DE102008002785A1

DE102008002785A1 - Event-Router-Scheduler-Modul für die eventbasierte Verbindung und Synchronisation funktioneller Module in serviceorientierten Komponenten, Geräten und unterstützenden Anwendungen

Info

Publication number: DE102008002785A1
Application number: DE102008002785A
Authority: DE
Inventors: Joao Marco Mendes; José Eduardo de Sousa; Axel Bepperling; Armando Walter Dr.-Ing. Colombo
Original assignee: Schneider Electric Automation GmbH
Current assignee: Schneider Electric Automation GmbH
Priority date: 2008-02-29
Filing date: 2008-02-29
Publication date: 2009-10-15
Also published as: EP2250557A1; JP2011513822A; CN102265260A; WO2009106638A1; CN102265260B; US20110055849A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung einer Interaktion zwischen Modulen wie Kommunikations-Modul (KOM-MOD), Steuerungs-Modul (LC-MOD), Geräte-Interface-Modul (GI-MOD) einer service-orientierten Komponente (SOK). Um die Interaktion zwischen Modulen bei unterschiedlichen und konkurrierenden Prozessen zu vereinfachen, wird vorgeschlagen, dass die Interaktion zwischen den Modulen (KOM-MOD; LC-MOD; GI-MOD) Ereignis-basierend erfolgt, wobei die Module (KOM-MOD; LC-MOD; GI-MOD) über ein Ereignis-Ablauf-Steuerungs-Modul (EAS-MOD) zur Bereitstellung einer Ereignis-Ablauf-Steuerung zur ereignis-basierten Verbindung und Synchronisation der Module (KOM-MOD; LC-MOD; GI-MOD) gekoppelt sind.

Description

Kontext
Die Idee beschreibt ein Event-Router-Scheduler-Modul zur Integration in modulare serviceorientierte Komponenten (z. B. Unterstützung von verteilten Geräten), Bereitstellung eines Rahmens für die Interkommunikation der funktionalen Module die die Komponente bilden. Die Anwendbarkeit ist fokussiert auf Automationssteuergeräte für Fertigungsstätten und unterstützende Softwareanwendungen.
Beschreibung der Idee
Die einzige Figur zeigt eine serviceorientierte Komponente K ist eine modulare Struktur, die sich aus verschiedenen funktionalen Modulen IC-MOD, GI-MOD, KOM-MOD zusammensetzt, einschließlich des zentralen Event-Router-Schedulers-Moduls ERS-MOD und des benötigten serviceorientierten Kommunikationsmoduls KOM-MOD, mit der Fähigkeit, die Kommunikation mit anderen Komponenten zu ermöglichen.
Da die Komponente K eine multithreadingfähige Umgebung ist und Datenschutz benötigt, muss für diese Aufgaben ein Mechanismus vorhanden sein, der den einzelnen Modulen eine Interaktionsumgebung bietet.
Das Event-Router-Scheduler-Modul ERS-MOD ist ein Event-Handler für Echtzeitarbeitsmodule derselben Anwendung (siehe 1). Es ist wie das zentrale Stück eines einfachen Puzzles, wobei die Teile die verschiedenen Softwaremodule desselben Programms sind. Größenteils wird beabsichtigt, die Kommunikation zwischen Modulen während anderer Aktivität („on the fly”) zu handhaben, dies bedeutet, dass jedes Modul Events senden und von allen anderen empfangen kann, ohne sich um Synchronisation, Informationsverlust, Datenüberschreibung und anderes kümmern zu müssen.
Eine Komponente wird dem entsprechenden Gerät oder Softwareanwendung eingesetzt, nachdem die nötigen Module verbunden wurden. In der Figur besteht die Komponente aus zwei benötigten Modulen, dem Event-Router-Scheduler-Modul ERS-MOD und dem Kommunikations-Modul KOM-MOD, aber auch aus einem Geräteschnittstellenmodul GI-MOD, das fähig ist, Informationen von dem I/O des zugehörigen Moduls zu lesen bzw. an den I/O zu schreiben.
Der Ansatz wird beschrieben, damit die Kommunikation von Automatisierungssteuerungs-Komponentenmodulen nur bei Events erfolgt, was bei der Steuerung der Echtzeitsynchronisation dieser Module und Datenüberschreibungsschutz hilft. Somit wird jedes Modul unabhängig, aber komplementär. Der Ansatz gestattet den Entwicklern jedes Modul unabhängig zu programmieren, und einfach zu wissen, wie die empfangene Information zu verarbeiten ist.
Wird die Steuerungskomponente aus mehreren Modulen gebildet, die asynchron agieren und verschiedene Prozesse und/oder Threads verwenden können, wird ein spezielles Modul benötigt, um alle Module miteinander zu verbinden und Datennebenläufigkeit (data concurrency) zu wahren. Zu diesem Zweck ist das Herz des Puzzles das Event-Router-Scheduler-Modul ERS-MOD, das die folgenden Hauptmerkmale zur Verfügung stellt:

– Gestattet Eventübertragung zwischen jedem Modul, was es einem komplexen Kommunikationsmechanismus ermöglicht, einfache Basisfunktionen zu benutzen;
– Gemeinsamer Eventrouting-/-schedulingmechanismus für integrierte Funktionalitätsmodule;
– Priorisierte Puffer für Events bei Auftreten von hohem Eventverkehr;
– Thread-Management und Datenschutzeinrichtungen;
– Allgemeines Interface, um verschiedene Modultypen anzuschließen.

Anwendungsgebiete
Das Event-Router-Scheduler-Modul MOD kann in jeder Softwarekomponente angewandt und integriert werden, die auf der modularen und funktionalen Architektur basiert. Auf mehrere Anwendungsgebiete wird hingewiesen:

– Funktionale Struktur für serviceorientierte integrierte Geräte.
– Entwicklungstools, die den Zugriff auf serviceorientierte Geräte automatisieren und deren interne Architektur diese Konzepte einschließt.
– Entwicklung virtueller Softwarekomponente zur Umgebungssimulation.
– Überwachung von Tools und Komponenten, die Informationen von anderen Komponenten sammeln.
– Unterstützung der Entwicklung von Softwareagent und Multi-Agentensystemen.

Durch diese Idee erlangter Vorteil
Echtzeitanwendungen werden von Tag zu Tag komplexer. Speziell Maschinensteuerungsanwendungen werden zur Handhabung elektronischer Komponente geschaffen, um Informationen an einen Supervisor-PC zu senden, um mit anderen Steuerungen zu kommunizieren und so weiter. Den gesamten Informationsfluss zu managen kann sehr komplex sein, und die industrielle Automatisierung sieht keinen Platz für Fehler, langjährige Entwicklungen oder häufige Maschinenumprogrammierung vor.
Die folgenden Themen fassen die anfänglichen Vorteile einer Anwendung der Idee zusammen:

– Interner eventgesteuerter Architekturrahmen, zur Verfügung gestellt durch den Event-Router-Scheduler, der den Informationsfluss für miteinander verbundene funktionale Module managt.
– Einfachere funktionale Moduldefinition/-trennung und Integration in die Komponente durch Verwendung des zentralen Event-Router-Schedulers.
– Jedes Modul kann unabhängig programmiert werden. Das bedeutet, dass es möglich ist, Module zu entfernen, ersetzen, upzugraden oder neue hinzuzufügen, nur prüfen, wie Informationen gesendet und gelesen werden.
– Support für individuell gefertigte funktionale Module zu jedem Zweck.

Claims

Verfahren zur Steuerung einer Interaktion zwischen Modulen wie Kommunikations-Modul (KOM-MOD), Steuerungs-Modul (LC-MOD), Geräte-Interface-Modul (GI-MOD) einer service-orientierten Komponente (SOK), dadurch gekennzeichnet, dass die Interaktion zwischen den Modulen (KOM-MOD; LC-MOD; GI-MOD) ereignis-basierend erfolgt, wobei die Module (KOM-MOD; LC-MOD; GI-MOD) über ein Ereignis-Ablauf-Steuerungs-Modul (EAS-MOD) zur Bereitstellung einer Ereignis-Ablauf-Steuerung zur ereignis-basierten Verbindung und Synchronisation der Module (KOM-MOD; LC-MOD; GI-MOD) gekoppelt sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ereignis-basierte Interaktion unabhängig von einer Synchronisation zwischen den Modulen (KOM-MOD; LC-MOD; GI-MOD) sowie unabhängig von Informationsverlust und Datenüberschreibung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Module (KOM-MOD; LC-MOD; GI-MOD) miteinander gekoppelt und anschließend in die service-orientierte Komponente (SOK) wie Automatisierungsgerät oder Software eingesetzt werden.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ereignis-Nachrichten entsprechend ihrer Priorität in einem Speicher zwischengespeichert werden.
Service-orientierte Hard- und/oder Software-Komponente (SOK) wie Automatisierungsgerät oder Softwareanwendung mit modularer Struktur, umfassend zumindest ein service-orientiertes Kommunikations-Modul (KOM-MOD), ein Steuerungs-Modul (LC-MOD) sowie eine Geräte-Interface-Modul (GI-MOD), dadurch gekennzeichnet, dass die Service-orientierte Komponente (SOK) ein Ereignis-Ablauf-Steuerungs-Modul (EAS-MOD) aufweist, welches einen Framework zur Bereitstellung eines Ereignis-Ablauf-Steuerungsmechanismus zur ereignis-basierten Verbindung und Synchronisation der Module (KOM-MOD; LC-MOD; GI-MOD) aufweist.
Service-orientierte Komponente nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die service-orientierte Komponente (SOK) Multi-threading-Fähigkeiten aufweist.
Service-orientierte Komponente nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Module (KOM-MOD; LC-MOD; GI-MOD) Softwaremodule desselben Programms sind.
Service-orientierte Komponente nach einem der Ansprüche 5–7, dadurch gekennzeichnet, dass die service-orientierte Komponente (SOK) einen piroritäts-basierten Speicher für mit Priorität versehene Ereignis-Nachrichten aufweist.
Softwarekomponente mit einem Computerprogramm, das Softwaremittel zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–8 aufweist, wenn die Softwarekomponente in einem Automatisierungsgerät ausgeführt wird.