DE19957107B4

DE19957107B4 - Procedures for ensuring data exchange between multiple entities

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Publication number: DE19957107B4
Application number: DE19957107A
Authority: DE
Inventors: Petra Dipl.-Ing. Böckler; Peter Dipl.-Ing. Schmitt; Jürgen Dipl.-Ing. Rudnick
Original assignee: Honeywell Technologies SARL
Current assignee: Garrett Motion SARL
Priority date: 1999-11-26
Filing date: 1999-11-26
Publication date: 2005-08-04
Anticipated expiration: 2019-11-27
Also published as: DE19957107A1; AU2356401A; WO2001039458A2; WO2001039458A3

Abstract

Verfahren zur Gewährleistung eines korrekten Datenaustauschs zwischen mehreren Einrichtungen, insbesondere zwischen mehreren Einrichtungen eines Leitsystems, dadurch gekennzeichnet, daß:
a) zur Gewährleistung des Datenaustauschs eine Semantikumsetzung durchgeführt wird,
b) bei der Semantikumsetzung Daten, die von einer ersten Einrichtung (10) einer zweiten Einrichtung (11) übermittelt werden, mit einer Semantiktabelle (18) verglichen werden, und daß abhängig von diesem Vergleich korrespondierende Daten für die zweite Einrichtung (11) ausgegeben werden,
c) die zu übertragenden Daten der ersten Einrichtung (10) der Semantiktabelle (18) als Eingangsdaten (X1, X2, X3) dienen, daß diese Eingangsdaten (X1, X2, X3) mit einer ersten Zeile (19) der Semantiktabelle (18) derart verglichen werden, daß dann, wenn die Einträge in der ersten Zeile (19) der Semantiktabelle (18) auf die Eingangsdaten anwendbar sind, für diese Eingangsdaten (X1, X2, X3) der korrespondierende Eintrag in der ersten Zeile (19) für Ausgangsdaten (Y1, Y2) ausgegeben wird, wobei diese Ausgangsdaten (Y1, Y2) den zu empfangenden Daten...Method for ensuring correct data exchange between several devices, in particular between several devices of a control system, characterized in that:
a) a semantic conversion is performed to ensure data exchange,
b) in the semantics setting, data transmitted from a first device (10) to a second device (11) is compared to a semantic table (18), and corresponding data is output to the second device (11) depending on this comparison .
c) the data to be transmitted of the first device (10) of the semantic table (18) serve as input data (X1, X2, X3), that these input data (X1, X2, X3) are connected to a first line (19) of the semantics table (18) are compared such that, if the entries in the first row (19) of the semantic table (18) are applicable to the input data, for these input data (X1, X2, X3) the corresponding entry in the first row (19) for output data (Y1, Y2) is output, this output data (Y1, Y2) to the data to be received ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewährleistung eines korrekten Datenaustauschs zwischen mehreren Einrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a method for ensuring a correct Data exchange between several devices according to the preamble of claim 1.

Bei zum Beispiel einem Gebäudeleitsystem – oder auch einem Prozeßleitsystem – sind mehrere Einrichtungen, die auch als Komponenten bezeichnet werden, miteinander verschaltet. Bei diesen Komponenten handelt es sich in der Regel um einen oder mehrere Server, wobei der oder jeder Server Daten von Sensoren und Stellgliedern wie Heizkörpern, Fenstern, Türen oder dergleichen sammelt und diese Daten dann einem Gebäudemanager bereitstellt. Zwischen allen Einrichtungen, also einerseits zwischen den Stellgliedern und dem oder jedem Server und andererseits zwischen dem oder jedem Server und dem Gebäudemanager findet ein bidirektionaler Datenaustausch statt, das heißt jede Komponente kann entweder Daten senden oder Daten empfangen.at for example, a building management system - or else a process control system - are several facilities, which are also referred to as components, interconnected. These components are usually one or two multiple servers, with the or each server receiving data from sensors and Actuators such as radiators, Windows, doors or the like, and then collects that data to a facility manager provides. Between all facilities, so on the one hand between the actuators and the or each server and on the other hand between The or each server and the building manager finds a bidirectional one Data exchange takes place, that is Each component can either send data or receive data.

Bei derartigen Leitsystemen ist es üblich, die Komponenten unterschiedlicher Hersteller miteinander zu kombinieren. Hierdurch besteht das Problem, daß die Einrichtungen bzw. Komponenten sowohl ein unterschiedliches Protokoll als auch eine unterschiedliche Semantik für den Datenaustausch verwenden können.at such control systems it is common to combine the components of different manufacturers. This poses the problem that the devices or components both a different protocol and a different one Semantics for can use the data exchange.

Vorrichtungen und Verfahren zur Protokollumsetzung sind hinlänglich bekannt und werden als sogenannte Gateways bezeichnet. Jedoch auch dann, wenn die Einrichtungen bzw. Komponenten im Hinblick auf ihre Protokolle durch Verwendung eines Gateways aufeinander abgestimmt sind, kann der Datenaustausch durch fehlende Übereinstimmung der verwendeten Semantik fehlerhaft sein.devices and methods for protocol implementation are well known and are referred to as so-called Designated gateways. However, even if the facilities or Components in terms of their protocols by using a gateway The data exchange may be due to mismatch of the used semantics be flawed.

So ist es nämlich durchaus möglich, dass in einer ersten Einrichtung 2-wertige logische Variablen verwendet werden, während in einer zweiten Komponente, die Daten von der ersten Einrichtung bzw. Komponente empfängt und weiterverarbeitet, 4-wertige logische Variablen als Daten verwendet werden. Diese unterschiedliche Semantik würde eine fehlerhafte Datenübertragung bewirken. Ein weiteres Beispiel unterschiedlicher Semantik, die eine fehlerhafte Datenübertragung bei miteinander kommunizierenden Einrichtung bewirken kann, ist die Verwendung von Integer- oder Float-Variablen als Daten.So it is quite possible, that in a first device uses 2-valued logical variables be while in a second component, the data from the first device or component receives and further processed using 4-valued logical variables as data become. This different semantics would make a faulty data transfer cause. Another example of different semantics, the a faulty data transmission effect with each other communicating device is the use of integer or float variables as data.

Wollte man bislang dieses Problem der Semantikanpassung angehen, so mussten direkt an den einzelnen Einrichtungen bzw. Komponenten Einstellungen vorgenommen werden. Dies ist jedoch von Nachteil, da einerseits Einstellungen direkt an den Einrichtungen bzw. Komponenten nicht einheitlich vorgenommen werden können und damit häufig Fehlerquellen beinhalten, und andererseits nicht bei allen Einrichtungen bzw. Komponenten derartige Einstellungen möglich sind.Wanted to So far, this problem of semantic adaptation had to be tackled directly to the individual facilities or component settings be made. However, this is disadvantageous because on the one hand Settings directly on the facilities or components not can be made uniformly and thus often sources of error and on the other hand not in all institutions or Components of such settings are possible.

Aus dem Stand der Technik gemäß DE 692 21 046 72 ist es bekannt, dass Daten, die von einer ersten Einrichtung einer zweiten Einrichtung übermittelt werden, mit Einträgen in einer Tabelle verglichen werden, und dass abhängig von diesem Vergleich korrespondierende Daten für die zweite Einrichtung ausgegeben werden.According to the prior art DE 692 21 046 72 It is known that data transmitted from a first device of a second device are compared with entries in a table, and that corresponding data for the second device are output depending on this comparison.

Hiervor ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde, ein neuartiges Verfahren zur Gewährleistung eines korrekten Datenaustausches zwischen mehreren Einrichtungen zu schaffen, wobei eine einfache und einheitliche Semantikumsetzung gewährleistet ist.heretofore Based on the present invention, the problem is based a novel method of warranty correct data exchange between several devices creating a simple and consistent semantics setting guaranteed is.

Zur Lösung dieses Problems ist das eingangs genannte Verfahren durch die Merkmale des Anspruchs 1 weitergebildet.to solution This problem is the method mentioned by the features of claim 1 further developed.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:preferred Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims and the description. Hereinafter will be an embodiment of the invention explained in more detail with reference to the drawings. In the drawing shows:

1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und 1 a block diagram of an apparatus using the method according to the invention, and

2 eine beispielhafte Tabelle zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens. 2 an exemplary table to illustrate the method according to the invention.

Die Erfindung dient der Gewährleistung eines korrekten Datenaustauschs zwischen mehreren Einrichtungen eines Leitsystems, zum Beispiel eines Gebäudeleitsystems oder Prozeßleitsystems. Erfindungsgemäß findet eine Semantikumsetzung statt.The Invention is for warranty correct data exchange between several devices a control system, for example a building management system or process control system. According to the invention finds a semantics substitution takes place.

1 zeigt stark schematisiert mehrere Einrichtungen eines Gebäudeleitsystems. So zeigt 1 einen Server 10, der Daten von nicht dargestellten Sensoren und Stellgliedern wie Heizkörpern, Fenstern, Türen oder dergleichen sammelt, und diese Daten einem Gebäudemanager 11 bereitstellt. Zwischen dem Server 10 und dem Gebäudemanager 11 findet ein sogenannter bidirektionaler Datenaustausch statt, d.h. jede der Einrichtungen 10, 11 kann entweder Daten an die jeweils andere Einrichtung 11, 10 senden bzw. von dieser Daten empfangen. 1 shows very schematically several facilities of a building management system. So shows 1 a server 10 collecting data from sensors and actuators, not shown, such as radiators, windows, doors, or the like, and these data to a facility manager 11 provides. Between the server 10 and the building manager 11 There is a so-called bidirectional data exchange, ie each of the facilities 10 . 11 can either send data to the other device 11 . 10 send or received from this data.

Zur Vereinfachung der Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens soll im Zusammenhang mit 1 davon ausgegangen werden, daß der Server 10 Daten sendet und der Gebäudemanager 11 Daten empfängt. Die vom Server 10 zu sendenden Daten werden in einer Schicht 12 des Servers 10 bereitgestellt, während die vom Gebäudemanager 11 zu empfangenen Daten in einer Schicht 13 des Gebäudemanagers 11 einlaufen.To simplify the presentation of the method according to the invention in connection with 1 assume that the server 10 Data is sent and the building manager 11 Receives data. The from the server 10 data to be sent will be in one shift 12 of the server 10 provided by the building manager 11 data to be received in one shift 13 of the building manager 11 enter.

Handelt es sich z.B. beim Server 10 und beim Gebäudemanager 11 um Komponenten unterschiedlicher Hersteller, so ist es üblich, daß der Server 10 und der Gebäudemanager 11 eine unterschiedliche Semantik bei der Datenübertragung verwenden. Um dennoch für eine korrekte Datenübertragung zwischen dem Server 10 und dem Gebäudemanager 11 zu sorgen, ist erfindungsgemäß ein Mittel 14 vorgesehen, mit Hilfe dessen eine sogenannte Semantikumsetzung erfolgen kann. Das Mittel 14 ist zwischen den Server 10 und den Gebäudemanager 11 geschaltet. In dem Fall, in dem der Server 10 Daten sendet und der Gebäudemanager 11 Daten empfängt, dienen die in der Schicht 12 bereitgestellten Ausgangsdaten des Servers 10 dem Mittel 14 als Eingangsdaten, die in einer Schicht 15 des Mittels 14 einlaufen. In einer Schicht 16 des Mittels 14 findet dann eine Semantikumsetzung statt, wobei das Ergebnis der Semantikumsetzung darin besteht, das in einer Schicht 17 des Mittels 14 Ausgangsdaten bereitgestellt werden, die dem Gebäudemanager 11 als Eingangsdaten dienen und eine identische Semantik aufweisen.For example, is it the server 10 and the building manager 11 To components of different manufacturers, it is common that the server 10 and the building manager 11 use a different semantics in data transmission. Nevertheless, for a correct data transfer between the server 10 and the building manager 11 to provide, according to the invention is a means 14 provided, with the help of which a so-called semantic conversion can take place. The middle 14 is between the servers 10 and the building manager 11 connected. In the case where the server 10 Data is sent and the building manager 11 Receives data, those in the layer 12 provided output data of the server 10 the means 14 as input data, in one shift 15 of the agent 14 enter. In one shift 16 of the agent 14 Then, a semantics substitution takes place, whereby the result of the semantics substitution is that in a layer 17 of the agent 14 Output data are provided to the building manager 11 serve as input data and have identical semantics.

Im Zusammenhang mit 1 läßt sich demnach bereits erkennen, daß die Semantikumsetzung in einer vom Server 10 und Gebäudemanager 11 getrennten Komponente, nämlich im Mittel 14 stattfindet. Am Server 10 und Gebäudemanager 11 müssen selbst keine Einstellungen vorgenommen werden. Die in den Schichten 12 und 15 bzw. 17 und 13 verarbeiteten Daten verfügen über eine gleiche Semantik, die Semantikumsetzung findet in der Schicht 16 statt.In connection with 1 can already be seen, therefore, that the Semantikumsetzung in one from the server 10 and building manager 11 separate component, namely on average 14 takes place. At the server 10 and building manager 11 you do not have to make any settings yourself. The in the layers 12 and 15 respectively. 17 and 13 processed data has the same semantics, the semantic conversion takes place in the layer 16 instead of.

Die in der Schicht 16 erfolgende Semantikumsetzung erfolgt dadurch, daß eine Semantiktabelle 18 automatisch abgearbeitet wird. 2 zeigt eine derartige Semantiktabelle 18 für einen konkreten Anwendungsfall. Es ist selbstverständlich, daß bei einem anderen Anwendungsfall die Semantiktabelle 18 eine andere Gestalt aufweist. Erfindungsgemäß ist die Semantiktabelle vom Benutzer frei definierbar.The one in the shift 16 semantics conversion takes place in that a semantics table 18 is processed automatically. 2 shows such a semantics table 18 for a specific application. It goes without saying that in another application, the semantics table 18 has a different shape. According to the invention, the semantic table is freely definable by the user.

Bei der Semantiktabelle 18 der 2 ist vorgesehen, daß von dem Server 10 als Daten die drei Variablen X1, X2 und X3 ausgegeben und damit der Semantiktabelle 18 als Eingangsdaten zugeführt werden. Als Ausgangsdaten gibt die Semantiktabelle 18 die beiden Variablen Y1 und Y2 aus, die dann dem Gebäudemanager 11 zugeführt werden.In the semantics table 18 of the 2 is provided by the server 10 as data the three variables X1, X2 and X3 are output and thus the semantics table 18 be supplied as input data. The semantic table is the output data 18 the two variables Y1 and Y2 off, which then the building manager 11 be supplied.

Bei der Semantikumsetzung wird erfindungsgemäß derart vorgegangen, daß zuerst überprüft wird, ob der Inhalt bzw. Wert der ausgesendeten Daten des Servers 10 – also der Variablen X1, X2 und X3 – dem entsprechenden Eintrag in einer ersten Zeile 19 der Semantiktabelle entspricht. Ist dies der Fall, so werden als Ausgangsdaten der Semantiktabelle 18 die entsprechenden bzw. korrespondierenden Einträge in dieser ersten Zeile 19 für die Variablen Y1 und Y2 bereitgestellt. Wird jedoch für die Variablen X1, X2 und X3 keine Übereinstimmung mit dem Eintrag in der ersten Zeile 19 festgestellt, so wird überprüft, ob eine Übereinstimmung mit dem Eintrag in einer zweiten Zeile 20 der Semantiktabelle gegeben ist. Ist dies der Fall, so werden die korrespondierenden Einträge der zweiten Zeile 20 für die Ausgangsvariablen Y1 und Y2 ausgegeben, wird keine Übereinstimmung festgestellt, so wird eine dritte Zeile 21 der Semantiktabelle 18 überprüft. Dieser Vergleich wird fortgesetzt, bis eine Übereinstimmung festgestellt wird und korrespondierende Ausgangsdaten ausgegeben werden können.In semantic conversion, the procedure according to the invention is such that it is first checked whether the content or value of the transmitted data of the server 10 - So the variables X1, X2 and X3 - the corresponding entry in a first line 19 corresponds to the semantics table. If this is the case, then the output data of the semantics table 18 the corresponding or corresponding entries in this first line 19 provided for the variables Y1 and Y2. However, for the variables X1, X2 and X3, it does not match the entry in the first line 19 If so, it is checked if there is a match with the entry in a second line 20 given the semantics table. If this is the case, then the corresponding entries of the second line 20 For the output variables Y1 and Y2, if no match is found, a third line will appear 21 the semantic table 18 checked. This comparison continues until a match is found and corresponding output data can be output.

Die erfindungsgemäße Semantikumsetzung an Hand der zeilenweisen Abarbeitung einer Semantiktabelle zeigt unmittelbar, daß die Semantikumsetzung eine endliche Anzahl von Schritten und damit eine endliche Abarbeitungszeit aufweist. Das erfindungsgemäße Verfahren ist damit komplett echtzeitfähig, wenn die verwendeten Protokolle echtzeitfähig sind. Die Zeilen der Semantiktabelle werden nach ihrer Reihenfolge abgearbeitet, Rückverweisungen oder Rücksprünge auf bereits abgearbeitete Zeilen erfolgen nicht. Es sind keine Eingriffe oder Anpassungen an den Einrichtungen 10 und 11 bzw. den Schichten 12, 13 der Einrichtungen 10, 11 erforderlich.The semantic conversion according to the invention on the basis of the line-by-line execution of a semantic table directly shows that the semantic conversion has a finite number of steps and thus a finite execution time. The method according to the invention is therefore completely real-time capable if the protocols used are real-time capable. The lines of the semantic table are processed according to their sequence, and no references or returns to already processed lines are made. There are no interventions or adjustments to the facilities 10 and 11 or the layers 12 . 13 the facilities 10 . 11 required.

Bei der in 2 dargestellten Semantiktabelle 18 werden demnach in dem Fall, in dem der Server 10 als zu übertragende Daten die Variablen X1, X2, X3 überträgt und die Variable X1 den Wert „0", die Variable X2 den Wert „1" und die Variable X3 den Wert „0" aufweist, dem Gebäudemanager 11 als Eingangsdaten die Variablen Y1 und Y2 bereitgestellt, wobei Y1 den Wert „0" und Y2 den Wert „1" einnimmt. Dies entspricht Zeile 19 der Tabelle 18. In Tabelle 20 ist für die Variable X3 der Wert „*" vorgesehen. Dies soll bedeuten, daß die Variable X3 jeden beliebigen Wert aufweisen kann. Mit dem Eintrag „?" in Tabelle 18 soll ausgedrückt werden, daß in diesem Fall für die entsprechende Variable kein entsprechender Wert vorhanden ist. Sind z.B., wie in der letzten Zeile der Spalte 18, zwei Einträge vorhanden, nämlich die Einträge „*" und „?", so soll dies bedeuten, daß die entsprechende Variable entweder einen beliebigen Wert oder keinen Wert aufweisen kann. Es ist selbstverständlich, daß die Anzahl der Spalten und Zeilen der Semantiktabelle 18 sowie die Einträge in die Spalten und Zeilen der Semantiktabelle 18 vom konkreten Anwendungsfall abhängt und damit vom Benutzer frei definierbar ist.At the in 2 presented semantics table 18 Accordingly, in the case where the server 10 as data to be transmitted, the variables X1, X2, X3 are transmitted and the variable X1 has the value "0", the variable X2 the value "1" and the variable X3 the value "0", the building manager 11 the variables Y1 and Y2 are provided as input data, wherein Y1 assumes the value "0" and Y2 assumes the value "1". This corresponds to line 19 the table 18 , In table 20 is the value "*" for the variable X3, which means that the variable X3 can have any value. in table 18 should be expressed that in this case for the corresponding variable no corresponding value exists. For example, as in the last line of the column 18 If there are two entries, namely the entries "*" and "?", this means that the corresponding variable can either have an arbitrary value or no value. It It goes without saying that the number of columns and rows of the semantic table 18 and the entries in the columns and rows of the semantics table 18 depends on the specific application and is thus freely definable by the user.

Die Daten zwischen der ersten Einrichtung 10 und der zweiten Einrichtung 11 werden bidirektional übertragen, d.h. jede der Einrichtungen 11, 12 kann entweder Daten senden oder empfangen. Für jede Datenübertragungsrichtung wird dann eine eigene Semantiktabelle verwendet.The data between the first device 10 and the second device 11 are transmitted bidirectionally, ie each of the devices 11 . 12 can either send or receive data. For each data transmission direction then a separate semantic table is used.

Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel betrifft den Fall, daß der Server 10 und der Gebäudemanager 11 Daten in einem gleichen Protokoll jedoch in unterschiedlicher Semantik übertragen. In diesem Fall wird die erfindungsgemäße Semantikanpassung durchgeführt. Es ist jedoch selbstverständlich, daß in einem abgewandelten Ausführungsbeispiel zusätzlich zu der erfindungsgemäßen Semantikanpassung die aus dem Stand der Technik bereits bekannte Protokollumsetzung erfolgen kann. Da die Protokollumsetzung bereits bekannt ist, kann hier auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet werden.The embodiment described above relates to the case where the server 10 and the building manager 11 Data in a same protocol but transmitted in different semantics. In this case, the inventive semantic adaptation is performed. However, it goes without saying that in a modified embodiment, in addition to the semantic adaptation according to the invention, the protocol conversion already known from the prior art can take place. Since the protocol implementation is already known, a detailed description can be omitted here.

1010: Serverserver
1111: Gebäudemanagerbuilding Manager
1212: Schichtlayer
1313: Schichtlayer
1414: Mittelmedium
1515: Schichtlayer
1616: Schichtlayer
1717: Schichtlayer
1818: Semantiktabellesemantics table
1919: Zeilerow
2020: Zeilerow
2121: Zeilerow

Claims

Method for ensuring correct data exchange between a plurality of devices, in particular between a plurality of devices of a control system, characterized in that: a) a semantic conversion is carried out to ensure the data exchange, b) in the case of semantic conversion, data which are transmitted by a first device ( 10 ) a second device ( 11 ), with a semantics table ( 18 ) and that, depending on this comparison, corresponding data for the second device ( 11 ), c) the data of the first facility to be transferred ( 10 ) of the semantics table ( 18 ) are used as input data (X1, X2, X3) that this input data (X1, X2, X3) with a first line ( 19 ) of the semantics table ( 18 ) are compared in such a way that when the entries in the first line ( 19 ) of the semantics table ( 18 ) are applicable to the input data, for these input data (X1, X2, X3) the corresponding entry in the first line ( 19 output data (Y1, Y2), said output data (Y1, Y2) being the data of the second device ( 11 ), d) if not applicable, a comparison with the following line ( 20 ) of the semantics table ( 18 ) is performed until a corresponding applicability is determined and corresponding output data (Y1, Y2) are output.

Method according to claim 1, characterized in that data is transferred between the first device ( 10 ) and the second facility ( 11 ) are transmitted bidirectionally, wherein a separate semantic table is used for each data transmission direction.

Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the semantics table ( 18 ) is freely definable by a user.

Method according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that in addition a Protocol implementation performed becomes.