AP 2.3 – Interoperabilität

Zielsetzung

Ziel des Arbeitspakets ist die Unterstützung des Gesamtprojektvorhabens durch den Einsatz Internationaler Standards, um eine gute Übertragbarkeit der Projektergebnisse zu gewährleisten. Die durch die dazu entwickelten drei Komponenten unterstützte Gesamtarchitektur ist in Abbildung 1 dargestellt.

Durch den Einsatz von Internationalen Standards unterstützte Architektur

Abbildung 1: Durch den Einsatz von Internationalen Standards unterstützte Architektur

Methodik

Die zu entwickelnden Komponenten werden von verschiedenen anderen Arbeitspaketen benötigt, die parallel entwickelt werden und deren Anforderungen sich daher ändern können. Entsprechend ist eine enge Einbindung der jeweiligen Anwender der Komponenten in den Entwicklungsprozess unverzichtbar. Um dies zu gewährleisten, werden Elemente verschiedener Methoden der agilen Softwareentwicklung eingesetzt.

Um die fortlaufend nötige Anpassung und Veränderung der zu entwickelnden Komponenten zu vereinfachen und zu unterstützen, werden weiterhin Werkzeuge und Methoden entwickelt, die dies unterstützen oder sogar ganze Arbeitsschritte automatisieren.

Erstellung eines CIM-Profils und Generierung von Softwarekomponenten

Abbildung 2: Erstellung eines CIM-Profils und Generierung von Softwarekomponenten

Als Beispiel zeigt Abbildung 2 den Weg der Erstellung eines CIM-Profils bis zur Generierung von Programmcode, der in der Software anderer Arbeitspakete eingesetzt werden kann. Basis ist dabei das CIM in der Version 15. Dies wird noch um benötigte Klassen ergänzt. Im dritten Schritt wird eine für einen bestimmten Anwendungsfall benötigte Teilmenge gebildet, ein sogenanntes CIM-Profil. Daraus kann nun automatisiert ein XML Schema erzeugt werden und im letzten Schritt Programmcode, in diesem Fall in der Programmiersprache Java. Eine nachträgliche Ergänzung um ein weiteres Attribut würde nun lediglich manuelle Anpassungen in den Schritten zwei und drei nach sich ziehen, während die anschließende Durchführung der Schritte vier und fünf automatisiert stattfindet.

Ergebnisse

Im Rahmen des Arbeitspakets wurde ein bestehendes Mapping von CIM auf OPC UA um ein weiteres Mapping von IEC 61850 auf OPC UA ergänzt, das sich allerdings noch im Prototypen-Stadium befindet. Um beide Mappings herum wurde das frei erhältliche Werkzeug UMLbaT (http://umlbat.de) entwickelt, dass die Erstellung von OPC UA Informationsmodellen auf Basis von IEC 61850 oder CIM unterstützt. Dieser Prozess wird vereinfacht in Abbildung 3 dargestellt.

Erstellung des OPC UA Informationsmodells mit UMLbaT

Abbildung 3: Erstellung des OPC UA Informationsmodells mit UMLbaT

Für den Verzeichnisdienst wurden umfangreiche Anwendungsfälle entwickelt, die auch eine über den Projektkontext hinausgehende Nutzung berücksichtigen, beispielsweise durch einen Verteilnetzbetreiber. Da es sich beim Verzeichnisdienst um eine umfangreiche Datensammlung handelt, wurde auch ein Sicherheits- und Datenschutzkonzept entwickelt. Es stellte sich jedoch heraus, dass im Projektkontext lediglich ein Suchkriterium essentiell ist, und zwar die Suche nach netztopografisch benachbarten Anlagen. Daher beschränkt sich auch die bisherige Umsetzung des Verzeichnisdienstes auf diese Informationen.

Ausschnitt CIM-Profil für ein Gebot zur Erzeugung

Abbildung 4: Ausschnitt CIM-Profil für ein Gebot zur Erzeugung

Das Basis-CIM wurde um benötigte Klassen für Produkte und Produktbeiträge, Agenten und Verbünde, Mehrwertverteilung und Zuverlässigkeit und Reputation erweitert. Auf dieser Basis wurden CIM-Profile für die verschiedenen Einsatzzwecke erstellt. Diese Profile sind allerdings noch gelegentlichen Änderungen unterworfen. Abbildung 4 zeigt Klassen des CIM-Profils zur Platzierung eines Gebots für die Produktion am Markt. Dies entspricht Schritt 3 aus Abbildung 2. Weiterhin wurde eine Softwarekomponente zum Versenden und Empfangen von CIM-Nachrichten entwickelt.

Publikationen

Ansprechpartner

Jun.-Prof. Dr. Sebastian Lehnhoff
sebastian.lehnhoff@offis.de
Robert Bleiker
robert.bleiker@offis.de
Klaus Piech
klaus.piech@offis.de