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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Automatisierungsgerätes gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 sowie ein nach dem Verfahren arbeitendes Automatisierungsgerät oder ein
Automatisierungsgerät,
das zur Ausführung
des Verfahrens vorbereitet und/oder vorgesehen ist. Automatisierungsgeräte sind
allgemein bekannt. Zum Beispiel bietet die Anmelderin unter der
Marke SIMATIC eine komplette Produktfamilie von Automatisierungsgeräten für unterschiedlichste
Anwendungsfälle
an.
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Speziell
betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Automatisierungsgerätes (oder
eines Automatisierungssystems mit mindestens einem Automatisierungsgerät) – wobei
der Begriff Automatisierungsgerät
als Synonym für
Datenverarbeitungsgeräte
allgemeiner Art, z. B. so genannte Engineeringstationen, verwendet
wird -, auf dem zumindest eine erste implementiert ist und wobei
ein Datenaustausch zwischen der ersten Softwareapplikation und einer
zweiten Softwareapplikation (Ursprungsapplikation bzw. Zielapplikation)
in einem Metaformat erfolgt, wobei vor einer Übernahme der übermittelten
Daten durch die Zielapplikation, also jeweils entweder die erste
oder zweite Softwareapplikation, eine Umsetzung des Metaformats
in ein auf Seiten der jeweiligen Zielapplikation unterstütztes Datenformat
durch einen Metaformatinterpreter erfolgt.
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Ein
solcher Datenaustausch zwischen Softwaresystemen oder Softwareapplikationen
gewinnt immer größere Bedeutung.
Für den
strukturierten Datenaustausch hat sich z. B. XML („Extensible
Markup Language")
als Meta-Beschreibungssprache – im
Folgenden kurz als Meta- oder Zwischensprache oder Metaformat bezeichnet – durchgesetzt.
Der Weg des Datenaustausches mittels Metasprache (häufig basierend
auf XML) mit einem externen vereinheitlichten Datenschema wird deshalb
beschritten, weil proprietäre
Programmierschnittstellen in heterogenen Systemen hinsichtlich des
damit verbundenen Aufwands unattraktiv geworden sind.
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Das
von den Erfindern erkannte Problem besteht nun vornehmlich darin,
die mittels Metaformat ausgetauschten Daten effizient zu interpretieren.
Ein unmittelbarer Wunsch, die übergebenen
Austauschdaten zu interpretieren, besteht in der Regel zunächst darin,
die Daten vor einer Übernahme
in die Zielapplikation zunächst
einmal anschauen zu können.
Dies sollte aus Anwendersicht möglichst
in gewohnter Art und Weise unter Verwendung der jeweils üblichen
Systemdarstellung geschehen können.
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Bisher
müssen
die Daten im jeweiligen Metaformat in das von der Zielapplikation
verwendete Format (z. B. ein Datenbankformat) überführt werden, bevor sie für die Darstellung
und Weiterverarbeitung interpretiert werden können. Dieser Vorgang des Konvertierens
ist deshalb notwendig, weil die eingesetzten Softwaresysteme nicht
gleichzeitig mit dem eigentlichen eigenen Datenformat, also z. B.
dem Datenbankformat, und dem Metaformat arbeiten können oder
ein solches Metaformat überhaupt
nicht direkt bearbeiten können.
Ein weiteres Problem resultiert daraus, dass eine Umsetzung des
Metaformats in ein Zielformat bei großen Datenmengen sehr zeitintensiv
ist. Außerdem
müssen
die generierten Daten im Zielformat wieder künstlich vom Rechner, also z.
B. dem jeweiligen Automatisierungsgerät, entfernt werden, unabhängig davon,
ob sie vom Anwender als übernehmenswert
erachtet werden oder nicht.
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Eine
direkte Darstellung der Daten im Metaformat wird zwar von speziellen
Softwarewerkzeugen geleistet, allerdings mit dem Nachteil der eingeschränkten Lesbarkeit
für den
jeweiligen Anwender der Zielapplikation. Ein dem Metaformat zugrunde liegendes
Schema ist dem Anwender der Zielapplikation in der Regel nicht bekannt.
Allgemein können solche
Detailkenntnisse nicht vorausgesetzt werden. Zudem möchte der
Anwender üblicherweise
in gewohnter Systemumgebung auf einer abstrakten Ebene arbeiten.
Der Anwender erwartet also eine ihm vertraute Systemdarstellung.
Dies ist mit den bisher im Stand der Technik verfolgten Ansätzen nicht
möglich.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb
eines Automatisierungsgerätes
sowie ein korrespondierendes Automatisierungsgerät anzugeben, bei dem die oben
genannten Nachteile vermieden oder zumindest in ihren Auswirkungen
reduziert werden.
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Die
oben genannte Aufgabe wird mit dem oben genannten Verfahren dadurch
gelöst,
dass bei oder vor einem Zugriff auf die Daten im Metaformat durch
ein erstes Zugriffsmittel, insbesondere einen so genannten „Broker", eine Analyse der
Daten im Metaformat erfolgt und dass abhängig vom Ergebnis der Analyse
ein Zugriff auf die Daten entweder mittels des Metaformatinterpreters
oder durch zweite oder ggf. weitere Zugriffsmittel erfolgt.
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Der
Vorteil der Erfindung besteht darin, dass mittels des oder der ersten
Zugriffsmittel eine Analyse der Daten im Metaformat erfolgen kann.
Damit ist anhand des Ergebnisses dieser Analyse entscheidbar, ob
ein Zugriff auf die Daten im Metaformat, also z. B. ein Zugriff
wegen einer zu Überprüfungszwecken
vorgesehenen Darstellung der Daten, mittels des Metaformatinterpreters,
der das Metaformat direkt interpretieren und/oder verarbeiten kann,
oder mittels zweiter oder ggf. weiterer Zugriffsmittel erfolgt.
Dabei erlaubt das oder jedes zweite Zugriffsmittel eine Interpretation
von Daten, die zwar in den im Metaformat übermittelten Daten enthalten
sind, aber nach einem vom Metaformat abweichenden Format kodiert
sind. Damit ist z. B. für
die Darstellung zu Überprüfungszwecken
gewährleistet,
dass sowohl die im Metaformat als auch die in einem vom Metaformat
abweichenden Format kodierten Daten in einer für den Benutzer erfassbaren
Form dargestellt werden können.
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Zweckmäßige Weiterbildungen
dieses Verfahrens sind Gegenstand der nachgeordneten Ansprüche.
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Wenn
die im Metaformat übermittelten
Daten strukturiert sind und jede Struktur ein Datenobjekt definiert,
ist bevorzugt vorgesehen, dass das erste Zugriffsmittel bei der
Analyse der Daten im Metaformat einen Objekttyp des jeweiligen Datenobjektes
identifiziert und der Zugriff und/oder die Verarbeitung der Daten
des Datenobjektes durch entweder den Metaformatinterpreter oder
durch das zweite Zugriffsmittel in Ansehung des jeweiligen Objekttyps
erfolgt.
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Bevorzugt
ist der Metaformatinterpreter als XML-Server oder SGML-Server und/oder
das zweite Zugriffsmittel als Datenbankverwaltungssystem (DBMS)
implementiert.
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Bezüglich der
Vorrichtung wird die genannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch
ein Automatisierungsgerät
mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Hinsichtlich vorteilhafter Ausgestaltungen
eines solchen Automatisierungsgerätes wird auf die vorangehend
erläuterten
Verfahrensschritte verwiesen, wobei das Automatisierungsgerät zu deren
Ausführung jeweils
entsprechende Mittel, insbesondere Verarbeitungsmittel, also z.
B. eine softwaremäßige Implementation
der mit den jeweiligen Verfahrensschritten erfassten Funktionalität, umfasst.
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Wesentlicher
Vorteil der vorgestellten Lösungsidee
ist der integrative Ansatz, ohne Auswirkungen auf die Applikationen
des Softwaresystems zu haben. Die Applikationen des Softwaresystems bleiben
gänzlich
frei von Abhängigkeiten
zum Datenformat.
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Darüber hinaus
bestehen weitere Vorteile darin, dass kein zeitintensives Konvertieren
des Metaformats, also insbesondere der XML-Daten, in das Zielformat
des jeweiligen Softwaresystems oder der jeweiligen Softwareapplikation
mehr notwendig ist, dass damit auch kein künstliches Entfernen der bisher
zumindest temporär
erforderlichen Daten im Zielformat mehr notwendig ist, dass sich
eine Lesbarkeit der Daten im Metaformat, insbesondere der XML-Daten,
in gewohnter Systemumgebung und in gewohnter Darstellung ergibt
und dass keine zusätzlichen Detailkenntnisse
bei der Hantierung der Daten im Metaformat, insbesondere der XML-Daten,
für den Anwender
notwendig sind.
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Die
mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne
Präjudiz
für die
Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich
vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder den Zeichnungen
offenbarte Merkmalskombinationen zu beanspruchen.
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Das
oder jedes Ausführungsbeispiel
ist nicht als Einschränkung
der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden
Offenbarung zahlreiche Abänderungen
und Modifikationen möglich,
insbesondere solche Varianten und Kombinationen, die, z. B. durch
Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den
im allgemeinen oder speziellen Beschreibungsteil beschriebenen sowie
in den Ansprüchen
und/oder den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder
Verfahrensschritten, für
den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar
sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand
oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen.
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In
Unteransprüchen
verwendete Rückbeziehungen
weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches
durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht
als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen
Schutzes für
die Merkmalskombinationen der rückbezogenen
Unteransprüche
zu verstehen. Des Weiteren ist im Hinblick auf eine Auslegung der
Ansprüche
bei einer näheren Konkretisierung
eines Merkmals in einem nachgeordneten Anspruch davon auszugehen,
dass eine derartige Beschränkung
in den jeweils vorangehenden Ansprüchen nicht vorhanden ist.
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Da
die Gegenstände
der Unteransprüche
im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen
bilden können, behält die Anmelderin
sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder
Teilungserklärungen zu
machen. Sie können
weiterhin auch selbständige Erfindungen
enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung
aufweisen.
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Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand der Zeichnung näher
erläutert. Einander
entsprechende Gegenstände
oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
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Darin
zeigen:
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1 eine
schematisch vereinfachte Darstellung eines Datenaustausches zwischen
einem eine erste und eine zweite Softwareapplikation umfassenden
Softwaresystem,
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2 ein
Softwaresystem in schematisch vereinfachter Darstellung mit einem
Zugriff auf eine erste und eine zweite Datenbank, wobei die zweite Datenbank
eine temporär
erzeugte Datenbank ist,
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3 in
schematisch vereinfachter Form einen Zugriff auf Daten, die in einem
Metaformat vorliegen,
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4 eine
schematisch vereinfachte Darstellung des der Erfindung zugrunde
liegenden Prinzips,
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5 und 6 eine
schematisch vereinfachte Darstellung einer Ablaufmöglichkeit
des erfindungsgemäßen Verfahrens
und
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7 eine
schematisch vereinfachte Darstellung einer Anwendungsmöglichkeit
der Erfindung im Zusammenhang mit einem Zugriff auf Engineeringdaten
durch Planungstools (als Beispiel für eine am Datenaustausch be teiligte
Softwareapplikation) und/oder einem Zugriff auf Planungsdaten durch Engineeringtools
(als weiteres Beispiel für
eine Softwareapplikation).
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1 zeigt
zur Veranschaulichung der der Erfindung zugrunde liegenden Problematik
Daten 10, die zum Austausch zwischen einer ersten Softwareapplikation
(Ursprungsapplikation) 12 und einer zweiten Softwareapplikation
(Zielapplikation) 14 vorgesehen sind. Die Daten 10 sind
in einem Metaformat kodiert, wobei als Metaformat hier beispielhaft
ein XML-Format dargestellt ist. Die Darstellung in 1 soll
deutlich machen, dass eine direkte Darstellung von XML-Daten 10 für einen
Anwender ohne Programmierkenntnisse nur eingeschränkt aussagefähig und
entsprechend eine Hantierung umständlich ist.
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Beide
Softwareapplikationen 12, 14 können auf einem schematisch
dargestellten Automatisierungsgerät 16 ablaufen. Genauso
können
beide Softwareapplikationen 12, 14 auf unterschiedlichen
Automatisierungsgeräten
(nicht dargestellt), also z. B. in einem verteilten Automatisierungssystem
ablaufen, wobei die einzelnen Automatisierungsgeräte dann
in an sich bekannter Art und Weise, z. B. durch einen Bus, insbesondere
den so genannten PROFIBUS, kommunikativ verbunden sind. Beide Softwareapplikationen 12, 14 zusammen
oder diese Softwareapplikationen 12, 14 und evtl.
weitere Softwareapplikationen bilden zusammen ein Softwaresystem 15 (2).
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2 zeigt
zur weiteren Verdeutlichung der der Erfindung zugrunde liegenden
Problematik das Softwaresystem 15 in schematisch vereinfachter Darstellung
mit einem Zugriff auf eine Datenbasis in Form einer ersten Datenbank 18 und
eine weitere Datenbasis in Form einer temporären Datenbank 20. Zum
Austausch von Daten zwischen der Datenbank 18 und dem Softwaresystem 15 kann
ein Datenaustausch der in 1 dargestellten
Art erfolgen. Das Softwaresystem oder eine Softwareapplikation des Softwaresystems
und die Datenbank 18 fungieren dann als Zielapplikation 14.
Im Stand der Technik ist dazu vorgesehen, dass, z. B. bei einem
eventuellen Wunsch, die im Metaformat vorliegenden Daten vor einer Übernahme
in das jeweilige Softwaresystem 15 betrachten zu wollen,
die Daten in der temporären Datenbank 20 zwischengespeichert
werden, wobei das Format der in der temporären Datenbank 20 vorgehaltenen
Daten einen direkten Zugriff, z. B. durch das Softwaresystem 25 bzw.
die Zielapplikation 14, ermöglicht. Dazu erfolgt beim Abspeichern
der Daten in die temporäre
Datenbank 20 eine entsprechende Konvertierung, welche nicht
nur zeitaufwendig ist, sondern auch Ressourcen, insbesondere Speicherplatz,
belegt.
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3 zeigt
in schematisch vereinfachter Form einen Zugriff auf Daten 10,
die in einem Metaformat, also insbesondere im XML-Format vorliegen, mittels
eines zur Interpretation dieses Metaformats vorgesehenen Zugriffsprogramms,
also z. B. mittels eines so genannten Viewers 24, insbesondere
eines XML-Viewers.
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Der
bisher im Stand der Technik verfolgte Ansatz zum Zugriff auf Daten,
die in einem Metaformat vorliegen, entspricht damit näherungsweise
einer Kombination der in 2 und 3 dargestellten
Verhältnisse.
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Die
Erfindung bricht mit diesem Konzept und schlägt ein Verfahren sowie eine
korrespondierende Vorrichtung vor, das schematisch vereinfacht in 4 dargestellt
ist, wobei eine Interpretation der Daten im Metaformat direkt, also
ohne Konvertierung in das Zielformat, durch eine geeignete Adaption
des Softwaresystems 15 erreicht wird. Dazu wird eine Standarddatenzugriffsschnittstelle
des Softwaresystems 15 derart verhüllt („wrapping"), dass sowohl z. B. ein herkömmliches
Datenmanagementsystem als auch ein XML-Server, sofern als Metaformat
XML Verwendung findet, für
die Datenzugriffe genutzt werden können. Die weitere Erläuterung
erfolgt dazu anhand von 5.
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5 zeigt
in schematisch vereinfachter Form Verhältnisse beim Zugriff und bei
der Interpretation von in einem Metaformat übermittelten Daten 10.
Ganz links ist eine als Zielapplikation 14 fungierende
Softwareapplikation dargestellt, an die Daten 10 in einem
Metaformat von einer als Ursprungsapplikation 12 fungierenden
weiteren Softwareapplikation übermittelt
werden. Die oder jede beteiligte Softwareapplikation, also z. B.
die Ursprungs- und Zielapplikation 12, 14, kann
als Bestandteil des Softwaresystems 15 aufgefasst werden.
Die Ursprungsapplikation 12 kann zusätzlich oder alternativ auch als
Bestandteil der Datenbank oder -basis 18 (vergleiche 4)
aufgefasst werden. Bei oder vor einem Zugriff auf die Daten 10 im
Metaformat erfolgt durch ein erstes Zugriffsmittel 26,
z. B. einen so genannten „Broker" 26, eine
Analyse der Daten 10. Abhängig vom Ergebnis der Analyse
erfolgt ein Zugriff auf die Daten 10 entweder mittels eines
Metaformatinterpreters 28 oder mittels zweiter Zugriffsmittel 30 oder
eventuell weiterer Zugriffsmittel (nicht dargestellt). Das erste
Zugriffsmittel 26, also z. B. der Broker 26, wird
beim Zugriff auf die Daten 10 quasi zwischengeschaltet,
so dass Zugriffe auf Daten im jeweiligen internen Datenformat auf
das zweite Zugriffsmittel 30, insbesondere ein Datenbankverwaltungssystem 30,
und Zugriffe auf Daten im Metaformat auf den Metaformatinterpreter 28 verteilt
werden.
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Die
Verteilung erfolgt bevorzugt in Abhängigkeit von einer Adressierung
einer strukturellen Einheit der Daten 10, nachdem bei gebräuchlichen
Metaformaten, insbesondere XML-Daten, die Daten strukturiert sind
und jede Struktur ein Datenobjekt definiert, so dass jedes Datenobjekt
anhand seines Objekttyps und eine darauf bezogene Adressierung eindeutig
erkennbar ist. Aus Sicht der jeweiligen Ziel- oder Softwareapplikation 14 des
Softwaresystems 15 erfolgt der Datenzugriff damit weiterhin
unabhängig vom
zugrunde liegenden Datenformat.
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Eine
Besonderheit des erfindungsgemäßen Verfahrens
liegt in der Behandlung des Problems, dass in bestimmten Fällen Dienste
vom Metaformatinterpreter 28 nicht selbst erbracht werden
können. Dieses
ist dann der Fall, wenn zum Erbringen dieses Dienstes Informationen
notwendig sind, die für
den Metaformatinterpreter 28 nicht direkt zugänglich sind. Beispiele
dafür sind
Anzeigetexte, insbesondere fremdsprachiger Text, oder Elemente zur
graphischen Repräsentation
von Objekten, wie z. B. Ikonen usw. Ein anderer Grund kann auch
die Vermeidung einer doppelten Implementierung von Diensten sein, wie
z. B. das Normieren von Werten. Dieses spezielle Problem wird durch
eine Art von Delegation des jeweils angeforderten Dienstes an die
zweiten Zugriffsmittel, insbesondere das Datenbankverwaltungssystem 30,
gelöst.
Dazu muss die Adressierung des jeweiligen Objektes im Metaformat
in eine korrespondierende Adressierung z. B. eines Datenmanagementobjektes
umgewandelt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist dazu eine Wandlung
der Kodierung des Objekttyps von z. B. einem XML-Objekttyp in einen
Datenbankobjekttyp vorgesehen. 5 zeigt
am Beispiel der Ermittlung eines Handles, also z. B. einer so genannten
Ikone zur graphischen Repräsentation
des jeweiligen Objekts, wie die dafür erforderlichen Aufrufe und
Zugriffe der jeweiligen Zugriffsmittel, also „Broker" 26 und Metaformatinterpreter 28,
ablaufen.
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Damit
lässt sich
die Erfindung kurz wie folgt darstellen:
Die vorliegende Erfindung
beruht auf einer zugrunde liegenden Idee, wonach die Interpretation
von Daten 10 in einem Metaformat direkt, also ohne (temporäre) Konvertierung
in ein jeweiliges Zielformat, durch eine geeignete Anpassung des
jeweiligen Softwaresystems erreicht werden soll. Die Erfindung verfolgt
damit das Ziel einer vollständig
integrierten Lösung.
Aus Anwendersicht präsentiert
sich das Softwaresystem unabhängig
von den verwendeten Datenformaten, also unabhängig sowohl vom systeminternen
Datenformat (Ursprungs- und/oder Zielformat) als auch vom jeweiligen
Metaformat, und der Zugriff auf die Daten, also z. B. deren Darstellung,
erfolgt stets auf die gleiche Art und Weise.
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Die
Erfindung eignet sich besonders für eine Anwendung bei der computergestützten Planung
und Realisierung industrieller Anlagen. Es kommen dabei heterogene
Softwaresysteme unterschiedlicher Hersteller zum Einsatz. Dies ist
schematisch vereinfacht in 7 dargestellt.
Für die
Planung einer industriellen Anlage werden z. B. andere Softwaresysteme
als für
die Planung der Leittechnik verwendet. Exemplarisch dargestellt
sind eine erste Datenbasis 18 mit CAE-Daten, also insbesondere
Planungsdaten, und eine zweite Datenbasis 18 mit ES-Daten,
also Daten für
ein so genanntes Engineeringsystem. Dennoch sollen aber die Planungsdaten
der Anlage von entsprechenden Softwarewerkzeugen für die Leittechnik (und
umgekehrt) übernommen
werden können,
um sie nicht noch einmal eingeben zu müssen. Dies erfordert eine definierte
Datenschnittstelle. Der Datenaustausch ist bei modernen Systemen
mittels eines Metaformats, insbesondere auf XML-Basis, geplant. Umgekehrt
sollten auch Änderungen
und Erweiterungen in den leittechnischen Daten von den Softwareplanungswerkzeugen übernommen
werden können.
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Die
von den Softwareplanungswerkzeugen (als Beispiel für eine erste
Softwareapplikation 12) zu übernehmenden Planungsdaten
können
gemäß der Erfindung
in gewohnter Art und Weise von den Engineering-Softwarewerkzeugen
(als Beispiel für
eine zweite Softwareapplikation 14) des Leittechniksystems
dargestellt werden, ohne vorher in das Datenformat des Leittechniksystems
konvertiert worden zu sein. In gleicher Art und Weise ist ein Datenaustausch
mit der vorliegenden Erfindung auch auf umgekehrtem Wege, also ein
Zugriff mit Planungstools auf Engineeringdaten, möglich.