Architekturen. vernetzte Automatisierung. Busleitung. Netzwerk- Knoten

Transkript

1 Architekturen vernetzte Automatisierung K K M K Busleitung K K K K Netzwerk- Knoten K K 1

2 Entwicklung der Automatisierung Von parallel zu seriell Von zentral zu dezentral 1. Generation: Zentrale Automation, Zentrale Peripherie 2. Generation: Zentrale Automation, Dezentrale Peripherie 3. Generation: verteilte Verarbeitung Innovationsschübe? Von parallel zu seriell Von zentral zu dezentral 2

3 1. Generation Von der parallelen zur seriellen Verdrahtung Kabelbäume Separate Kabel zu jedem einzelnen Sensor & Aktor ( Sternstruktur ) Nachteil? Kabelsalat! Tausende von Sensor-/ Aktor-Zuleitungen 3

4 1. Generation 2. Generation Von der parallelen zur seriellen Verdrahtung Netz Sensoren Aktoren Sensoren Aktoren 1. Generation: Zentrale Automation, Zentrale Peripherie 2. Generation: Zentrale Automation, Dezentrale Peripherie 3. Generation: verteilte Verarbeitung Innovationsschübe? 4

5 2. Generation Nachteil? Von der parallelen zur seriellen Verdrahtung Netz Sensoren Aktoren Sensoren Aktoren 2. Generation Verarbeitung findet NUR in der zentralen Steuerung statt Von der parallelen zur seriellen Verdrahtung Sensor S (dezentrale Peripherie) misst Rohwerte, verarbeitet sie NICHT A S 5

6 2. Generation Verarbeitung findet NUR in der zentralen Steuerung statt Von der parallelen zur seriellen Verdrahtung Nachteil: ALLE Rohwerte müssen transportiert werden Sensor S (dezentrale Peripherie) misst Rohwerte, verarbeitet sie NICHT A S Sensor S zentrale Steuerung Netz Aktor A Verarbeitung findet NUR in der zentralen Steuerung statt Nachteil: ALLE Rohwerte müssen transportiert werden Sensor S (dezentrale Peripherie) misst Rohwerte, verarbeitet sie NICHT 6

7 alle T=300 ms Schalter abtasten (Polling) Sensor S zentrale Steuerung bei Tausenden Sensoren: Hohe Last im Rechner & Netz Komplexe Task-Organisation im Echtzeit-Betriebssystem (Tausende Interrupts / Prozesse) Verarbeitung findet NUR in der zentralen Steuerung statt Nachteil: ALLE Rohwerte müssen transportiert werden Netz Aktor A Sensor S (dezentrale Peripherie) misst Rohwerte, verarbeitet sie NICHT Warum nicht so? On Demand, ca. jede Stunde eine Meldung ca. jede Stunde ein Kommando zur Lampe zentrale Steuerung bei Tausenden Sensoren: geringe Last im Rechner & Netz einfache Software-Organisation Netz alle T=300 ms Schalter abtasten (Polling) Verarbeitungsknoten Sensor S Aktor A weniger Verarbeitung in der zentralen Steuerung weniger Werte müssen transportiert werden Sensor S verarbeitet Rohwerte 7

8 Warum nicht gleich ganz dezentral entscheiden? Netz alle T=300 ms Schalter abtasten (Polling) Sensor S zentrale Steuerung bei Tausenden Sensoren: geringe Last im Rechner & Netz einfache Software-Organisation Verarbeitungsknoten Aktor A kaum Verarbeitung in der zentralen Steuerung Es müssen kaum noch Werte transportiert werden Sensor S verarbeitet Rohwerte komplett nur noch Führungkommandos von / zur Zentrale Netz z.b. Zentral-AUS nach Dienstschluss zentrale Steuerung Verarbeitungsknoten bei Tausenden Sensoren: geringe Last im Rechner & Netz einfache Software-Organisation alle T=300 ms Schalter abtasten (Polling) Sensor S Aktor A kaum Verarbeitung in der zentralen Steuerung Es müssen kaum noch Werte transportiert werden Sensor S verarbeitet Rohwerte komplett 8

9 2. Generation Verarbeitung findet NUR in der zentralen Steuerung statt Von der dezentralen Peripherie zur verteilten Verarbeitung Nachteil: ALLE Rohwerte müssen transportiert werden Sensor S (dezentrale Peripherie) misst Rohwerte, verarbeitet sie NICHT A S 3. Generation in der zentralen Steuerung werden nur noch Führungsalgorithmen bearbeitet Von der dezentralen Peripherie zur verteilten Verarbeitung Vorteil: geringe Netzlast S Sensoren S und Aktoren A (verteilte Verarbeitung) erledigen die Hauptarbeit A S 9

10 3. Generation Braucht man den Zentralrechner überhaupt noch? Von der dezentralen Peripherie zur verteilten Verarbeitung in der zentralen Steuerung werden nur noch Führungsalgorithmen bearbeitet Vorteil: geringe Netzlast S? Sensoren S und Aktoren A (verteilte Verarbeitung) erledigen die Hauptarbeit A S zumindest zum Bedienen & Beobachten in der zentralen Steuerung werden nur noch Führungsalgorithmen bearbeitet 3. Generation Von der dezentralen Peripherie zur verteilten Verarbeitung Vorteil: geringe Netzlast S Sensoren S und Aktoren A (verteilte Verarbeitung) erledigen die Hauptarbeit A S 10

11 1. Generation: Zentrale Automation, Zentrale Peripherie 2. Generation: Zentrale Automation, Dezentrale Peripherie 3. Generation: verteilte Verarbeitung Innovationsschübe? Weitere Vorzüge der Dezentralität Ausfälle haben nur lokale Folgen Skalierbarkeit, Aufwand nach Maß Änderungen in Software, nicht in Hardware 11

12 Ereignisorientierte Kommunikation Noch einmal das (einfache) Beispiel aus dem vorigen Kapitel Warum nicht so? ca. jede Stunde eine Meldung ca. jede Stunde ein Kommando zur Lampe zentrale Steuerung bei Tausenden Sensoren: geringe Last im Rechner & Netz einfache Software-Organisation Netz alle T=300 ms Schalter abtasten (Polling) Verarbeitungsknoten Sensor S Aktor A weniger Verarbeitung in der zentralen Steuerung weniger Werte müssen transportiert werden Sensor S verarbeitet Rohwerte 12

13 Versuch einer Verallgemeinerung (beliebiger Sensor) ca. alle T k =YYYms eine Meldung alle T a =XXX ms Sensor abtasten (Polling) Verarbeitungsknoten Sensor S zentrale Steuerung Versuch einer Verallgemeinerung (beliebiger Sensor) ca. alle T k =YYYms eine Meldung alle T a =XXX ms Sensor abtasten (Polling) Verarbeitungsknoten Sensor S zentrale Steuerung Frage: wie groß ist T a? durch welches Gesetz wird T a bestimmt? 13

14 Versuch einer Verallgemeinerung (beliebiger Sensor) ca. alle T k =YYYms eine Meldung alle T a =XXX ms Sensor abtasten (Polling) Verarbeitungsknoten Sensor S zentrale Steuerung Frage: wie groß ist T a? durch welches Gesetz wird T a bestimmt? Antwort: durch das Abtasttheorem! T a < 1/2f g prozess f g prozess ist vom Prozess (z.b. Maschine) bestimmt und kann vom Softwareentwickler nicht beeinflusst (reduziert) werden. Die Rechnerbelastung muss er hinnehmen! Versuch einer Verallgemeinerung (beliebiger Sensor) ca. alle T k =YYYms eine Meldung alle T a =XXX ms Sensor abtasten (Polling) Verarbeitungsknoten Sensor S zentrale Steuerung Frage: wie groß ist T k? durch welches Gesetz wird T k bestimmt? 14

15 Versuch einer Verallgemeinerung (beliebiger Sensor) ca. alle T k =YYYms eine Meldung alle T a =XXX ms Sensor abtasten (Polling) Verarbeitungsknoten Sensor S zentrale Steuerung Frage: wie groß ist T k? durch welches Gesetz wird T k bestimmt? Antwort: durch das Abtasttheorem! T k < 1/2f g signal f g signal ist vom Prozess (z.b. Maschine) bestimmt, ihr Momentanwert kann aber vom Sensor gemessen werden. Die Sensor-Software kann T k diesem Momentanwert von f g signal anpassen, die Netzwerkbelastung also adaptieren und trotzdem das Abtasttheorem einhalten! Verallgemeinerung = SenOnDelta-Abtastung T k 15

16 Verallgemeinerung = SenOnDelta-Abtastung Delta Entwurf Installation Inbetriebnahme 16

17 Elements on screen Meaning Project name Factory, complex of buildings Halls, buildings Function: Aggregates (Heating, access control...) Systeme: Systemintegrator 3. Place: Floors (basement, ground floor...) 4. Segments: Network cables (Power-Line, wireless...) Nodes (Temperature sensor, Motor control...) Handel 5. Tasks (Measured value acquisition, manual service...) Neuron C: Functions 6. (Calibration, control...) Komponenten: Hersteller IEC 1131: Function blocks (calibration, control...) Logische Adresse Applikationsprogramm Betriebsparameter Binding- Daten Was muss in jeden Knoten hinein? Knoten Knoten Knoten Aktiver Netzwerkteilnehmer benötigt folgende Daten: Logische Netzwerkadresse (Domain.Subnet.Node) Applikationsprogramm (ist zum Teil bereits im Knoten enthalten) Konfigurationsparameter (stellen das Verhalten der Anwendung ein) Binding-Informationen (legen die Kommunikationsbeziehungen fest) 17

18 Systemintegration eines Netzwerkes 1. Projekt anlegen 2. Knoten in das Projekt einfügen 3. Logische Adresse einstellen (automatisch) 4. Binding Büro 5. Montage, Identität fixieren (Adresstausch) 6. Binding (und ggf. Appl.-Software) downloaden 7. Kommunikationseigenschaften anpassen 8. Parameter einstellen 9. Funktionstest Realität (Baustelle) Systemintegration eines Netzwerkes 1. Projekt anlegen 2. Knoten in das Projekt einfügen 3. Logische Adresse einstellen (automatisch) 4. Binding Büro 5. Montage, Identität fixieren (Adresstausch) 6. Binding (und ggf. Appl.-Software) downloaden 7. Kommunikationseigenschaften anpassen 8. Parameter einstellen 9. Funktionstest Realität (Baustelle) 18

19 Systemintegration eines Netzwerkes 1. Projekt anlegen 2. Knoten in das Projekt einfügen 3. Logische Adresse einstellen (automatisch) 4. Binding Büro 5. Montage, Identität fixieren (Adresstausch) 6. Binding (und ggf. Appl.-Software) downloaden 6. Kommunikationseigenschaften anpassen 7. Parameter einstellen 8. Funktionstest Realität (Baustelle) Systemintegration eines Netzwerkes 1. Projekt anlegen 2. Knoten in das Projekt einfügen 3. Logische Adresse einstellen (automatisch) 4. Binding 5. Montage, Identität fixieren (Adresstausch) 6. Binding (und ggf. Appl.-Software) downloaden 7. Kommunikationseigenschaften anpassen 8. Parameter einstellen 9. Funktionstest Büro Realität (Baustelle) 19

20 Systemintegration eines Netzwerkes 1. Projekt anlegen 2. Knoten in das Projekt einfügen 3. Logische Adresse einstellen (automatisch) 4. Binding Büro 5. Montage, Identität fixieren (Adresstausch) 6. Binding (und ggf. Appl.-Software) downloaden 7. Kommunikationseigenschaften anpassen 8. Parameter einstellen 9. Funktionstest Realität (Baustelle) Systemintegration eines Netzwerkes 1. Projekt anlegen 2. Knoten in das Projekt einfügen 3. Logische Adresse einstellen (automatisch) 4. Binding Büro 5. Montage, Identität fixieren (Adresstausch) 6. Binding (und ggf. Appl.-Software) downloaden 7. Kommunikationseigenschaften anpassen 8. Parameter einstellen 9. Funktionstest Realität (Baustelle) 20

21 Verbindung von Netzwerk-Variablen - Virtueller Draht erzeugt und verändert mit einem Netzwerk Tool - kann ohne Neuprogrammierung des Gerätes verändert werden - leichtes Hinzufügen, Löschen und Ändern ist möglich Schalter Binding als virtueller Draht Licht Angelpunkt Bindings herstellen Ausgangsvariablen mit Eingangs-Variablen verbinden Mehrfachverbindungen besitzen einen Angelpunkt Ist Ausgangsvariable Angelpunkt: 1:n Verbindung Ist Eingangsvariable Angelpunkt: n:1 Verbindung Kommunikationseigenschaften anpassen Tool wählt automatisch die am besten geeigneten Eigenschaften Bei Bedarf können die Binding-Optionen angepaßt werden (Acknowledged, Unacknowledged etc.) 21

22 Angelpunkt Bindings herstellen Ausgangsvariablen mit Eingangs-Variablen verbinden Mehrfachverbindungen besitzen einen Angelpunkt Ist Ausgangsvariable Angelpunkt: 1:n Verbindung Ist Eingangsvariable Angelpunkt: n:1 Verbindung (missverständlich!) Kommunikationseigenschaften anpassen Tool wählt automatisch die am besten geeigneten Eigenschaften Bei Bedarf können die Binding-Optionen angepaßt werden (Acknowledged, Unacknowledged etc.) Durch Zusammenfassen (Abstraktion) werden die Darstellungen einfacher Trotzdem werden die Grafiken schnell unübersichtlich 1 2 Con_ Corridor abstrahieren 1 new Module Sw_ Kitchen1 Con_ Kitchen detaillieren

23 Editieren von Verbindungen in Tabellendarstellung Channel 5 Ground floor" Sw_ Sw_ C1 Kitchen 1 Kitchen 2 Con_ Con_ Kitchen Corridor C5 Channel 22 Basement - 3" Sw_ Basement1 Sw_ Light_ Basement2Stairs Light_ Light_ Garden Garage Editieren von Verbindungen in Tabellendarstellung Channel 5 Ground floor" Sw_ Sw_ C1 Kitchen 1 Kitchen 2 Con_ Con_ Kitchen Corridor C5 Channel 22 Basement - 3" Sw_ Basement1 Sw_ Light_ Basement2Stairs Light_ Light_ Garden Garage Node Sw_Kitchen1 Sw_Kitchen2 C1 Con_Kitchen Con_Corridor Channel 5 Ground floor" Product Hardware Application program Type123, YXZ-Ltd. Type123, XYZ-Ltd. Router, XYZ-Ltd. Type444, ABC-AG Step switcher 4-times Switcher 2-times Learning Router 23

24 Editieren von Verbindungen in Tabellendarstellung Channel 5 Ground floor" Sw_ Sw_ C1 Kitchen 1 Kitchen 2 Con_ Con_ Kitchen Corridor C5 Channel 22 Basement - 3" Sw_ Basement1 Sw_ Light_ Basement2Stairs Light_ Light_ Garden Garage Node Sw_Kitchen1 Sw_Kitchen2 C1 Con_Kitchen Con_Corridor Channel 5 Ground floor" Product Hardware Application program Type123, YXZ-Ltd. Type123, XYZ-Ltd. Router, XYZ-Ltd. Type444, ABC-AG Step switcher 4-times Switcher 2-times Learning Router Two-points-controller Typ444, ABC-AG Channel PID-Regler 22 Basement Typ - 1 3" Node Product Hardware Application program Sw_Basement1 Type123, YXZ-Ltd. C5 Router, OPQ-Ltd. Type123, XYZ-Ltd. Sw_Basement2 Light_Stairs Light_Garden Light_Garage Type555, XYZ-Ltd. Type789, ABC-AG Type666, ABC-AG Switcher 2-times Configured Router Switcher 1-times Actuator Type 3 Light+time switcher Light Type 1 Editieren von Verbindungen in Tabellendarstellung Channel 5 Ground floor" Sw_ Sw_ C1 Kitchen 1 Kitchen 2 Con_ Con_ Kitchen Corridor C5 Channel 22 Basement - 3" Sw_ Basement1 Sw_ Light_ Basement2Stairs Light_ Light_ Garden Garage Node Sw_Kitchen1 Sw_Kitchen2 C1 Con_Kitchen Con_Corridor Channel 5 Ground floor" Product Hardware Application program Type123, YXZ-Ltd. Type123, XYZ-Ltd. Router, XYZ-Ltd. Type444, ABC-AG Step switcher 4-times Switcher 2-times Learning Router Two-points-controller Typ444, ABC-AG Channel PID-Regler 22 Basement Typ - 1 3" Node Product Hardware Application program Sw_Basement1 Type123, YXZ-Ltd. C5 Router, OPQ-Ltd. Type123, XYZ-Ltd. Sw_Basement2 Light_Stairs Light_Garden Light_Garage Type555, XYZ-Ltd. Type789, ABC-AG Type666, ABC-AG Switcher 2-times Configured Router Switcher 1-times Actuator Type 3 Light+time switcher Light Type 1 24

25 Editieren von Verbindungen in Tabellendarstellung Channel 5 Ground floor" Sw_ Sw_ C1 Kitchen 1 Kitchen 2 Con_ Con_ Kitchen Corridor C5 Channel 22 Basement - 3" Sw_ Basement1 Sw_ Light_ Basement2Stairs Light_ Light_ Garden Garage Node Sw_Kitchen1 Sw_Kitchen2 C1 Con_Kitchen Con_Corridor Network Variables - Binding Sw_Kitchen2 Light_Garden Switcher-1: Exit Light: Entry Channel 5 Ground floor" Switcher-2: Exit Product Hardware Application program Type123, YXZ-Ltd. Type123, XYZ-Ltd. Router, XYZ-Ltd. Type444, ABC-AG Step switcher 4-times Switcher 2-times Learning Router Two-points-controller Typ444, ABC-AG Channel PID-Regler 22 Basement Typ - 1 3" Node Product Hardware Application program Sw_Basement1 Type123, YXZ-Ltd. C5 Router, OPQ-Ltd. Type123, XYZ-Ltd. Sw_Basement2 Light_Stairs Light_Garden Light_Garage Type555, XYZ-Ltd. Type789, ABC-AG Type666, ABC-AG Switcher 2-times Configured Router Switcher 1-times Actuator Type 3 Light+time switcher Light Type 1 Editieren von Verbindungen in Tabellendarstellung Channel 5 Ground floor" Sw_ Sw_ C1 Kitchen 1 Kitchen 2 Con_ Con_ Kitchen Corridor C5 Channel 22 Basement - 3" Sw_ Basement1 Sw_ Light_ Basement2Stairs Light_ Light_ Garden Garage Node Sw_Kitchen1 Sw_Kitchen2 C1 Con_Kitchen Con_Corridor Network Variables - Binding Sw_Kitchen2 Light_Garden Switcher-1: Exit Light: Entry Channel 5 Ground floor" Switcher-2: Exit Product Hardware Application program Type123, YXZ-Ltd. Type123, XYZ-Ltd. Router, XYZ-Ltd. Type444, ABC-AG Step switcher 4-times Switcher 2-times Learning Router Two-points-controller Typ444, ABC-AG Channel PID-Regler 22 Basement Typ - 1 3" Node Product Hardware Application program Sw_Basement1 Type123, YXZ-Ltd. C5 Router, OPQ-Ltd. Type123, XYZ-Ltd. Sw_Basement2 Light_Stairs Light_Garden Light_Garage Type555, XYZ-Ltd. Type789, ABC-AG Type666, ABC-AG Switcher 2-times Configured Router Switcher 1-times Actuator Type 3 Light+time switcher Light Type 1 25

26 Systemintegration eines Netzwerkes 1. Projekt anlegen 2. Knoten in das Projekt einfügen 3. Logische Adresse einstellen (automatisch) 4. Binding Büro 5. Montage, Identität fixieren (Adresstausch) 6. Binding (und ggf. Appl.-Software) downloaden 7. Kommunikationseigenschaften anpassen 8. Parameter einstellen 9. Funktionstest Realität (Baustelle) Systemintegration eines Netzwerkes 1. Projekt anlegen 2. Knoten in das Projekt einfügen 3. Logische Adresse einstellen (automatisch) 4. Binding Büro 5. Montage, Identität fixieren (Adresstausch) 6. Binding (und ggf. Appl.-Software) downloaden 7. Kommunikationseigenschaften anpassen 8. Parameter einstellen 9. Funktionstest Realität (Baustelle) 26

27 Knoten-Identifikation? Wie legt man fest, welche montierte Baugruppe welcher Komponente im grafischen Entwurf zugeordnet werden soll? Knoten-Identifikation Service-Pin Service-Pin (auch mit Strichcode möglich) 27

28 Knoten-Identifikation mit Service-Pin VDD LED service Neuron- Chip als Eingang benutzt V SS Kommissionieren Daten an den Knoten übertragen (Kommissionieren) Durch Zuweisen der Neuron-ID / MAC zu dem mit dem Tool vorbereiteten Knoten wird die Hardware eindeutig identifiziert Zwei Wege sind möglich: Eingabe der bei der Montage abgelesenen Neuron-ID von Hand oder mit einem Barcode- Scanner Auswahl eines Knotens und Zuweisung der Neuron-ID durch Betätigen des Service-Pin's am Gerät Logische Adresse (Domain/Subnet/Node) wird bei der Konfiguration in Knoten übertragen Neuron-ID / MAC wird bei der Erstinbetriebnahme gelesen 28

29 Service-Pin und Service-LED Schritte zum Kommissionieren Mit dem PC-Tool den Knoten für Kommissionierung auswählen Wink-Message wird auf das Netzwerk geschickt, Service-LED's blinken in schnellem Rhythmus Service-Pin am gewünschten Knoten betätigen Neuron-ID wird an PC-Tool geschickt und dort in Datenbank gespeichert (eindeutige Zuordnung zur Hardware) Daten werden vom PC-Tool in Knoten übertragen Der Knoten ist nun konfiguriert Die Kommunikation zu anderen Netzwerkteilnehmern findet auf Basis der logischen Adresse statt Systemintegration eines Netzwerkes 1. Projekt anlegen 2. Knoten in das Projekt einfügen 3. Logische Adresse einstellen (automatisch) 4. Binding Büro 5. Montage, Identität fixieren (Adresstausch) 6. Binding (und ggf. Appl.-Software) downloaden 7. Kommunikationseigenschaften anpassen 8. Parameter einstellen 9. Funktionstest Realität (Baustelle) 29

30 Dowload (Binding & App. Kontrolle, ob Dowload bei allen Knoten vollständig ist LED VDD service Neuron- Chip als Ausgang benutzt V SS 30

31 Anzeigen der Service-LED am Knoten bei verschiedenen Knoten-Zuständen LED leuchtet dauernd Knoten ist nicht konfiguriert keine Applikation geladen LED blinkt Knoten ist nicht konfiguriert Applikation ist geladen LED leuchtet nicht Knoten ist vollständig konfiguriert In jeder realen Anlage mit Tausenden von Knoten kommt es stets zu beiden Fehlern: der Entwurf enthält Knoten, deren Montage real vergessen wurde in der realen Anlage wurden versehentlich Knoten montiert, die es im Entwurf gar nicht gibt 31

32 Kontrolle durch Winken LED VDD service Neuron- Chip als Ausgang benutzt V SS Systemintegration eines Netzwerkes 1. Projekt anlegen 2. Knoten in das Projekt einfügen 3. Logische Adresse einstellen (automatisch) 4. Binding Büro 5. Montage, Identität fixieren (Adresstausch) 6. Binding (und ggf. Appl.-Software) downloaden 7. Kommunikationseigenschaften anpassen 8. Parameter einstellen 9. Funktionstest Realität (Baustelle) 32

33 Binding-Tools haben Browser zur Anzeige und Änderung von Netzwerk- Einstellungen sowie Parametern und aktuellen Werten von Knoten Bitrate Service (z.b. bestätigt Security Systemintegration eines Netzwerkes 1. Projekt anlegen 2. Knoten in das Projekt einfügen 3. Logische Adresse einstellen (automatisch) 4. Binding Büro 5. Montage, Identität fixieren (Adresstausch) 6. Binding (und ggf. Appl.-Software) downloaden 7. Kommunikationseigenschaften anpassen 8. Parameter einstellen 9. Funktionstest Realität (Baustelle) 33

34 Device Plugins Device-Plugins sind anwendungsspezifische Konfigurationsprogramme der Hersteller für ihre Produkte / Geräte, da diese sehr produktspezifisch sind Sie können in die Installations-Tools (Binding-Tools) geladen werden (FDT/DTM) Masken zur komfortablen Einstellung der Anwendungen Berücksichtigung von Abhängigkeiten zwischen Parametern z.b. Verzögerungszeiten bei Stufenausgängen Interpretation von benutzerdefinierten Konfigurations-Parametern Interoperabilität von Tools Definition: Tools sind interoperabel, wenn interoperable Geräte gleichzeitig oder nacheinander von beliebigen Stellen im Netzwerk aus installiert, konfiguriert und gewartet werden können. 34

35 Interoperabilität von Tools während der Installation Tool-Interoperabilität durch standardisierte Datenserver Ausgangslage: Jedes Tool war bisher proprietär und nicht mit anderen Tools kombinierbar. Die Datenbasis war für Fremde nicht zugänglich. Beim Übergang zu einem anderen Tool mussten deshalb alle Daten erneut von Hand editiert werden. Tool Entwurfsentscheidungen Entwurfs- Ergebnisse Datenbasis 35

36 Problem: (Speziell bei gewerkeübergreifenden LON-Netzwerken) Viele Entwurfsschritte an der Anlage nacheinander durch viele Experten aus verschiedenen Firmen mit unterschiedlichen Tools! Zwischenergebnisse mussten immer wieder neu von Hand übertragen werden durch Übertragungsfehler wurden die korrekten Parameter realer Knoten verfälscht Problem: (Speziell bei gewerkeübergreifenden LON-Netzwerken) Heizungssteuerung Lüftungssteuerung Klimaanlagensteuerung Zutrittskontrollsteuerung Sonnenschutzsteuerung Beleuchtungssteuerung Lüftungssteuerung Heizungssteuerung Klimaanlagensteuerung Zutrittskontrollsteuerung Sonnenschutzsteuerung Beleuchtungssteuerung Tool-Interoperabilität erfordert einheitliches Modell für die Datenbasis: 36

37 Problem: (Speziell bei gewerkeübergreifenden LON-Netzwerken) Heizungssteuerung Lüftungssteuerung Klimaanlagensteuerung Zutrittskontrollsteuerung Sonnenschutzsteuerung Beleuchtungssteuerung Auch die herstellerspezifischen Knoten- Plugins passen zur Schnittstelle der Gemeinsamen Datenbasis Netzwerkmanagement mit LNS Tool X Tool Y Tool Z Local- Network- Services Plug-In Plug-In Plug-In DB Plug-In LNSbasiert Die definierte Schnittstelle von LNS gwährleistet, daß sowohl Plugins als auch andere Anwendungen aufsetzen können Netzwerk-Service-Interface Netzwerk 37

38 Bisher: Knoten bearbeiten mit Tool ohne LNS Plugins können nur bei dem dafür vorgesehenen Tool eingesetzt werden Tool Hersteller A Tool Hersteller B Plugin Hersteller A Adresse Konfig. Adresse Konfig. Binding Plugin Hersteller B # NEURON ID LON-Bus # NEURON ID Adresse Binding Knoten Hersteller A Konfiguration Knoten Hersteller B Jetzt: Knoten bearbeiten LNSbasierendem Tool Alle LNS-basierenden Plugins können eingesetzt werden LNS-Tool Plugin Hersteller A Adresse Konfig. Binding Plugin Hersteller B LON-Bus # NEURON ID # NEURON ID Adresse Binding Knoten Hersteller A Konfiguration Knoten Hersteller B 38

39 Interoperabilität von Tools während des Dauerbetriebs Entwurfs-Tool Teleservice-Tool (aus der Ferne) ISDN Wartungs-Tool (Handheld) Leitrechner (Bedienpersonal) Diagnose-Tool (Troubleshooter) 39

40 Entwurfs-Tool Teleservice-Tool (aus der Ferne) ISDN Wartungs-Tool (Handheld) LNS- Datenbank Leitrechner (Bedienpersonal) Diagnose-Tool (Troubleshooter) Tools Geräte konfigurieren GLT SCADA Geräte Plug-In X Geräte Plug-In Y LNS Datenserver LNS Netzwerk- Betriebssystem Netzwerk 40

41 LNS Zusammenfassung Local Networks Services = Netzwerkbetriebssystem LNS ist ein datenbankorientiertes Client-Server System mit offener Schnittstelle Der Server verwaltet die Netzwerk-Datenbank und sorgt für die Konsistenz des Systems. Die Datenbank ist ein Abbild aller Geräte und deren Verbindungen und Konfigurationen Enthält notwendige Dienste zum Installieren, Binden und Konfigurieren LNS selbst ist nur ein Verwaltungs- und Dienstsystem Toolhersteller können ihre Bedienphilosophie umsetzen und bleiben trotzdem innerhalb des Standards Gerätehersteller müssen nur noch einen Standard unterstützen Ein Gerätehersteller erstellt ein Plug-In Programm, das sich über einen standardisierten Mechanismus in jedes LNS - Netzwerktool integrieren kann. Lösung: standardisierte Datenmodelle Elektro Anlagen HLK- Anlagen Architekt BIM BIM BIM BIM = Building Information Model ISO/PAS andere Tools (z.b. Energie- Simulation) 41

42 Elektro- Anlagen HLK- Anlagen Architekt BIM BIM BIM LNS LNS LNS LNS LNS vollständiger Entwurf des GA-Netzwerks mit wachsender Datenbasis LNS andere LNS LNS andere Tools 42

43 OSI Schicht Aufgabe Dienste 7 Application Application Program Standard objects & types, config props, file xfer, network services 6 Presentation Data Interpretation Network variables, application messages, foreign frames 5 Session Remote Actions Dialog, remote procedure calls, connection recovery 4 Transport End-to-End Reliability End-to-End acks, service type, pkt sequencing, duplicate detect 3 Network Destination Addressing Unicast & multicast, destination addressing, packet routing 2 Data Link Media Access & Framing Framing, data encoding, CRC, media access, collision detect 1 Physical Electrical Interconnect Media specific details, xceiver type, physical connect 43