DE19957107A1 - Method for guaranteeing correct data exchange between several components of e.g. a building management system, involves passing data from a first component, such as a server, to a second component , such as a building manager - Google Patents
Method for guaranteeing correct data exchange between several components of e.g. a building management system, involves passing data from a first component, such as a server, to a second component , such as a building managerInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewährleistung eines korrekten Datenaustauschs zwischen mehreren Einrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for ensuring 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.For example, with a building management system - or a process control system several devices, which are also called components, with each other interconnected. These components are usually one or more Server, where the or each server data from sensors and actuators like Radiators, windows, doors or the like collects and this data then one Building manager provides. Between all institutions, on the one hand between the Actuators and the or each server and on the other hand between the or each A bidirectional data exchange takes place on the server and the building manager, 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.In such control systems, it is common for the components from different manufacturers to combine with each other. This creates the problem that the facilities or Components both a different protocol and a different one Can use semantics for 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 known as gateways. However, even if the facilities or components with regard to their protocols by using a gateway are coordinated, the data exchange can be due to a lack of agreement the semantics used are incorrect.
So ist es nämlich durchaus möglich, das 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 Einrichtungen bewirken kann, ist die Verwendung von Integer- oder Float-Variablen als Daten.So it is quite possible that the logical 2-valued in a first device Variables are used while in a second component, the data from the first device or component receives and further processed, 4-valued logical Variables can be used as data. These different semantics would be one cause incorrect data transmission. Another example of different semantics, the faulty data transmission in communicating facilities 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.So far, if you wanted to tackle this problem of semantic adaptation, you had to address it directly settings are made for the individual devices or components. However, this is disadvantageous because, on the one hand, settings directly on the facilities or Components can not be made uniformly and therefore often Contain sources of error, and on the other hand not at all facilities or Components such settings are possible.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde, ein neuartiges Verfahren zur Gewährleistung eines korrekten Datenaustauschs zwischen mehreren Einrichtungen zu schaffen, wobei eine einfache und einheitliche Semantikumsetzung gewährleistet ist.Proceeding from this, the present invention is based on the problem, a novel one Procedure for ensuring correct data exchange between several To create facilities, with a simple and uniform implementation of semantics is guaranteed.
Zur Lösung dieses Problems ist das eingangs genannte Verfahren durch die Merkmale des Anspruchs 1 weitergebildet.To solve this problem, the method mentioned at the outset is characterized 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 developments of the invention result from the subclaims and Description. An exemplary embodiment of the invention is described below with reference to FIG Drawings explained in more detail. The drawing shows:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und Fig. 1 is a block diagram of an apparatus using the method according to the invention, and
Fig. 2 eine beispielhafte Tabelle zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Fig. 2 shows 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 serves to ensure correct data exchange between several facilities of a control system, for example a building management system or Process control system. According to the invention, semantics are implemented.
Fig. 1 zeigt stark schematisiert mehrere Einrichtungen eines Gebäudeleitsystems. So zeigt Fig. 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. Fig. 1 shows a highly schematic of several facilities of a building management system. As Fig. 1 shows a server 10, the data from non-illustrated sensors and actuators such as radiators, windows, doors or the like accumulates, and this data provides a building Manager 11. A so-called bidirectional data exchange takes place between the server 10 and the building manager 11 , ie each of the devices 10 , 11 can either send data to the other device 11 , 10 or receive data therefrom.
Zur Vereinfachung der Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens soll im Zusammenhang mit Fig. 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 representation of the method according to the invention, it should be assumed in connection with FIG. 1 that the server 10 sends data and the building manager 11 receives data. The server 10 from the data to be transmitted are provided of the server 10 in a layer 12 while the enter from the building Manager 11 data to be received in a layer 13 of the building manager. 11
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. Is it z. B. the server 10 and the building manager 11 to components from different manufacturers, it is common for the server 10 and the building manager 11 to use different semantics for data transmission. In order to nevertheless ensure correct data transmission between the server 10 and the building manager 11 , a means 14 is provided according to the invention, with the aid of which a so-called semantic conversion can take place. The means 14 is connected between the server 10 and the building manager 11 . In the case in which the server 10 sends data and the building manager 11 receives data, the output data of the server 10 provided in the layer 12 serve the means 14 as input data which arrive in a layer 15 of the means 14 . A semantic conversion then takes place in a layer 16 of the means 14 , the result of the semantic conversion being that output data are provided in a layer 17 of the means 14 , which serve as input data for the building manager 11 and have identical semantics.
Im Zusammenhang mit Fig. 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 FIG. 1, it can therefore already be seen that the semantic conversion takes place in a component separate from the server 10 and building manager 11 , namely on average 14 . No settings need to be made on the server 10 and building manager 11 itself. The data processed in layers 12 and 15 or 17 and 13 have the same semantics, the semantics are implemented in layer 16 .
Die in der Schicht 16 erfolgende Semantikumsetzung erfolgt dadurch, daß eine Semantiktabelle 18 automatisch abgearbeitet wird. Fig. 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 semantics are implemented in layer 16 by automatically processing a semantics table 18 . Fig. 2 shows such semantics Table 18 for a specific application. It goes without saying that the semantic table 18 has a different shape in another application. According to the invention, the semantic table can be freely defined by the user.
Bei der Semantiktabelle 18 der Fig. 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 semantic table 18 of FIG. 2 it is provided that the three variables X1, X2 and X3 are output by the server 10 as data and are thus supplied to the semantic table 18 as input data. The semantic table 18 outputs the two variables Y1 and Y2 as output data, which are then fed to the building manager 11 .
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 the semantic implementation, the procedure according to the invention is such that it is first checked whether the content or value of the transmitted data from the server 10 - that is to say the variables X1, X2 and X3 - corresponds to the corresponding entry in a first line 19 of the semantic table. If this is the case, the corresponding or corresponding entries in this first line 19 for the variables Y1 and Y2 are provided as output data of the semantic table 18 . However, if there is no match for the variables X1, X2 and X3 with the entry in the first line 19 , a check is carried out to determine whether there is a match with the entry in a second line 20 of the semantic table. If this is the case, the corresponding entries in the second line 20 are output for the output variables Y1 and Y2; if no match is found, a third line 21 in the semantic table 18 is 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 based on the line-by-line processing of a semantic table immediately shows that the semantic conversion has a finite number of steps and thus a finite processing 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 in their order; there are no references or jumps back to lines that have already been processed. No interventions or adjustments to the devices 10 and 11 or the layers 12 , 13 of the devices 10 , 11 are required.
Bei der in Fig. 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.In the case of the semantic table 18 shown in FIG. 2, in the case in which the server 10 transmits the variables X1, X2, X3 as data to be transmitted and the variable X1 has the value "0", the variable X2 the value "1" and the variable X3 has the value "0", the building manager 11 is provided with the variables Y1 and Y2 as input data, with Y1 taking the value "0" and Y2 taking the value "1". This corresponds to row 19 of table 18 . In table 20 the value "*" is provided for the variable X3. This should mean that the variable X3 can have any value. With the entry "?" in Table 18 it should be expressed that in this case there is no corresponding value for the corresponding variable. Are z. For example, as in the last row of column 18 , there are two entries, namely the entries "*" and "?", This should mean that the corresponding variable can either have any value or no value. 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 semantic table 18 depend on the specific application and can thus be freely defined 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. A separate semantic table is then used for each data transmission direction.
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 exemplary embodiment described above relates to the case in which the server 10 and the building manager 11 transmit data in the same protocol but in different semantics. In this case, the semantic adaptation according to the invention is carried out. It goes without saying, however, that in a modified exemplary embodiment, in addition to the semantic adaptation according to the invention, the protocol conversion which is already known from the prior art can be carried out. Since the protocol implementation is already known, a detailed description can be omitted here.
1010th
Server
server
1111
Gebäudemanager
Building manager
1212th
Schicht
layer
1313
Schicht
layer
1414
Mittel
medium
1515
Schicht
layer
1616
Schicht
layer
1717th
Schicht
layer
1818th
Semantiktabelle
Semantic table
1919th
Zeile
row
2020th
Zeile
row
2121
Zeile
row
Claims (5)
- a) 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 bei Übereinstimmung der Eingangsdaten (X1, X2, X3) mit dem Eintrag in der ersten Zeile (19) der Semantiktabelle (18) für diese Eingangsdaten der korrespondierende Eintrag in der ersten Zeile (19) für Ausgangsdaten (Y1, Y2) ausgegeben wird, wobei diese Ausgangsdaten (Y1, Y2) den zu empfangenden Daten der zweiten Einrichtung (11) entsprechen,
- b) bei fehlender Übereinstimmung ein Vergleich mit der darauf folgenden Zeile (20) der Semantiktabelle (18) durchgeführt wird, bis eine entsprechende Übereinstimmung festgestellt wird und korrespondierende Ausgangsdaten (Y1, Y2) ausgegeben werden.
- a) the data to be transmitted to the first device ( 10 ) of the semantic table ( 18 ) serve as input data (X1, X2, X3) that these input data (X1, X2, X3) with a first line ( 19 ) of the semantic table ( 18 ) are compared in such a way that if the input data (X1, X2, X3) matches the entry in the first line ( 19 ) of the semantic table ( 18 ) for this input data, the corresponding entry in the first line ( 19 ) for output data (Y1, Y2 ) is output, these output data (Y1, Y2) corresponding to the data to be received from the second device ( 11 ),
- b) if there is no match, a comparison is carried out with the next line ( 20 ) of the semantic table ( 18 ) until a corresponding match is found and corresponding output data (Y1, Y2) are output.
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