Wandlermoduls kundengebunden: physikalischer Variablenname (252), physikalische Variablen­ einheiten (253), Bereichsinformationen (254), Kalibrierungs­ informationen (255), Betriebsumgebungsinformationen (256) und Signaldarstellung (257).

Fig. 7 ist ein funktionelles Blockdiagramm des Kommunika­ tions-Teilmoduls 22, das in Fig. 3 dargestellt ist. Das Mo­ dul weist eine unterschiedliche Implementierung auf, abhän­ gig von dem Kommunikationsprotokoll, das von der Kommunika­ tionseinrichtung 14 verwendet ist, z. B. das Protokoll Ether­ net® auf einem Koaxialkabel, LONTALK® auf einer ver­ drillten Doppelleitung, usw. Die Einzelheiten dieses Blocks sind kein erforderliches Merkmal dieser Erfindung, da die Implementierung dieser Protokolle auf dem Markt gut bekannt ist. Im allgemeinen schließen diese Implementierungen ein Sende/Empfangs-Gerät 80 und eine Medienzugriffs-Komponente 81, die den physikalischen Zugriff verwaltet, sowie alle notwendigen Codierungen und Decodierungen, usw., ein. Die Netzwerksteuerung 82 liefert Merkmale, wie z. B. eine Adreß­ filterung, eine Transportsteuerung und weitere Merkmale des OSI-Protokollstapels (OSI = Open System Interconnect = offe­ ne Systemverbindung).

Fig. 8 ist ein funktionelles Blockdiagramm des Wandlermoduls 20. Die wesentlichen Elemente dieses Moduls sind die Si­ gnal-Konditionierung und -Verarbeitung 90, die Wandlersteue­ rung 91, die Betriebsparameter 92 und die Kalibrierungs-Spe­ zifikation und -Parameter 93. Obwohl der allgemeine Entwurf dieses Moduls der gezeigte ist, unterscheiden sich die Ein­ zelheiten, um an den spezifischen Sensor angepaßt zu sein, der an diesem Modul befestigt ist. Es sei ferner bemerkt, daß, obwohl gemäß der Darstellung dieses Ausführungsbei­ spiels das Wandlermodul 20 direkt über eine Schnittstelle mit dem CCM 18 und dem Wandler 21, der in der Nähe des Wand­ lermoduls 20 angebracht ist, verbunden ist, es im Bereich dieser Erfindung liegt, Ausführungsbeispiele einzuschließen, bei denen das Wandlerelement 21, das Wandlermodul 20 oder die Schnittstelle zwischen dem Wandlermodul 20 und dem CCM 18 tatsächlich nicht in nächster Nähe sein müssen, z. B. un­ ter Verwendung von Verbindern hart verdrahtet, sondern tat­ sächlich in einiger Entfernung von entweder einer oder bei­ den dieser Schnittstellen angeordnet sein können, welche durch eine zugewiesene Kommunikationsverbindung, z. B. ein Kabel, eine Glasfaser oder eine drahtlose oder IR-Verbin­ dung, getrennt sind.

Der Signal-Konditionierungs- und Verarbeitungsblock 90 schließt den gesamten analogen oder digitalen Schaltungs­ aufbau ein, der notwendig ist, um das Wandlersignal aufzu­ nehmen und in eine der Formen umzuwandeln, die für das CCM annehmbar sind. Die Wandlersteuerung 91 beinhaltet die ge­ samte Steuerung, die notwendig ist, um den Betrieb des Wand­ lers basierend auf den Signalen, die von dem CCM geliefert werden, z. B. dem Triggersignal, zu verwalten. Die Betriebs­ parameter 92 sind die Informationen, die in Fig. 6B defi­ niert sind, mit Ausnahme der Kalibrierungsinformationen 255, die sich in dem Kalibrierungs-Spezifikations- und -Parame­ ter-Block 93 befinden. Dieser Block ist als schreibbare und lesbare Daten dargestellt, um zu ermöglichen, daß der Wand­ ler umkalibriert werden kann, und daß die geeigneten Ein­ stellungen der Kalibrierungsinformationen durchgeführt wer­ den können.

Aus dem Vorhergehenden wird offensichtlich, daß die vorlie­ gende Erfindung ein verteiltes Überwachungssystem mit zumin­ dest einem flexiblen verteilten Knoten schafft. Jede Kompo­ nente in dem verteilten Überwachungssystem verwendet für ei­ ne Wechselwirkung ein einheitliches Format. Der flexible Knoten weist ein gemeinsames Kernmodul, ein Kommunikations­ modul, im allgemeinen ein Wandlermodul mit einem mit demsel­ ben verbundenen Wandler und optional ein Anwendungsmodul auf. In dem gemeinsamen Kernmodul sind Verhaltensmodelle und Konfigurationsinformationen enthalten, die zusammen mit op­ tionalen Anwendungstransformationen, die in einem Anwen­ dungsmodul enthalten sind, verwendet werden können, um eine kundengebundene Spezifizierung der einzelnen Knoten und des gesamten Systems zu ermöglichen, um die betrieblichen, sich entwickelnde und Spitzen-Bedürfnisse einer speziellen Über­ wachungs- und/oder Steuer-Anwendung auf eine effiziente und kostensparende Art und Weise zu erfüllen. Die flexiblen Kno­ ten ermöglichen Ausführungsbeispiele, bei denen das Wandler­ modul und der damit verbundene Wandler für eine zusätzliche Flexibilität oder einen Ersatz im Falle eines Ausfalls und zum Ersetzen eines unterschiedlichen Kommunikationsmoduls, wenn es notwendig ist, um die Kommunikationseinrichtung zu ändern, ausgetauscht werden können. Die flexiblen Knoten können ferner in Formen verkörpert sein, die keine Ersetzung entweder des Kommunikationsmoduls und/oder des Wandlermoduls und des damit verbundenen Wandlers ermöglichen. Dies kann in Situationen nützlich sein, in denen die zusätzliche Flexibi­ lität durch die Kosten nicht gerechtfertigt ist. Da alle flexiblen Knoten auf dem einheitlichen Format und den be­ schriebenen Verhaltensmodellen basieren, werden sie ungeach­ tet des tatsächlichen Ausführungsbeispiels eines spezifi­ schen Knotens noch zusammenarbeiten, vorausgesetzt, diesel­ ben verwenden die gleiche Kommunikationseinrichtung und das gleiche Protokoll, oder Torwege (Gateways) sind zwischen Teilen des Systems vorgesehen, die eine unterschiedliche Kommunikationseinrichtung und unterschiedliche Protokolle verwenden. Solche Torwege sind in der Praxis gut bekannt und bilden kein erforderliches Merkmal dieser Erfindung. Das verteilte Überwachungssystem kann ferner flexible Systemkno­ ten enthalten, die eine größere Komplexität aufweisen als ein einfacher Sensor oder Betätigungsglied-Knoten, und die für Funktionen, wie Datenbanken, Anzeigen, Bedienerschnitt­ stellen zum Erzeugen von Systemsteuermeldungen und für komp­ liziertere Berechnungs- und Steuer-Funktionen, die geeigne­ terweise in einem einfacheren Anwendungsmodul oder einem flexiblen Knoten implementiert werden würden, verwendet wer­ den können.

Claims (10)

1. Verteiltes Meß- und Steuer-System (10) mit einer fle­ xiblen Architektur, das folgende Merkmale aufweist:
einen ersten flexiblen Knoten (12A) zum Bilden einer Schnittstelle zwischen einer ersten physikalischen Größe und einem elektrischen Signal, wobei der erste flexible Knoten folgende Merkmale aufweist:
ein erstes Wandlermodul (20), und
ein erstes gemeinsames Kernmodul (18), das mit dem ersten Wandlermodul (20) verbunden ist;
einen zweiten flexiblen Knoten (12B) zum Bilden einer Schnittstelle zwischen einer zweiten physikalischen Grö­ ße und dem elektrischen Signal; und
eine Übertragungseinrichtung (14) zum Leiten des elek­ trischen Signals zwischen dem ersten und dem zweiten flexiblen Knoten (12A, 12B);
wobei das erste gemeinsame Kernmodul (118) automatisch wirksam ist, um eine erste Selbst-Konfiguration gemäß dem ersten Wandlermodul (20) zu bestimmen, um sich selbst gemäß der ersten Selbst-Konfiguration zu konfi­ gurieren, und um gemäß der ersten Selbst-Konfiguration mit dem elektrischen Signal in Wechselwirkung zu treten.

2. Verteiltes Meß- und Steuer-System (10) mit einer flexi­ blen Architektur gemäß Anspruch 1, bei dem:
der erste flexible Knoten (12A) ferner einen Sensor (21) aufweist, der die erste physikalische Größe erfaßt und bewirkt, daß das elektrische Signal den Wert der physi­ kalischen Größe anzeigt; und
der zweite flexible Knoten (12B) ein Betätigungsglied aufweist, das eine physikalische Vorrichtung als Reak­ tion auf das elektrische Signal steuert.

3. Verteiltes Meß- und Steuer-System (10) mit einer flexi­ blen Architektur gemäß Anspruch 2, bei der das erste Wandlermodul (20) eine Größe aus einer Mehrzahl von phy­ sikalischen Größen auswählt, die erfaßt werden soll.

4. Verteiltes Meß- und Steuer-System (10) mit einer flexi­ blen Architektur gemäß Anspruch 2 oder 3, bei dem der zweite flexible Knoten (12B) folgende Merkmale aufweist:
ein zweites Wandlermodul, das zum Steuern eines einer Mehrzahl von physikalischen Vorrichtungen als Reaktion auf das elektrische Signal auswählt; und
ein zweites gemeinsames Kernmodul, das mit dem zweiten Wandlermodul verbunden ist, wobei das zweite gemeinsame Kernmodul automatisch wirksam ist, um eine zweite Selbst-Konfiguration gemäß dem zweiten Wandlermodul (12B) zu bestimmen, sich selbst gemäß der zweiten Selbst-Konfiguration zu konfigurieren und gemäß der zweiten Selbst-Konfiguration mit dem elektrischen Signal in Wechselwirkung zu treten.

5. Verteiltes Meß- und Steuer-System (10) mit einer flexi­ blen Architektur gemäß Anspruch 1, bei dem der erste flexible Knoten (12A) ein Betätigungsglied aufweist, das eine physikalische Vorrichtung als Reaktion auf das elektrische Signal steuert, und bei dem der zweite fle­ xible Knoten (12B) einen Sensor aufweist, der die zweite physikalische Größe erfaßt und bewirkt, daß das elektri­ sche Signal den Wert der zweiten physikalischen Größe anzeigt.

6. Verteiltes Meß- und Steuer-System mit einer flexiblen Architektur gemäß Anspruch 5, bei dem das erste Wandler­ modul (20) zum Steuern eine einer Mehrzahl von physika­ lischen Vorrichtungen als Reaktion auf das elektrische Signal auswählt.

7. Verteiltes Meß- und Steuer-System (10) mit einer flexi­ blen Architektur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der erste flexible Knoten (12A) ferner ein Kommuni­ kationsmodul (22) aufweist, das zwischen die Übertra­ gungseinrichtung (14) und das erste gemeinsame Kernmodul (18) geschaltet und wirksam ist, um gemäß der ersten Selbst-Konfiguration mit dem zweiten flexiblen Knoten (12B) zu kommunizieren.

8. Verteiltes Meß- und Steuer-System (10) mit einer flexi­ blen Architektur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem das erste gemeinsame Kernmodul (18) ferner folgende Merkmale aufweist:
eine Steuereinrichtung (31) zum Steuern der Wechselwir­ kungen zwischen dem ersten Wandlermodul (12A) und dem ersten gemeinsamen Kernmodul (18) und zum Erzeugen eines Triggersignals gemäß der ersten Selbst-Konfiguration; und
eine Aktualisierungseinrichtung zum Kalibrieren des er­ sten Wandlermoduls (12A) durch Erzeugen und Modulieren eines Transportsignals gemäß der ersten Selbst-Konfigu­ ration, wobei das Transportsignal wirksam ist, um rohe Meßinformationen, die die erste physikalische Größe an­ zeigen, zu transportieren.

9. Verteiltes Meß- und Steuer-System (10) mit einer flexi­ blen Architektur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das erste gemeinsame Kernmodul (18) ferner einen Cache-Speicher zum Speichern der ersten Selbst-Konfigu­ ration, wie dieselbe gemäß dem ersten Wandlermodul (20) bestimmt ist, aufweist.

10. Verteiltes Meß- und Steuer-System mit einer flexiblen Architektur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, das fer­ ner folgende Merkmale aufweist:
ein Systemmodul (16), das mit der Übertragungseinrich­ tung (14) verbunden und wirksam ist, um ein Steuersignal zu dem ersten Wandler (20) zu senden und dadurch die er­ ste Selbst-Konfiguration zu modifizieren;
wobei das erste gemeinsame Kernmodul (18) wirksam ist, um sich selbst gemäß der modifizierten ersten Selbst-Konfiguration zu konfigurieren, und um gemäß der ersten modifizierten ersten Selbst-Konfiguration mit dem elek­ trischen Signal in Wechselwirkung zu treten.