DE10311055B3

DE10311055B3 - Verfahren und Anordnung zur Projektierung eines elektrischen Systems

Info

Publication number: DE10311055B3
Application number: DE10311055A
Authority: DE
Inventors: Hermann Winkler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2003-03-13
Filing date: 2003-03-13
Publication date: 2004-10-21
Anticipated expiration: 2023-03-14

Abstract

Die Erfindung besteht im Wesentlichen darin, dass durch Hinzunahme von zusätzlichen Informationen bei der Projektierung automatisch nur sinnvolle Kombinationen von Verschaltungen zugelassen werden. Die zusätzlichen Informationen werden beispielsweise in Form einer Realisierungsmatrix, die die zu verwendenden Anwendungsprogramme, Kanäle, Parameter, Kanaltypen und Zuordnungen zwischen Ein- und Ausgängen und Kommunikationsobjekten enthält, sowie einer Verbindungsmatrix, die Verbindungswahrscheinlichkeiten in Abhängigkeit zweier zu verbindender Kanäle enthält, erfasst. Auf der Basis dieser Matrizen werden mögliche und sinnvolle Verbindungen hergestellt bzw. dem Projektant angeboten. Auf diese Weise werden weitgehend automatisch Bausteine oder Funktionen der Topologie zugeordnet, Verbindungen zwischen unterschiedlichen Endknoten standardisiert gezogen und technische Bedeutungen den Verbindungen zugewiesen und damit Projektierungsfehler weitgehend vermieden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Projektierung eines elektrischen Systems, insbesondere die Projektierung von Gebäude- und Anlageninstallationen oder die Projektierung eines European Installation Bus (EIB), bei dem bzw. bei der beispielsweise Ein- und Ausgabeports von Bausteinen über Kommunikationsobjekte einander zuordenbar sind.
Diese Zuordnung ist bisher völlig dem Projektant überlassen, wodurch, bei der Fülle der prinzipiell möglichen Verbindungen, häufig ein relativ hoher Aufwand und eine Reihe von Projektierungsfehler entstehen.

Aus der Druckschrift DE 100 12 279 A1 ist ein System und Verfahren zum grafischen Verschalten von Elektroninstallationskomponenten bekannt, bei dem in einem Rechner mindestens eine Darstellung der Topografie des zu projektierenden Systems erzeugt wird, wobei zur Einzelprojektierung eines Raumes jeder Raum durch ein eigenes Fenster des Projektierungswerkzeuges dargestellt wird.

Aus der Druckschrift DE 199 26 206 A1 lässt sich ein Verfahren zur Projektierung bzw. Konfigurierung einer Fahrzeugelektrik entnehmen. Zur Unterstützung bei der Konfigurierung des elektrischen Systems in Form einer Fahrzeugelektrik enthält dieses Verfahren eine topologische Aufbereitung der Konfiguration sowie Konfigurationsvorschläge, die auf bisher am häufigsten gewählten Anordnungen basieren.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, ein Verfahren und eine Anordnung zur Projektierung eines elektrischen Systems anzugeben, bei dem bzw. der der Projektierungsaufwand bzw. die bei der Projektierung entstehenden Fehler verringert werden kann.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und hinsichtlich der Anordnung durch die Merkmale des Anspruchs 7 gelöst.

Die weiteren Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die Erfindung besteht im Wesentlichen darin, dass durch Hinzunahme von zusätzlichen Informationen automatisch nur sinnvolle Kombinationen von Verschaltungen zugelassen werden. Die zusätzlichen Informationen werden beispielsweise in Form einer Realisierungsmatrix, die die zu verwendenden Anwendungsprogramme, Kanäle, Parameter, Kanaltypen und Zuordnungen zwischen Ein- und Ausgängen und Kommunikationsobjekten enthält, sowie einer Verbindungsmatrix, die Verbindungswahrscheinlichkeiten in Abhängigkeit zweier zu verbindender Kanäle enthält, erfasst. Auf der Basis dieser Matrizen werden mögliche und sinnvolle Verbindungen hergestellt bzw. dem Projektant zur Auswahl angeboten. Auf diese Weise werden weitgehend automatisch Bausteine oder Funktionen der Topologie zugeordnet, Verbindungen zwischen unterschiedlichen Endknoten standardisiert gezogen und technische Bedeutungen den Verbindungen zugewiesen und damit Projektierungsfehler weitgehend vermieden.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt
1 ein Bildausschnitt einer zweiteiligen Ansicht zur Erläuterung der Verbindung von Kanälen,
2A und 2B Darstellungsformen einer Realisierungsmatrix,
3 ein Blockschaltbild eines Bauelements mit Ein- und Ausgängen bzw. Datenpunkten und
4 eine Verbindungsmatrix.
In 1 ist ein Ausschnitt einer Bildschirmdarstellung mit einem linken Bildteil A1 und einem rechten Bildteil A2 dargestellt, wobei beide Bildschirmteile beispielhaft die Topologie eines zu projektierenden Hauses in Form einer Verzeichnisstruktur wiedergeben. In der linken Darstellung sind auf der untersten gezeigten Darstellungsebene, also auf einer Ebene der Hardware-Bausteine und/oder Software-Bausteine und/oder Funktionen BF, Symbole für Taste A Taste D aufgelistet und im zweiten Bildschirm A2 auf der untersten dargestellten Ebene, nämlich der Ebene der zulässigen Kanäle ZCH, die zur Taste A bis Taste D gehörigen Kanäle Kanal A ... Kanal D. Diese Zuordnung ist durch einen Pfeil zwischen BF und. ZCH angedeutet. Der Projektant, verbindet also Kanäle und keine Kommunikationsobjekte, wobei eine Zuordnung zwischen Kommunikationsobjekten und sogenannten Gruppenadressen sowie eine Wahl des Kanaltyps automatisch erfolgt.
In 2A ist eine ausführliche Realisierungsmatrix R für einen Dimmerschalter gezeigt; wobei diese Matrix die zu verwendenden Anwendungsprogramme AP, Parameter P, Kanäle CH, Kanaltypen CHT sowie Datenpunktobjektzuordnungen DPM enthält. In der Matrix R werden also alle möglichen Kombinationen von Kanaltypen eines bestimmten Produkts, beispielsweise eines . Bausteins, das zu verwendende Anwendungsprogramm, Funktionsauswahlparameter und die Verbindungen der Kanaldatenpunkte mit den Kommunikationsobjekten angegeben.
In 2B ist für diesen Fall eine wesentlich kürzere faktorisierte Repräsentation der Realisierungsmatrix R dargestellt, wobei zunächst die Kanäle CH und dann erst die Parameter P unterschieden werden. In den meisten Fällen können die Kombinationen faktorisiert werden, da beispielsweise die Kanaltypen unabhängig voneinander gewählt werden können. Die Realisierungsmatrix R weist also dann nur Kanalanzahl mal Anzahl der Kanaltypen anstelle von Anzahl der Kanaltypen hoch Kanalanzahl Zeilen auf.
In 3 ist beispielhaft ein Blockdiagramm eines Kanals CH DA für einen Dimmeraktuator mit Datenpunkten OO und DC für die Eingänge des Dimmeraktuators gezeigt.
Ein Kanaltyp weist allgemein eine Identifikation, eine Liste von Datenpunkten, Angaben zur externen Eingabe und Ausgabe und Funktionsangaben auf.
Die Liste der Datenpunkte umfasst dabei eine Identifikation relativ zum Kanaltyp, Datenpunkttypzugriffsmechanismen, zum Beispiel Polling, Property Access oder Direct Memory Access, sowie Attribute, zum Beispiel In/Out, Visualisation, Central, usw.
In 4 ist eine Verbindungsmatrix V gezeigt, die in Abhängigkeit zweier zu verbindender Kanäle CH1 und CH2 angibt, ob diese Kanäle überhaupt verbindbar sind, oder mit welcher Priorität bzw. Wahrscheinlichkeit dies zu erfolgen hat. Die Verbindungsmatrix V besteht hier nur aus einer unteren Dreiecksmatrix mit null Elementen in der Diagonale von links oben nach links unten, da die obere Dreiecksmatrix der unteren Dreiecksmatrix entspricht und gleiche Kanäle nicht miteinander verbunden werden sollen. Die Kanäle, die mit einer höheren Wahrscheinlichkeit verbunden werden, erhalten in dieser Matrix an den entsprechenden Stellen eine höhere Gewichtung G, hier beispielsweise 10 im Vergleich zu einer anderen Verbindung, die nur eine Gewichtung von 5 aufweist.
Für jede Zelle der Verbindungsmatrix V die ungleich null ist, gibt es eine Regel, wie die Verbindung zu erfolgen hat. Hierzu sind folgende Grundfunktionen oder Methoden erforderlich:

– Erzeuge_eine_neue_Gruppenadresse
– Verbinde_einen_Datenpunkt_zu_einer_Gruppenadresse (DP, GA)
– Ist_ein_Datenpunkt_bereits_verbunden (DP).

Es können hierbei auch mehrere Kanäle eines bestimmten Typs gleichzeitig verbunden werden.
Für den Fall, dass ein zu verbindender Kanal bereits verbunden ist, hierbei zählen zentrale Gruppenadressen und Anzeigegruppenadressen nicht, wird eine Fehlermeldung erzeugt, sofern Datenpunkte auf mehr als einem Kanal bereits verbunden sind.
Wenn mehrere Kanäle eines Typs verbunden werden, kann eine benutzte Gruppenadresse wiederverwendet werden.
Die Verbindung der Kanäle geschieht dadurch, dass, in einem ersten Schritt, zunächst zulässige Kanaltypen bestimmt werden, dass, in einem zweiten Schritt, Verbindungen von Kanälen mit zulässigem Kanaltyp mit Hilfe der Verbindungsmatrix V ausgeführt werden und dass, in einem dritten Schritt, sofern die Schritte eins und zwei möglich waren, die noch nicht zugewiesenen verbundenen Kanäle die ausgewählten Kanaltypen zugeordnet bekommen.
Die Bestimmung der zulässigen Kanaltypen ZCH erfolgt dabei so, dass die Kanaltypen aller noch nicht bislang zugewiesenen Kanäle variiert werden und erlaubte Kombinationen mit Hilfe der Realisierungsmatrix R hinsichtlich der Bauelemente bzw. Funktionen und mit Hilfe der Verbindungsmatrix V hinsichtlich der Verbindbarkeit bzw. Verbindungswahrscheinlichkeit festgestellt werden. Falls hierbei mehrere Kanaltypen möglich sind, besteht eine Möglichkeit darin, den Kanaltyp mit der höchsten Wahrscheinlichkeit in der Verbindungsmatrix auszuwählen oder aber beispielsweise dem Projektant ein, beispielsweise nach den Wahrscheinlichkeiten geordnetes, Auswahlmenü anzubieten.
In ähnlicher Weise können auch Kanäle bereits vor Angabe von Bauelementen und Funktionen für sich projektiert werden. Auf dieser Basis werden dann Bauelemente bzw. Funktionen ausgewählt und die Kanäle den Bauelementen bzw. Funktionen zugeordnet, wobei dies durch die vordefinierten Kanäle rechnerunterstützt bzw. halbautomatisch erfolgen kann.
Auf der Basis dieser Kanalzuordnungen lässt sich auch eine Funktionsprojektierung durchführen, wobei ein Hilfsprogramm dem Projektant auf eine Angabe der Funktion und des Funktionsortes eine Auswahl zulässiger Kanäle anbietet und dann nach erfolgter Auswahl durch den Projektant, die Verbindungen zwischen den Kanälen herstellt.

Claims

Verfahren zur Projektierung eines elektrischen Systems, bei dem in einem Rechner mindestens eine Darstellung (A1) der Topologie des zu projektierenden Systems erzeugt wird, wobei diese mindestens eine Funktionsbeschreibung aufweist, bei dem Hardware-Bausteine und/oder Software-Bausteine und/oder Funktionen (BF) dieser Topologie in Form von Knoten zugeordnet werden, bei dem Verbindungen zwischen solchen Knoten nicht beliebig, sondern nur über zulässige Kanäle (ZCH) der Knoten gebildet werden, wobei jeweils mindestens zwei Kanäle unterschiedlichen Kanaltyps verbunden werden, und bei dem den Verbindungen Bedeutungen des elektrischen Systems zugewiesen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem mindestens jeweils zwei Kanäle derart verbunden werden, dass zunächst mindestens zwei noch unverbundene Kanäle gesucht werden, die einen zulässigen Kanaltyp aufweisen, dass eine wahrscheinlichste Verbindung zweier zulässiger Kanäle ermittelt wird und dass, sofern eine wahrscheinlichste Verbindung existiert, diesen beiden Kanälen die passenden zulässigen Kanaltypen zugewiesen werden.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem alle zulässigen Kanaltypen derart gesucht werden, dass die Kanaltypen aller noch nicht verbundenen Kanäle überprüft werden, ob diese hinsichtlich der Daten der Bausteine und/oder Funktionen selbst und hinsichtlich ihrer Verbindbarkeit zulässig sind.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Überprüfung der Zulässigkeit hinsichtlich der Daten der Bausteine und/oder Funktionen selbst mit Hilfe einer Realisierungsmatrix erfolgt, wobei die Realisierungsmatrix (R) für die Anwendungsprogramme (AP) aller Bausteine und/oder Funktionen Angaben über Kanäle (CH), Parameter (P), Kanaltypen (CHT) und Zuordnungen (DPM) von Baustein- oder Funktionsgrößen (OO, DC) zu Kommunikationsobjekten aufweist.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Überprüfung der Zulässigkeit hinsichtlich der Verbindbarkeit der Kanäle mit Hilfe einer Verbindungsmatrix (V) erfolgt, wobei die Verbindungsmatrix Verbindungswahrscheinlichkeiten (G) in Abhängigkeit zweier zu verbindender Kanäle (CH1, CH2) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Kanaltyp für einen der beiden jeweils zu verbindenden Kanäle dadurch bestimmt wird, dass, sofern mehrere Kanaltypen zulässig sind, aus allen zulässigen Kanaltypen derjenige für die wahrscheinlichste Verbindung ausgewählt wird.
Anordnung zur Projektierung eines elektrischen Systems, bei der ein Rechner derart vorhanden ist, dass mindestens eine Darstellung der Topologie des zu projektierenden Systems erzeugbar ist, wobei diese mindestens eine Funktionsbeschreibung aufweist, bei der erste Mittel derart vorhanden sind, dass Hardware-Bausteine und/oder Software-Bausteine und/oder Funktionen dieser Topologie in Form von Knoten zuordenbar sind, bei der zweite Mittel derart vorhanden sind, dass Verbindungen zwischen solchen Knoten nicht beliebig, sondern nur über zulässige Kanäle der Knoten bildbar sind, wobei jeweils mindestens zwei Kanäle unterschiedlichen Kanaltyps verbindbar sind, und bei der dritte Mittel derart vorhanden sind, dass den Verbindungen Bedeutungen des elektrischen Systems zuzuweisen sind.