DE19806297B4

DE19806297B4 - Verfahren zum Errichten einer Kommunikationsstruktur in einem verteilten Meß- und Steuersystem

Info

Publication number: DE19806297B4
Application number: DE19806297A
Authority: DE
Inventors: John C. Palo Alto Eidson
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 1997-03-18
Filing date: 1998-02-16
Publication date: 2007-01-04
Anticipated expiration: 2018-02-17
Also published as: JPH10308989A; US5978753A; DE19806297A1

Abstract

Verfahren zum Errichten von Kommunikationsstrukturen in einem verteilten Meß- und Steuersystem (10) mit einer Mehrzahl von Systemknoten (14_x) und einem Netz (16), über das jeder der Systemknoten (14_x) kommuniziert, wobei jeder Systemknoten (14_x) einen Betriebswandler (20) und einen Kontextparameterwandler (9) umfaßt, wobei der Betriebswandler (20) Spezifikationsdaten für ein jeweiliges Meßsystem liefert, und wobei der Kontextparameterwandler (9) relevante Kontextparameter liefert, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:
basierend auf dem Aufbau des verteilten Meß- und Steuersystems (10), Erfassen eines vorbestimmten Satzes von abstrakten Kontextparametern und von logischen Bindungsbegrenzungen, um eine Spezifikation (40) zu erzeugen;
verteilen der Spezifikation (40) an alle in der Spezifikation (40) angegebenen Systemknoten (14_x);
basierend auf der Spezifikation (40), Erfassen der konkreten Kontextparameter an jedem angegebenen Systemknoten (14_x) durch den jeweiligen Kontextparameterwandler (9); und
an jedem angegebenen Systemknoten (14_x), Binden der konkreten Kontextparameter an den Systemknoten (14_x) gemäß der logischen Bindungsbegrenzung aus der Spezifikation...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Meß- und Steuersysteme. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf das Gebiet der automatischen Konfigurierung von intelligenten Sensoren und Stellgliedern, die in Meß- und Steuersystemen verwendet werden, und hier insbesondere auf ein Verfahren zum Errichten einer Kommunikationsstruktur in einem verteilten Meß- und Steuersystem

Viele Meß- und Steueranwendungen werden gelöst, indem eine zentrale Steuerung in Verbindung mit entfernt positionierten Sensoren oder Stellgliedern verwendet wird. In der Vergangenheit waren diese Wandler mit der zentralen Steuerung über eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung verbunden, welche entweder eine Analogschleife, z. B. eine 4–20 ma-Schleife, oder eine Digitalverbindung, wie z. B. eine RS-232, war. In jüngster Zeit kam eine Anzahl von "Feldbussen" auf, die es ermöglichen, daß diese Geräte einen Paket-basierten Bus oder ein Netz zur Kommunikation mit der zentralen Steuerung gemeinsam verwenden. Prinzipiell erlauben diese Netze ebenfalls eine Kommunikation von gleich zu gleich, wobei ein intelligentes Gerät direkt mit einem anderen kommuniziert. Diese Netze ermöglichen die Kommunikationsmuster über diese gemeinsam verwendeten Medien unter Verwendung von Adressierungsschemen, wobei ein solches Verfahren als "Binden" bekannt ist.

Das Bindungsverfahren modifiziert Konfigurationstabellen in einer oder mehreren Computerkomponenten (Systemknoten), derart, daß Informationspakete, die durch eine Anwendung, die in einem Knoten ausgeführt wird (eine Knotenanwendung) auf dem Netz plaziert werden, von anderen Anwendungen korrekt empfangen werden. Die meisten Systeme verwenden eine Tag-basierte (Tag = Etikette) Architektur zum Binden, wobei jeder für das Netz sichtbaren Entität, die durch diese Knotenanwendungen erzeugt wird, ein eindeutiger Namen gegeben wird. Das Binden tritt auf, indem die Tags der Sende- und Emp fangsentität korrekt zugeordnet werden, und indem diese Zuordnungen auf das Adressenschema des zugrunde liegenden Netzprotokolls abgebildet werden. Die meisten Netzanbieter haben Installationswerkzeuge, die verwendet werden, um dieses Binden zu erreichen. Die Installationswerkzeugmethodologie hängt davon ab, ob das Binden zum Entwicklungszeitpunkt, zum Übergabezeitpunkt oder dynamisch auftritt, wenn die Komponenten ersetzt werden, oder wenn das System modifiziert wird.

Mit Ausnahme von Systemen, bei denen die Bindungen zum Entwurfszeitpunkt auftreten, greifen diese Netzwerke auf das Netzwerk typischerweise von einem getrennten Computer zu, und dieselbe greifen individuell auf die verteilten Knoten zu, um Identifikationszwecke auszuführen. Zumindest wird die bereits in der Fabrik eingebrachte eindeutige Adresse (UUID) jedes Knotens bestimmt, derart, daß die Werkzeuge mit dem Gerät kommunizieren können, um die Adressentabellen zu modifizieren. Auf der Feldebene werden die Werkzeuge in Lap-Top-Computern oder speziellen tragbaren Geräten oft in Verbindung mit einer einfachen physischen Schnittstelle, z. B. einem Knopf auf der entfernten Komponente, implementiert. Wenn der Knoten auf einen Computer bezogen ist, dann sind die Werkzeuge oft Teil einer getrennten Benutzerschnittstelle, die in dem Prozessor resident ist.

In allen Fällen erfordert das Bindungsverfahren spezifische Entwurfsinformationen über die globale Anwendungen, welche die Kommunikation unter den Anwendung bestimmt, die auf dem verteilten Knoten ausgeführt werden. Für eine anfängliche Installation betrifft dies typischerweise einen manuellen Eintrag, und dies erfordert oft, daß diese Informationen und resultierenden Bindungen in einer Form gehalten werden, auf die von Werkzeugen dann zugegriffen werden kann, wenn Systemmodifikationen notwendig sind. Die Werkzeuge (Tools) erfordern typischerweise Benutzer, die computerkundig sind und ein detailliertes Verständnis der Anwendung besitzen.

Für verteilte Meß- und Steuersysteme betreffen viele anwendungsspezifischen Details zum Binden die Identifikation von spezifischen Wandlern, d. h. Sensoren und Stellgliedern, mit einem bestimmten Aspekt der physischen Welt. Um dies darzustellen, muß das System wissen, welcher Drucksensor den Druck des Boilers 1 mißt, im Gegensatz zu einem anderen Punkt in dem System. Da der Druck des Boilers 1 an verschiedenen Punkten in dem System interessant ist, müssen die Informationen systemweit konsistent sein. Große Systeme sind oft hierarchisch. Als Ergebnis wird das Bindungsverfahren auf verschiedenen Ebenen des Systems mit unterschiedlichen Namensschemen wiederholt. Wieder müssen die Installierer die Namen über diese Grenzen hinweg korrekt in Übereinstimmung bringen, derart, daß an allen interessierenden Punkten der Druck des Boilers 1 eindeutig identifiziert ist. Zusätzlich müssen verteilte Systeme Kommunikationsstrukturen unter Sammlungen von Knotenanwendungen (virtuellen Knotenanwendungen) errichten, die sich zusammen gesehen als größere Anwendung verhalten. Wie eine einzige Anwendung können Sammlungen Hierarchien oder andere Strukturen bilden, die ein Bindungsverfahren benötigen.

Die US 5,586,305 A beschreibt ein verteiltes, anpaßbares Meßnetzwerk, welches flexible Sensor- und Aktor-Knoten aufweist und eine Vielzahl von Einzelmessungen durchführt, wie beispielsweise Messungen bezüglich der Temperatur, des pH-Wertes, der Dichte, der Geschwindigkeit, etc. Das Netzwerk kann ansprechend auf diese Messungen große physikalische Prozesse steuern. Der flexible Sensor- oder Aktor-Knoten verwendet austauschbare, gemeinsam verwendbare Kernmodule, wobei jedes gemeinsame Kernmodul eine gemeinsame Beschreibung für die Datenkonfiguration und für die Steuerung der Messung verwendet. Obwohl viele physikalische Variablen betroffen sein können, wird jede dieser Variablen auf die gleiche Art gesteuert. Ein Wandlermodul wählt die physikalische Variable aus, gegenüber der das gemeinsame Kernmodul empfindlich ist und bestimmt ferner, ob es sich um einen Sensor oder einen Aktor handelt.

Die US 4,658,370 A beschreibt ein Werkzeug zur Verwaltung von Wissen, welches einen Computer umfaßt, der ein Programm speichert und ferner einen Speicher aufweist, um eine Wissensdatenbank zu speichern. Die Wissensdatenbank umfaßt tatsächliches Wissen und Beurteilungswissen, wobei letztes Beurteilungsregeln aufweist, welche Vorgaben umfassen, um die Bedingungen zu beschränken, gemäß denen die Regeln angewendet werden. Das tatsächliche Wissen umfaßt Definitionen von Attributen, die bestimmte Werte annehmen können. Die Beurteilungsregeln umfassen ferner Regeln mit Vorgaben, die sich auf diese Attribute beziehen, sowie Regeln, die auf Werte für diese Attribute schließen lassen. Ferner umfaßt das Werkzeug eine Einrichtung zur Ausführung einer eingebauten Steuerungsprozedur, wobei die Prozedur eine Interpretation der Wissensbank ermöglicht, die Regeln aufruft und verketten kann, und eine Suche innerhalb der Datenbank beenden kann. Die Wissensdatenbank umfaßt ferner Steuerungswissen, das bereitgestellt wird, um die eingebaute Steuerungsprozedur zu modifizieren. Ferner ist ein Sprachübersetzter vorgesehen, um das Steuerungswissen auszuführen, um die eingebaute Steuerungsprozedur zu modifizieren, wodurch das Steuerungswissen getrennt von dem Tatsachenwissen und dem Beurteilungswissen an anderen Positionen innerhalb der Datenbank enthalten sein kann.

Die US 5,717,614 beschreibt ein System und ein Verfahren zum Handhaben von Ereignissen in einem Meßsystem, welches ein Computersystem, eines oder mehrere Meßgeräte, die mit dem Computersystem verbunden sind, und eines oder mehrere Betriebsmittel, die in dem Computersystem zur Steuerung von Funktionen der Meßgeräte enthalten sind, umfaßt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zum Errichten einer Kommunikationsstruktur in einem verteilten Meß- und Steuersystem zu schaffen, welches minimale manuelle Einträge bei der Installation erfordern.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.

Das Verfahren und die Architektur errichten Kommunikationsstrukturen unter Anwendungen einzeln und zusammen in einem System von verteilten Komponenten mit minimalen manuellen Einträgen bei der Installation. Zusätzlich sind diese Systeme einfach zu modifizieren, wenn Komponenten ersetzt werden müssen, da diese Techniken das Einrichten von Bindungen vereinfachen, die neue oder entfernte Komponenten des Systems wiederspiegeln.

Für alle Anwendungen besteht das wesentliche des Bindungsverfahrens darin, Namen für jede sichtbare Entität zu erzeugen, um die Beziehung dieser Entität auf die Anwendung in der realen Welt wiederzuspiegeln. Diese Namen werden in einer von Menschen lesbaren Form beschrieben und auf effizientere eindeutige maschinenlesbare eindeutige Identifizierer abgebildet. Das Erzeugen von logisch unterschiedlichen anwendungsbezogenen Namen wird durch diese Erfindung gefördert.

Bei dieser Architektur werden die unterschiedlichen Namen, z. B. Boiler_1_Druck, durch eine Sammlung von Attributen, welche "Kontextparameter" genannt werden, ersetzt, die zusammen dieselbe logische Beziehung mit der Anwendung der realen Welt spezifizieren. Kontextparameter können den Namen, eine Position, Einheiten, Gruppen- oder Betriebsparameter und die Zeit umfassen. Die Knotenanwendungen legen anwendungsspezifische Begrenzungen bezüglich der Kontextparameter an, um eine eindeutige logische Bindungsfeststellung zu beschreiben, die auf logische Art und Weise nur die erwünschte Beziehung zu der physischen Welt zuläßt, wobei diese Begrenzungs-basierten Spezifikationen als Basis zum Errichten der Kommunikationsstrukturen verwendet werden.

Die Systemknoten umfassen Prozeduren, die es ermöglichen, daß die Knotenanwendungen auf die Kontextparameter zugreifen. Da die Parameter einen Aspekt der Beziehung der Anwendung auf die physische Welt wiedergeben, müssen die Prozeduren eine Meßfähigkeit besitzen, z. B. Wandler, die für die Betriebsaspekte der Anwendung verwendet werden. Die Prozeduren sollten so viele Kontextparameter wie nötig und praktisch umfassen, um manuelle Einträge während des Bindungsverfahrens zu reduzieren, wobei Kontextparameter beispielsweise die physische Position der Komponente, Merkmale der Wandlermessungen, die dieser Komponente zugeordnet sind, die lokale Zeit, die Werte der gemessenen Eigenschaften der phy sischen Welt, UUIDs, usw., umfassen können.

Eine korrekte Auswahl der Kontextparameter und der Begrenzungen erlauben eine Anwendungsspezifizität, ohne die extensive Verwendung von ad-hoc-anwendungsspezifischen Namen. Statt ad-hoc-Namen werden die meisten Kontextparameter Standardbereichsdefinitionen, z. B. GPS-Koordinaten, oder Anwendungsbereichs-Standarddefinitionen oder Namen, wie z. B. "Differenzdruck", benutzen.

Das Bindungsverfahren besteht darin, daß der Knoten die erwünschten Kontextparameter erfaßt. Systementwickler können Informationen mit diesen Werten etikettieren, die alle Empfänger als Basis verwenden können, um basierend auf denselben anwendungsdefinierten Begrenzungen auf flexible Art und Weise Informationen auswählen zu können. Alternativ kann der Erfassungsknoten eine UUID erzeugen, die das logische Äquivalent für die Anwendung der Begrenzungen auf Kontextparameter darstellt. Dieses Paaren von Kontextparametern und einer erzeugten UUID wird dann unter allen potentiell interessierten Knotenanwendungen gemeinsam verwendet. Nach dem Binden können die Daten basierend auf der UUID identifiziert werden. Das Bindungsverfahren für Sammlungen tritt auf ähnliche Art und Weise auf. Begrenzungen werden definiert, die, wenn sie auf die Kontextparameter angewendet werden, die durch mögliche Mitglieder der Sammlung erfaßt werden, die Sammlung logisch definieren, z. B. alle Knoten, die Pascal-Einheiten (Druckeinheiten) messen, die miteinander über das Netz kommunizieren, ohne über irgendwelche Router gehen zu müssen.

Eine Knotenanwendung tritt beim Hochfahren oder "Neustarten" der Komponente in einen Initialisierungszustand ein. Nach der Initialisierung wird ein Code ausgeführt, und die Knotenanwendung tritt in den Betriebszustand ein. Die Knotenanwendung fährt in dem Betriebszustand fort, bis eine "Ausgang"-Prozedur eingeleitet wird, wobei an diesem Punkt in den Beendungszustand eingetreten wird. Der Beendungszustand erlaubt es einer Knotenanwendung, auf systematische Art und Weise Betriebsmittel oder Ressourcen in eine geeignete Situation zu bringen, bevor die Ausführung beendet wird. Der Beendungszustand kann ebenfalls verwendet werden, um Bindungssituationen in dem System zu modifizieren.

Das Bindungsverfahren wird normalerweise während der Initialisierungsphase ausgeführt. Wenn das System eine dynamische Modifikation zuläßt, kann das Bindungsverfahren in einem bestimmten Teilsatz der Knoten während der Ausführungsphase wiederholt werden. Ein dynamisches Binden wird ohne weiteres unter Verwendung der Kontextparameter als die Etikette anstatt der UUID implementiert, da kein Bedarf nach einer zusätzlichen Kommunikationsmeldung besteht, die erforderlich ist, um die UUID-Kontextparameterbindung gemeinsam zu verwenden.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen detaillierter erläutert. Es zeigen:
1 ein typisches verteiltes Meß- und Steuersystem;
2 ein Zustandsdiagramm, das einer Knotenanwendung zugeordnet ist;
3 einen typischen Knoten, der eine Beispieleinrichtung zum Erfassen von Kontextparametern umfaßt;
4 die "Kontextparametererfassungs"-Phase des Bindungsverfahrens;
5 die Option zum direkten Verwenden der Kontextparameter als die Informationstag; und
6 die Option zum Verwenden einer UUID in Kombination mit den Kontextparametern als die Informationstag.
1 stellt ein typisches verteiltes System 10 dar. Dieses System besteht aus einer oder mehreren Komponenten 12_n , wobei jede eine oder mehrere Knotenanwendungen 14_x ausführt. Typische Systeme können optional eine Virtuellknotenanwendung 14A umfassen, die ein gemeinsames Verhalten unter Knotenanwendungen 14₁ , 14₂ und 14₃ beschreibt. Der tatsächliche Code oder die Ausführung der Virtuellknotenanwendung 14A findet als Teil irgendeiner oder aller Bestandteilknotenanwendungen statt, und die Verteilung kann zeitlich variieren. Jede Knotenanwendung 14_x kommuniziert über die Infrastruktur der unterstützenden Komponente über ein Netz 16. Für die Komponenten 12₁ und 12₂ ist die Kommunikation über das gesamte Netz über einen intelligenten Netzknoten ("Hub") 18 implementiert. Alternativ kann eine Knotenanwendung 14_x einen zugeordneten Wandler 20_y haben, der eine bestimmte Quantität der physischen Welt entweder mißt oder verändert.
Eine Gesamtanwendung, die auf diesem System läuft, verwendet die Informationen, die von jeder Knotenanwendung erzeugt oder konsumiert werden, um die beabsichtigte Funktion der realen Welt, wie z. B. das Steuern oder Überwachen einer Serie von Boilern, auszuführen. Das Bindungsverfahren besteht im Erzeugen von Taginformationen, die diese Daten auf korrekte Art und Weise in ihrer Beziehung auf die physische Welt identifizieren. Wenn die Virtuellknotenanwendung 14A beispielsweise die Kraft an der Komponente 12₂ wissen muß, muß das Installationsverfahren sicherstellen, daß die Daten von den Komponenten 12₂ und 12₅ unterschieden werden können.
2 stellt das Gesamtverhalten jeder Knotenanwendung bezugnehmend auf dieses Bindungsverfahren dar. Eine typische Knotenanwendung 14_x läuft durch drei Hauptzustände: die Initialisierung 30A, der Betriebszustand 30B und der Beendungszustand 30C, wobei die Übergänge 32A, 32B zwischen den Zuständen vorhanden sind. Beim Hochfahren oder Neustarten der betreffenden Komponente tritt die Knotenanwendung 14_x in den Initialisierungszustand 30A ein. Während der Initialisierung führt die Knotenanwendung 14_x das Bindungsverfahren zusätz lich zu anderen Initialisierungsfunktionen aus. Bei Vollendung des Initialisierungszustands 30A geht die Knotenanwendung 14_x in den Betriebszustand 30B über den Übergang 32A über. Der Betriebszustand 30B ist der Normalbetriebszustand der Knotenanwendung 14_x , in dem die Knotenanwendung mit anderen Knotenanwendungen zusammenarbeitet, um die insgesamt entwickelte Systemfunktionalität zu erreichen. Wenn das System entworfen ist, um verschiedene Variationen zuzulassen, welche ein Neubinden während der Betriebsphase erfordern, wird der relevante Abschnitt des Bindungsverfahrens entsprechend den Anforderungen wiederholt. Am Ende des Betriebs- oder Laufzustands geht die Knotenanwendung 14_x in den Beendungszustand 30C über den Übergang 32B über. In dem Beendungszustand 30C kann die Knotenanwendung 14_x anderen Knotenanwendungen mitteilen, daß sie das System verläßt, d. h. daß sie die sichtbaren Abschnitte der Knotenanwendung 14_x "entfernt" oder die entsprechenden Bindungen auflöst.
Der anfängliche Schritt des Bindungsverfahrens besteht in der Erfassung der relevanten Kontextparameter. 3 stellt den Aufbau von Knoten in der Architektur dieser Erfindung dar, welche erlaubt, daß dies durchgeführt wird. Es ist eine typische Komponente 12_n gezeigt, die eine Knotenanwendung 14_x enthält, welche einen zugeordneten Wandler 20 haben kann, und welche mit dem Rest des Systems über das Netz 16 kommuniziert. Zusätzlich hat jede Knotenanwendung 14_x Zugriff auf die nötigen Kontextparameterwandler 9, die verwendet werden, um die relevanten Kontextparameter zu erfassen. Somit hat jeder Knoten potentiell drei getrennte Mechanismen zum Erfassen der relevanten Merkmale der Umgebung, welche benötigt werden, um die Bindungsspezifikation zu erfüllen: die Kontextparameterwandler 9, die Betriebswandler 20 und das Netz. Diese drei Mechanismen liefern unterschiedliche Datenebenen.
Die Betriebswandler 20 liefern Spezifikationsdaten, welche den Betriebszweck des Geräts, z. B. die Meßeinheiten, sowie Werte definieren, die von der physischen Welt im Falle von Sensoren abgeleitet werden. Die Daten, die sich auf das Gerät beziehen, können unter Verwendung von elektronischen Arbeitsblattverfahren, wie sie beispielsweise in dem IEEE-Draft-Standard 1451.2 spezifiziert sind, definiert werden.
Das Netz 16 erlaubt den Empfang von Spezifikationen von anderen Geräten und die Fähigkeit, bestimmte Aspekte der Kommunikationstopologie zu bestimmen, welche verwendet werden können, um die Struktur des Gesamtsystems zu definieren. Wenn beispielsweise bezugnehmend auf 1 der intelligente Netzknoten 18 nicht alle Nachrichten mit bestimmten Parametern zu der höheren Ebene des Systems 10 leitet, dann können die Knotenanwendungen in den Komponenten 12₁ und 12₂ auf dieser Basis die Mitglieder der Virtuellknotenanwendung 14A bestimmen und die Bindungsdaten austauschen, um eine Virtuellknotenanwendung 14A zu errichten. Ohne die Verwendung der intelligenten Schnittstelle könnte eine bestimmte andere Spezifikation für "14A" verwendet werden, wie z. B. alle Knoten, die zwischen X = 0 und X = 3 positioniert sind, könnten verwendet werden. In jedem Fall verwendet der Anwendungsentwickler diese Daten, um "14A" von einer bestimmten ähnlichen Anwendung zu unterscheiden, die bezüglich eines anderen Aspekts der physischen Welt arbeitet. Die intelligenten Schnittstellen können übliche Schnittstellen mit einer Time-To-Live (Lebenszeit) von 0 unter Verwendung einer Multicastkommunikation in einem Ethernet-basierten Netz sein. Alternativ könnte der Netzknoten oder Router bestimmte andere Kopfinformationen in den Nachrichten herausnehmen, welche verwendet werden sollen, um eine Bindung zu errichten.
Die Kontextparameterwandler 9 erfassen die restlichen Daten, die zum Binden benötigt werden, die nicht von den zwei anderen Quellen verfügbar sind. Dieser Zugriff findet über die üblichen I/O-Strukturen für typische Mikroprozessoren statt. Das Wesen dieser Wandler variiert von der Anwendung 14_x zur Anwendung 14_x . In vielen Anwendungen erfordert das Binden eine Spezifikation der physischen Position, die einem Knoten oder einer Sammlung zugeordnet ist. Somit mißt ein gemeinsamer Kontextparameterwandler die physische Position in einer Anwendungs-bedeutungsvollen Art und Weise, z. B. für eine Kontextüberwachungsanwendung mißt ein GPS-basierter Wandler die Länge, Breite und Höhe. Bei einer Gebäudesteuerungsanwendung kann die Position unter Verwendung folgender Einrichtungen gemessen werden:

– Akustikgeräten, die mit Baken an bekannten Positionen innerhalb eines Raums interagieren;
– Akustik- oder Optikgeräten, die codierte Sendungen empfangen, die auf die definierten Räume begrenzt sind, und die sich von Raum zu Raum unterscheiden. Diese Geräte können passive Technologien, wie z. B. den Empfang von rundfunkmäßig abgestrahlten Informationen, oder aktive Technologien, wie z. B. Strichcodelesegeräte, verwenden.
– ähnlichen Techniken, die für Fachleute auf dem Gebiet des Messens einer Position offensichtlich sind.

In Prozeßsituationen können die Bindungstechniken in Verbindung mit feiner aufgelösten Informationen, z. B. codierten Meßköpfen, die abgefragt werden können, verwendet werden.
4 stellt ein Verfahren zum Erfassen der Kontextparameter für das in 1 gezeigte System dar. Der Kontextparameterwandler 9 mißt die Position bezüglich jeder Komponente 12_n entlang einer bestimmten Dimension "X". Für jede Knotenanwendung 14_x sind die Kontextparameterwerte 9A (siehe 4) gezeigt, die für diese Beispielanwendung 14_x bestimmt sind. Das elektronische Datenarbeitsblatt des zugeordneten Betriebswandlers wird verwendet, um die "Einheiten" zu bestimmen. Die Kommunikationstopologie, die den intelligenten Netzknoten (Hub) umfaßt, definiert den "Kommunikations"-Parameter.
5 zeigt eine Option, wie diese Informationen verwendet werden, um die tatsächlichen Bindungen zu bestimmen. Diese Bindungen werden in einem Verfahren mit drei Schritten bestimmt. Zuerst werden die Spezifikation 40 für die Bindungen von jeder Knotenanwendung 14_x aus einer Rundfunknachricht über das Netz oder durch Vorhandensein in Komponenten aufgrund des Entwurfs erfaßt. Eine typische Spezifikation ist im Pseudocode dargestellt. Somit sind der GUI-Namen, der von Anwendungen, die Informationen anzeigen, verwendet wird, und die verschiedenen Tags bezüglich der Kontextparameter definiert. Alle interessierenden Knotenanwendungen, wie sie durch den Entwurf definiert sind, empfangen diese Spezifikationen, z. B. alle Knotenanwendungen mit zugeordneten Wandlern, die einen Druck messen, werden die Spezifikation 1 mit Ausnahme des GUI-Abschnittes benötigen. Nur Knoten, die ebenfalls eine Anzeigefunktionalität haben, würden den GUI-Abschnitt der Spezifikation 1 verwenden. Zweitens werden die Kontextparameter erfaßt, und die Tags, die in der Spezifikation definiert sind, werden an jeder Knotenanwendung 14_x aufgebaut. Drittens werden diese Tags, die den Daten zugeordnet sind, auf dem Netz plaziert, wie es in den Betriebsnachrichtbeispielen gezeigt ist. Bei diesem Beispiel werden die spezifizierten Kontextparameterwerte als die Tags verwendet. Empfänger akzeptieren nur Nachrichten mit den Tags, die mit den Spezifikationen übereinstimmen.
6 stellt ein alternatives Ausführungsbeispiel dafür dar, wie die Daten verwendet werden, um die tatsächlichen Bindungen zu bestimmen. Eine UUID, die durch bekannte Techniken erzeugt wird, wird als die Tag verwendet, die jedes Datenpaket begleitet. Ein zusätzlicher Schritt im Bindungsverfahren, das oben umrissen wurde, ist erforderlich, wie es in dem Abschnitt "Bindungsnachricht" 42 von 6 gezeigt ist. Nachdem die Bindungen unter Verwendung der Spezifikation lokal bestimmt worden sind, wird eine UUID für jeden Datentyp erzeugt, der in der Spezifikation definiert ist. Eine separate Bindungsnachricht 42 wird rundschreibenmäßig ausgesendet, um andere Knoten zu informieren, daß die einzige UUID eine ausgewählte Begrenzungsstrukturüberein stimmung definiert.
Das definierte Verfahren erlaubt es, daß das Binden automatisch durchgeführt wird, und zwar ohne einen manuellen Eintrag, wenn die geeigneten Kontextparameter erfaßt und begrenzt werden. Selbst wenn eine volle Bindung unter Verwendung dieses Verfahrens nicht möglich ist, kann die Menge an Daten, die manuell eingegeben werden müssen, dennoch wesentlich reduziert werden, wodurch potentielle Fehler beseitigt werden.

Claims

Verfahren zum Errichten von Kommunikationsstrukturen in einem verteilten Meß- und Steuersystem (10) mit einer Mehrzahl von Systemknoten (14_x ) und einem Netz (16), über das jeder der Systemknoten (14_x ) kommuniziert, wobei jeder Systemknoten (14_x ) einen Betriebswandler (20) und einen Kontextparameterwandler (9) umfaßt, wobei der Betriebswandler (20) Spezifikationsdaten für ein jeweiliges Meßsystem liefert, und wobei der Kontextparameterwandler (9) relevante Kontextparameter liefert, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt: basierend auf dem Aufbau des verteilten Meß- und Steuersystems (10), Erfassen eines vorbestimmten Satzes von abstrakten Kontextparametern und von logischen Bindungsbegrenzungen, um eine Spezifikation (40) zu erzeugen; verteilen der Spezifikation (40) an alle in der Spezifikation (40) angegebenen Systemknoten (14_x ); basierend auf der Spezifikation (40), Erfassen der konkreten Kontextparameter an jedem angegebenen Systemknoten (14_x ) durch den jeweiligen Kontextparameterwandler (9); und an jedem angegebenen Systemknoten (14_x ), Binden der konkreten Kontextparameter an den Systemknoten (14_x ) gemäß der logischen Bindungsbegrenzung aus der Spezifikation (40), und Plazieren der konkreten Kontextparameter in dem Netz (16).
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der Kontextparameter aus einer Gruppe ausgewählt ist, die eine Position, die Zeit, eine Netzverbindungsfähigkeit und Einheiten eines zugeordneten Wandlers umfaßt.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem der Schritt des Erfassens der konkreten Kontextparameter das Erfassen der physischen Position des Systemknotens (14_x ) durch den zugeordneten Kontextparameterwandler (9) umfaßt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die logische Bindungsbegrenzung für jeden der Systemknoten (14_x ) eine Systemknotenadresse (UUID) umfaßt, wobei das Binden des konkreten Kontextparameters an einen Systemknoten (14_x ) das Zuordnen des konkreten Kontextparameters zu der Systemknotenadresse (UUID) umfaßt, wobei alle relevanten Systemknoten (14_x ) diese Zuordnung gemeinsam verwenden.