CN100367215C - 控制数据交换的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在通信单元(7，8，9)和控制设备(1)的数据源(2，3，4)之间交换数据的方法，其中由硬件(2，3，4)和软件(5，6)组成的运行时系统在该数据源(2，3，4)和通信单元(7，8，9)之间传输数据，处理链(10)监测对数据交换进行控制和/或监测。该方法可以容易且不中断运行时系统地进行更改。处理链(10)由处理例程(11)组成，这些处理例程各包括一个标准化的输入接口，处理例程(11)被先后调用，并且一个被调用的处理例程(11)的数据输入到紧跟在其后的处理例程(11)的输入接口中，运行时系统管理一个动态存储区域，并访问该存储区域以确定调用处理例程(11)的顺序。

Description

控制数据交换的方法

技术领域

本发明涉及一种用于在通信单元和数据源之间交换数据的方法，其中由硬件和软件组件构成的运行时系统在该数据源和通信单元之间传输数据，以及一处理链控制和/或监测数据的交换。

背景技术

一种这样的方法由众所周知的现有技术公开。从而例如通常将控制设备用于监测和控制大容量的网络，如供电网、供水线和汇流排系统。对于更大的用于控制空调、电梯、光系统等等的固定设备，也配备了控制设备。因此，控制这种分支上的设备所需的组件通常也同样分散地或换句话说大面积分布式地设置，并通过运行时系统相互连接，该运行时系统包括至少一个合适的通信网络和若干可存储编程的计算机单元，在这些计算机单元中适当的运行时程序实现信息的交换。通常，硬件接口用于在例如提供过程值的组件和运行时系统的分散安装的软件之间交换数据。为了调用这些过程值而设置了通信单元，如通过通信网络与该硬件接口连接的输入计算机。处理链用于控制这些组件和通信单元之间的数据交换。

这样，处理链例如检查为了登录而输入运行时系统中的用户名以及涉及该用户名的关键字，看其是否有权从选择的组件接收过程值。通过这种方式可以使敏感的过程值免招特定用户的注意。此外对于配备有所谓故障分析的处理链，公知处理链利用该故障分析显示所采用的组件或软件模块是否存在不相容，并在必要时显示消除该缺陷的解决方案。

该已知方法存在的缺点是，处理链单块地嵌入到控制设备正常工作时运行的运行时程序的源代码中。通过这种方式，只能通过更改该软件模块源代码来更改控制数据交换的处理步骤。因此在更改之后必须重新编译整个运行时程序并安装到硬件上。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种本文开始所述类型的方法，可以容易且无需打断运行时系统地进行更改或扩展。

本发明的技术问题这样解决，处理链由处理例程组成，这些处理例程分别包括一个标准化的输入接口，这些处理例程被先后调用，并且一个被调用的处理例程的数据被输入紧跟在其后的处理例程的输入接口中，运行时系统管理一个动态存储区域，并访问该存储区域以确定调用处理例程的顺序。

根据本发明，数据交换的控制和监测能灵活地展开，并且还可以在启动运行时系统之后任意更改。为此传送这样的数据，如由用户输入的对该组件的过程值的查询，对处理例程顺序的查询。处理例程例如通过访问文件中存储的数据来监测这些查询，或者通过添加其它数据来控制这些查询。在此，每个处理例程都包括一个以软件形式设置的输入接口，该输入接口对所有处理例程都是相同的。为了进行交换，接着将通过相应处理例程处理的数据输入紧跟在其后的处理例程的输入接口中。换句话说，每个处理例程由于其标准化的输入接口而可以与其它处理例程兼容或交换。因此可以按照任意顺序来调用处理例程，而处理例程之间的数据交换不会引起错误报告或很糟的损坏。

根据本发明，运行时系统包括运行时程序和硬件组件，这些硬件组件由计算机、物理控制网络、接口等等构成。物理的控制网络还包括无电缆的网络连接。运行时程序可以分布在硬件组件。

为了在运行时系统的软件组件运行期间也能根据相应的需求更改处理例程的顺序，运行时系统的软件管理一个动态存储区域，由此该存储区域的存储量在运行系统运行期间也能更改。为了确定调用处理例程的顺序，运行时系统访问存储在该存储区域中的处理数据。处理数据例如可以是配置文件，在该配置文件中以行的方式列出期望的处理例程的地址，其中运行时系统先后处理这些行，并在此过程中通过其地址调用每一行中列出的处理例程。该运行时系统一直顺序地处理配置文件的行，直到向运行时系统显示出该配置文件的结尾为止。

通过动态地管理该存储区域，可以设置任意多个行，并由此调用任意多个处理例程。这可以通过将故障诊断或换句话说故障分析例程绑定在处理链中而有利地在开发运行时系统的软件组件时就已经使用。在运行时程序最大程度上无错地运行之后，可以极大削减故障诊断例程的个数，从而通过这种方式提高数据交换的速度，或换句话说改善运行时系统的所谓性能。为此根本不需要更改运行时系统的软件组件。在本发明的范围中，例如只进行参数转换。这也适用于在实现运行时系统之后对故障的查找，这些故障例如可以通过事后将故障分析例程补充到处理链中来加以限制。

作为数据源，硬件组件和软件组件都合适。这样，数据源例如可以是控制设备的一个组件，其中运行时系统通过合适的接口与该组件连接。但如果不采用该方案，数据源还可以是一个诸如软件驱动程序的软件模块，或者是具有信息数据的数据库，其中该信息数据对应于一个设备的特定状态或版本。

根据本发明，动态管理的存储区域是计算机的所谓RAM存储器的存储区域。

优选地，数据具有用户标识，其中至少一个授权例程检查该用户标识是否与预定用户列表中的项一致，在确定该用户标识与用户列表不一致时中断数据的传递。通过这种方式向用户只显示那些该用户有权接收的过程值，由此针对用户显示敏感数据。在本发明的范围中，用户标识不必非得包括个性化的字符。这样用户标识可以包括完全针对角色的字符，使得像这样的用户对应于一个特定的组或角色。这样，用户就可以例如通过用户标识被参数化地标识为开发者。

此外合适的是，数据具有特定于数据源的源数据标识，其中一个或多个处理例程根据该源数据标识来控制数据交换。源数据标识同用户标识一样都通过对被交换的数据附加所谓的元数据来实现。

根据涉及于此的一个优选扩展，至少一个处理例程是临时存储例程，其中临时存储分别具有一个临时存储数据标识的临时存储数据，其中该临时存储例程在源数据标识与其中一个临时存储数据标识一致时显示对应于该临时存储标识的临时存储数据，并中断数据交换。如果源数据标识例如是组件标识，则例如可以在控制设备查询特定的过程值时，则允许处理例程临时存储特定的过程值。临时存储的过程值例如是与查询频率相比非常缓慢地变化或根本不变化的过程值，或者是由授权访问的第三方输入的参数。在重新查询时，例如也称为临时存储例程或缓存例程的处理例程提供所要求的过程值，而不必由运行时系统访问对应的组件。因此由运行时系统对该组件的访问就变为多余，由此加速了该方法。

在本发明中，可以设置任意的显示形式，在此对其不一一例举。这样，例如所谓的浓缩例程将运行时系统的编码数据转换为用户可理解的数据。为了控制数据显示或数据流，浓缩例程向通信单元和数据源之间交换的数据添加额外的控制数据或者说元数据。

优选地，其中一个处理例程是检查数据是否存在错误的故障分析例程。该故障分析例程可以是任意的故障分析工具。这样就可以例如检查数据是否不是输入的自然数或整数而是输入的字母等等。故障分析例程还可以监测运行时系统的协议或硬件组件之间的兼容性。

优选地，至少一个处理例程是监测例程，其将数据和/或由该数据导出的监测数据存储在监测文件中。在该监测文件中例如存储了在一个月中对该运行时系统的所有访问，从而通过这种方式可以对谁何时访问了哪个数据源(如控制设备的一个组件)进行存档。

根据本发明的优选实施例，所述运行时系统包括具有服务器程序的网络服务器和至少一个具有浏览器程序的客户机，其中每个浏览器程序都通过因特网访问服务器程序。在本发明的该实施例中，数据交换例如不仅通过对外封闭的主控通信网络进行，还可以通过已经物理存在的因特网的连接进行。当然在本发明的范围中，还可以将控制设备的通信网络添加到处于上级的、本身可以与因特网连接的所谓企业内部网中。

根据涉及于此的一个扩展，至少一个处理例程是跟踪例程，其检查运行时系统中的数据路径，并根据该检查产生安全参数。基于这些安全参数可以例如控制数据的显示或传递。如果该方法的用户例如通过所谓的企业内部互联网与运行时系统连接，则一般很少需要考虑数据敏感性或数据安全性，因为一般通过不授权来造成进入该企业内部互联网的难度。对于本地应用来说可以几乎完全消除安全上的顾虑，而在通过因特网访问时只显示非敏感数据或过程值。

合适地，将配置文件加载到动态存储区域中，其中该配置文件确定处理例程的结构和顺序。该配置文件例如在初始化运行时系统时被调用。此外还可以由用户通过运行时系统触发对该配置文件的调用。该配置文件还可以在实施运行时系统之后无需用户地例如在特定时刻被调用。

附图说明

下面参照附图描述本发明的其它实施方式和优点，其中

图1示出示意性表示本发明方法的流程图。

具体实施方式

图1示出表示本发明方法的流程图。示意性地示出了控制设备1，其包括本地保护设备2和3以及用于控制和监测该保护设备2、3的中央控制台4。保护设备2、3与图中未示出的变压器连接，该变压器的初级与同样未示出的能量分配网络的配电线耦合。与配电线的电流成正比的次级变压器电流由保护设备2的测量值采集单元扫描以获得扫描值，接着该扫描值被数字化为数字电流值。保护设备2或3可以触发合适的开关或电流断路器，后者当该数字电流值例如在短路的情况下超过阈值时就中断配电线中的电流。在此，保护设备2或3与配电线、即初级导线直接相邻。

控制台4用于监测和控制保护设备2或3。为此调度台通过合适的图中未示出的通信网络与该保护设备2、3连接。为了保证在保护设备2或3与控制台4之间进行可靠地交换数据而设置持续运行的运行时程序5，该运行时程序5分布在运行时系统的硬件组件中。在此，运行时程序5通过硬件驱动器6访问控制设备1的组件2、3、4的硬件接口。这样，例如保护设备2的数字电流值存储在保护设备2的寄存器中，并且可以通过未示出的通信网络输入控制度台4，其中硬件驱动器6和运行时程序5一起对数据流进行寻址和控制。

为了能从外部、也就是从未连接到控制设备1的通信网络中的地点监测控制设备1的组件2、3或4的状态，设置了通信单元，如位置固定的单独的座席计算机7、膝上型电脑8或所谓的PDA，它们通过调制解调器终端、ISDN、DSL或无线局域网络连接而连接到所谓的因特网。运行时系统包括因特网计算机，在该计算机中运行着运行时程序5的服务器程序。这些通信单元利用其浏览器程序14通过因特网的引导访问服务器程序。因此用户可以通过因特网查询控制设备1的过程值和/或控制该过程值。

为了控制控制设备1的组件2、3、4与通信单元7、8、9之间的数据交换，设置了由先后运行的处理例程11组成的处理链10。为了实现处理例程11之间在任意顺序时的畅通无阻的数据交换，这些处理例程在软件方面分别具有一个标准的输出接口以及一个标准的输入接口，其中待控制和监测的数据从其中一个处理例程的输出接口传递到后面接着调用的处理例程的输入接口。

为了查询由保护设备2数字化的电流值，用户例如用PDA 9通过无线的所谓蓝牙连接将其PDA的物理端口连接到因特网。接着，用户通过其PDA 9在输入其用户名及其密码的情况下登录到运行时程序5。然后他例如从显示给他的保护设备树中选择保护设备2和保护设备2所需的过程值。运行时程序5根据在PDA9上的选择产生组件标识作为源数据标识，该标识对于保护设备2来说是独特的。换句话说组件地址是根据用户的选择来产生的。此外，产生用于选择期望的电流值的寄存器地址。运行时程序5还产生控制数据，在这种情况下是所谓的“读取信号”，利用该信号通知被寻址的硬件接口应当读取被寻址的寄存器。在处理链10运行完之前还向该数据添加取决于用户名的用户标识。

在查询对保护设备2的数字电流值的显示时，查询数据在查询方向12上运行通过处理链10。在示出的实施例中，第一处理例程是授权例程11a，其在输入接口上从运行时程序5接收数据。授权例程11a确定用户是否有权查询数据。为此授权例程11a将查询数据的用户标识与该授权例程中嵌入的列表进行比较，并只在用户标识与该列表中的一个项一致时才向授权例程11a的输出接口传递数据。

数据从该输出接口传递到临时存储例程11b的输入接口。该临时存储例程11b检查所要求的过程值是否是软件在产生该临时存储例程时确定的特定过程参数。这种过程值例如是与两个相互连续的查询之间的时间间隔相比非常缓慢变化或根本不变化的过程值。如果临时存储例程11b确定查询的是这种由以前的查询存储在该临时存储例程中的特定过程参数，则该临时存储例程11b提供该以前已经被查询过的过程参数，并中断其它查询。否则，该临时存储例程11b直接将数据通过其输出接口传递到用户例程11c。用户例程11c将查询方向12上的数据不经处理就传递到所谓的跟踪例程11d，运行时程序5从该跟踪例程再次接管被处理的数据。在查询方向12上也不通过跟踪例程11d处理该数据。

接着，运行时程序5通过对应的硬件接口6访问所选择的组件2的过程值，并向该数据添加电流值作为过程值。然后运行时程序5将该数据连同电流值一起传递到跟踪例程11d的输入接口。现在数据在方向13上通过处理链10。跟踪例程11d利用查询数据检查从使用者的哪个位置访问运行时程序5。如果用户例如通过本地的、从外部很难进入的网络来登录运行时程序5，则运行时程序的显示可能性不会被跟踪例程11d限制。但在本实施例中，PDA9的用户可以通过因特网登录运行时程序5，从而出于安全原因只能显示有限的信息。为此跟踪例程11d向被查询的电流值和其余的查询数据添加其它安全数据，利用这些安全数据产生运行时程序5的特定显示格式。

然后，数据到达用户例程11c，该用户例程根据用户的角色向数据添加显示参数。在示出的实施例中用户是程序员，对该用户来说高度具体化的显示数据、例如用于确定错误的显示数据是非常有帮助的，相反这些显示数据对普通用户来说会引起混乱。因此用户例程11c向查询数据添加那些使得运行时程序5可以显示所有数据的显示参数。

然后数据从用户例程11c到达临时存储例程11b。在示出的箭头方向13上，临时存储例程11b处理数据，而授权例程11a不处理数据。授权例程11a最后将该数据传递给运行时程序5，该程序根据处理参数将数据显示在PDA9上。

Claims (9)

1.一种用于在通信单元(7，8，9)和数据源(2，3，4)之间交换数据的方法，其中由硬件组件(2，3，4)和软件组件(5，6)构成的运行时系统在这些组件(2，3，4)和通信单元(7，8，9)之间传输数据，并且存在一处理链(10)用于控制和/或监测数据的交换，其特征在于，所述处理链(10)由处理例程(11)组成，这些处理例程分别包括一个标准化的输入接口，其中这些处理例程(11)被先后调用，并且一个被调用的处理例程(11)的数据被输入到紧跟在其后的处理例程(11)的输入接口中，所述运行时系统管理一个动态存储区域，并访问该存储区域以确定调用所述处理例程(11)的顺序。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据具有用户标识，其中至少一个授权例程(11a)检查该用户标识是否与预定用户列表中的项一致，并在确定该用户标识与用户列表不一致时中断数据的传递。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述数据具有针对数据源的源数据标识，其中一个或多个处理例程(11)根据该源数据标识来控制通过该处理例程(11)对数据的处理。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，至少一个所述处理例程(11)是临时存储例程(11b)，其中临时存储了分别具有一个临时存储数据标识的临时存储数据，其中该临时存储例程(11b)在源数据标识与其中一个临时存储数据标识一致时显示对应于该临时存储标识的临时存储数据，并中断数据交换。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，至少一个所述处理例程(11)是检查数据是否存在预定的错误的故障分析例程。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，至少一个所述处理例程(11)是监测例程，其将数据和/或由该数据导出的监测数据存储在监测文件中。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运行时系统包括具有服务器程序的网络服务器和至少一个具有浏览器程序(14)的客户机，其中每个浏览器程序(14)都通过因特网访问服务器程序。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，至少一个所述处理例程(11)是跟踪例程(11d)，其检查运行时系统中的数据路径，并根据该检查产生安全参数。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将配置文件加载到所述动态存储区域中，其中该配置文件确定所述处理例程的结构和顺序。

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