Schwerpunkte

Jedem seine Sprache?

05. September 2007, 08:30 Uhr   |  Dr. Annerose Braune, Prof. Dr. Martin Wollschlaeger


Fortsetzung des Artikels von Teil 1 .

Autoren:

Der dritte Teil der Serie „XML in der Automation“ in Ausgabe 10 der Computer& AUTOMATION widmet sich am Szenario des Systemintegrators dem Problemfeld der Integration. Dazu werden typische Beschreibungen im Umfeld von Planung, Gerätebeschaffung, Programmierung und MES/ERP-Integration mit ihren Sichten, Modellen und Eigenschaften vorgestellt.

ist Mitarbeiterin am Lehrstuhl für Automatisierungstechnik der TU Dresden, Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik.
Wollschlaeger ist Inhaber der Professur Prozesskommunikation an der Fakultät Informatik der TU Dresden. Er leitet den Arbeitskreis „XML in automatisierungstechnischen Anwendungen“.

Integration erfordert hohen manuellen Aufwand

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Alle Gerätebeschreibungssprachen unterliegen einer steten Weiterentwicklung. Neben der Erweiterung des Sprachumfangs – etwa zur Ergänzung der beschriebenen Informationen mit dem Ziel der Erschließung neuer Anwendungsfälle – gibt es Bestrebungen, den Informationsaustausch mit anderen Applikationen zu erleichtern. Dazu sind insbesondere die aufwendigen spezifischen Parser durch verfügbare Softwarekomponenten zu ergänzen. Deshalb rückt die Nutzung von XML als Syntax für Gerätebeschreibungen in den Fokus. Eine pure Übertragung der Sprachkonstrukte nach XML ist hier jedoch nur bedingt hilfreich, da sich damit einerseits die Komplexität der Sprachen nicht reduzieren lässt, andererseits die bestehenden strukturellen und semantischen Inkonsistenzen nicht behoben werden.

Während der „Anwender“ der Gerätebeschreibungen deren Komplexität und konkrete Struktur kaum wahrnimmt – sie wird von den Werkzeugen verdeckt – stehen Gerätehersteller als „Ersteller“ von Gerätebeschreibungen sowie Software- Entwickler im Automatisierungsumfeld in der Pflicht, die Details der einzelnen Sprachen vollständig zu durchdringen. Keine einfache Aufgabe, zumal eine systemund anwendungsübergreifende Erzeugung und Nutzung von Informationen aus Gerätebeschreibungen derzeit nur mit erheblichem Integrationsaufwand möglich ist. Die Folge sind Systembrüche und Inkonsistenzen sowie ein hoher Anteil an manueller Interaktion. Die viel zitierte Aufwandsreduktion im Engineering ist damit kaum zu erreichen!

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Modelle und Applikationsintegration nach ISO 15745: Die unterschiedlichen Elemente (Ressourcen) eines Automatisierungssystems folgen einem Modell, sind nach verschiedenen Kriterien klassifiziert und in Form von Profilen abgebildet.

Was also derzeit fehlt, ist eine einheitliche, eindeutige Zuordnung der Informationen zu den Beschreibungselementen. Dafür sind Gerätemodelle erforderlich, die die unterschiedlichen Anwendungsfälle abdecken. Derartige Modelle haben sich historisch ebenfalls unterschiedlich entwickelt. So besitzt praktisch jedes Feldbus-System ein solches Modell, um die oben beschriebenen Eigenschaften der Kommunikationsschnittstelle und der Gerätestruktur abzubilden. Daneben existieren aber auch Standards, die allgemeingültige Modelle definieren. Ein Beispiel hierfür ist das in der ISO 15745 beschriebene „Open Systems Application Integration Framework“. Ziel dieses ISO-Standards ist eine vereinfachte Integration von unterschiedlichen Elementen eines Automatisierungssystems. Für eine konsequente, durchgängige Anwendung des Gesamtmodells sind zwar praktisch keine Anwendungen bekannt, weshalb der Standard als Ganzes eher als „Papiertiger“ zu sehen ist; einzelne Teile davon wurden trotzdem bei der Definition von Gerätebeschreibungen berücksichtigt. Im Hinblick auf die Gerätebeschreibungen sind insbesondere das „Communication Network Profile“ und das „Device Profile“ interessant. Während ersteres die kommunikationsrelevanten Eigenschaften wie Topologie, Übertragungsmedium, Anzahl der Geräte, Transaktionsdaten oder Durchsatz enthält, beschreibt letzteres die Struktur und die funktionalen Eigenschaften von Geräten, die Einund Ausgangsdaten, die Konfigurationsdaten sowie die geräte-internen, mit den Funktionen assoziierten Variablen. Konkret wurden für die einzelnen Systeme auf Basis der im Teil 1 definierten allgemeinen Konzepte spezifische Ausprägungen definiert, die als Teile 2 bis 4 die unterschiedlichen Feldbusse repräsentieren. Neben der ISO 15745 haben sich weitere Modelle für Feldgeräte entwickelt, die verschiedene Aspekte des Life Cycle wie etwa die Instrumentierung adressieren. Diese wurden teilweise in anderen Beschreibungen umgesetzt, allerdings ohne dass sie als Standard referenzierbar sind. Trotzdem erlauben sie eine gewisse Unterstützung bei der Interpretation der Sprachelemente und -inhalte.

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Insbesondere das grundlegende Modell für die Ressource „Device“ der ISO 15745 würde der geforderten vereinheitlichten Sicht auf Gerätebeschreibungssprachen entsprechen.

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