VDI VDE 3690 Blatt 1-2013 XML in automation - Classification of selected applications.pdf

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1、 ICS 35.240.50 VDI/VDE-RICHTLINIEN Mrz 2013 March 2013 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE VERBAND DER ELEKTROTECHNIK ELEKTRONIK INFORMATIONSTECHNIK XML in der Automation Klassifikation ausgewhlter Anwendungen XML in automation Classification of selected applications VDI/VDE 3690 Blatt 1 / Part 1 Ausg. deut

2、sch/englisch Issue German/English Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The German version of this guideline shall be taken as authori-tative. No guarantee can be given with respect to the English translation. VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik (GMA) Fachbereich

3、 Industrielle Informationstechnik VDI/VDE-Handbuch Automatisierungstechnik VDI-Handbuch Informationstechnik, Band 1: Angewandte Informationstechnik Vervielfltigungauch fr innerbetrieblicheZweckenichtgestattet/Reproduction even for internalusenotpermittedFrhereAusgabe:09.11Entwurf, deutschFormerediti

4、on:09/11Draft,inGerman onlyZubeziehendurch /AvailableatBeuthVerlagGmbH,10772BerlinAlleRechtevorbehalten/ All rightsreserved(a)VereinDeutscherIngenieuree.V., Dsseldorf2013Inhalt Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 Einleitung . 2 1 Anwendungsbereich . 3 2 Begriffe 3 3 Anwendung von XML in der Automat

5、ion 5 3.1 Domnenspezifische Lsungen 5 3.2 Domnenunabhngige Lsungen . 19 3.3 Weitere Lsungen 24 4 Klassifizierung von XML-Lsungen 26 4.1 Funktionale Klassifizierung . 27 4.2 Klassifikation im Life-Cycle 28 5 Zusammenfassung . 31 Schrifttum 33 Preliminary note . 2 Introduction 2 1 Scope . 3 2 Terms an

6、d definitions 3 3 Using XML in automation . 5 3.1 Domain-specific solutions . 5 3.2 Domain-independent solutions 19 3.3 Other solutions . 24 4 Classification of XML solutions . 26 4.1 Functional classification 27 4.2 Classification in the life cycle 28 5 Summary . 31 Bibliography 33 B55EB1B3E14C2210

7、9E918E8EA43EDB30F09DCDB7EF8AD9NormCD - Stand 2013-04 2 VDI/VDE 3690 Blatt 1 / Part 1 Alle Rechte vorbehalten VDI e.V., Dsseldorf 2013 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Beachtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richtlinie VDI 1000. Alle Rechte, insbesondere die des Nach

8、drucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstn-dig, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wah-rung des Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenzbedingungen (www.vdi-richtlinien.de), die in den VDI-Merkblttern gere

9、gelt sind, mglich. Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser VDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt. Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieser Richtlinienreihe ist im Internet abrufbar unter www.vdi.de/3690. Preliminary note The content of this guideline has been developed in str

10、ict accordance with the requirements and rec-ommendations of the guideline VDI 1000. All rights reserved, including those of reprinting, reproduction (photocopying, micro copying), stor-age in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts. The use of this guideline

11、without infringement of copyright is permitted subject to the licensing con-ditions specified in the VDI Notices (www.vdi-richtlinien.de). We wish to express our gratitude to all honorary contributors to this guideline. A catalogue of all available parts of this series of guidelines can be accessed

12、on the internet at www.vdi.de/3690. Einleitung In der Automation kommen zunehmend Konzepte und Technologien aus der Informatik zum Einsatz. Ein Beispiel ist die eXtensible Markup Language (XML) 1, die in vielfltiger Form in unterschied-lichen Anwendungen genutzt wird. Neben der einfachen Nutzbarkeit

13、 der Sprache und ihrer An-passbarkeit trgt die Vielzahl vorhandener Soft-warekomponenten (Editoren, Parser, Transforma-toren usw.) zu ihrer Verbreitung bei. In der letzten Zeit hat sich eine Menge von XML-Basistechno-logien und Anwendungsspezifikationen (domnen-spezifische Sprachen) entwickelt, die

14、vom World Wide Web Consortium (W3C) und von anderen Organisationen gepflegt und standardisiert werden. Wie bei allen Anwendungen von IT-Technologien in der Automation ist es auch bei XML und den damit in Zusammenhang stehenden Technologien erforderlich, ihren Reifegrad, ihre Eignung und Relevanz fr

15、automatisierungstechnische Anwen-dungen zu prfen und gegebenenfalls anzupassen bzw. zu spezialisieren. Diese Richtlinie fokussiert daher auf die Anwendung von XML im Kontext der Automation. Die Richtlinie VDI/VDE 3690 Blatt 1 enthlt eine Situationsbeschreibung des Einsatzes von XML in der Automation

16、. Dabei werden in der Praxis einge-setzte XML-Beschreibungen hinsichtlich ihrer technischen Eigenschaften, ihrer Einsatzgebiete und ihrer Einordnung in den Lebenszyklus von Automatisierungssystemen charakterisiert. VDI/VDE 3690 Blatt 2 fokussiert auf die Be-schreibung typischer Anwendungsszenarien v

17、on XML-Technologien, leitet daraus entstehende An-forderungen an die XML-Beschreibung ab und Introduction In the field of automation, increasing use is being made of information technology concepts and technologies. One example of this is the eXtensible Markup Language (XML) 1, which is used in dive

18、rse variants and in different applications. Be-sides its easiness of use and its adaptability, its popularity is due to the great number of available software components (editors, parsers, transform-ers, etc.). This has resulted in the recent develop-ment of many basic XML technologies and appli-cat

19、ion specifications (domain-specific languages), which are maintained and standardized by the World Wide Web Consortium (W3C) and by other organizations. As with all IT applications in automation, it is nec-essary to examine also XML and the associated technologies for their maturity, as well as thei

20、r suitability and relevance for automation technol-ogy applications, and adapt or specialize them if necessary. The present guideline therefore focuses on the application of XML in the context of auto-mation. The guideline VDI/VDE 3690 Part 1 describes the state of the art of using XML in automation

21、. It characterizes actual XML descriptions with regard to their technical properties, their applications and their place in the life cycle of automation systems.VDI/VDE 3690 Part 2 focuses on describing typi-cal application scenarios of XML technologies, explains the requirements they place on the X

22、ML description, and describes a systematic procedure B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCDB7EF8AD9NormCD - Stand 2013-04All rights reserved VDI e.V., Dsseldorf 2013 VDI/VDE 3690 Blatt 1 / Part 1 3 beschreibt ein systematisches Vorgehensmodell. Dieses Vorgehensmodell gibt Hinweise von der Beurteilun

23、g der Eignung vorhandener XML-basierten Beschreibungsmittel fr die Abbildung eines fachlichen Modells bis hin zu dessen ber-fhrung, Validierung und Dokumentation. VDI/VDE 3690 Blatt 3 gibt ausgehend vom Vorge-hensmodell Empfehlungen zu Konventionen und Design fr die Umsetzung eines fachlichen Modell

24、s als XML-Beschreibung, wobei die in Blatt 2 be-schriebenen Anforderungen bercksichtigt werden. Die Richtlinienreihe wird im Ausschuss XML in der Automation“ der VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik erarbeitet. Sie adres-siert insbesondere die Zielgruppen aus Tabelle 1. Tabelle 1.

25、Zielgruppen der Richtlinienreihe Zielgruppe Blatt 1 Blatt 2 Blatt 3 Entscheider (Produkt- bzw. Pro-jektmanager usw.) X X Software- und Systemarchitekten (Modellierer, Sprachentwickler usw.) X X Softwareentwickler (Implementierer, Tester usw.) X X X model. This procedure model provides advice ranging

26、 from the evaluation of the suitability of existing XML-based means of description for the representation of a content model up to its map-ping, validation, and documentation. Based on the procedure model, VDI/VDE 3690 Part 3 gives recommendations on conventions and design for the mapping of a conte

27、nt model to an XML description, taking into account the require-ments described in Part 2. The series of guidelines has been compiled in the guideline committee “XML in Automation” within the VDI/VDE Society for Measurement and Auto-matic Control. It is aimed especially at the target groups shown in

28、 Table 1. Table 1. Target groups of the series of guidelines Target group Part 1 Part 2 Part 3 Decision makers (product and project managers, etc.) X X Software and system architects (modellers, language develop-ers, etc.) X X Software developers (implementers, test-ers, etc.) X X X 1 Anwendungsbere

29、ich Die Richtlinie ist anwendbar fr die Erstellung und Nutzung von XML-basierten Modellen und Spezi-fikationen ber den gesamten Aufgabenbereich im Kontext der Automation. Fr die Anwendung dieser Richtlinie werden Grundkenntnisse in XML vorausgesetzt. 1 Scope This guideline can be used in the creatio

30、n and use of XML-based models and specifications in all areas of work within the context of automation. The use of this guideline requires a basic knowl-edge of XML. 2 Begriffe Fr die Anwendung dieser Richtlinie gelten die folgenden Begriffe: DTD (Document Type Definition, Dokumenttyp-definition) Sp

31、ezifikation zur Definition von Struktur und In-halt eines XML -Dokuments, die selbst nicht auf XML basiert. Anmerkung: DTD wurde aus SGML (Standardized General Markup Language) entwickelt und bildet die Grundlage fr weitere Schemasprachen. 2 Terms and definitions For the purposes of this guideline,

32、the following terms and definitions apply: DTD (document type definition) Specification, not based on XML, for defining the structure and content of an XML document. Note: DTD was developed from SGML (standardized general markup language) and forms the basis of several schema languages. B55EB1B3E14C

33、22109E918E8EA43EDB30F09DCDB7EF8AD9NormCD - Stand 2013-04 4 VDI/VDE 3690 Blatt 1 / Part 1 Alle Rechte vorbehalten VDI e.V., Dsseldorf 2013 Fachliches Modell Strukturierte Beschreibung von Daten einer An-wendung (Diskursbereich), die als Text oder auch grafisch vorliegen knnen. XML (Extensible Markup

34、Language) Erweiterbare Auszeichnungssprache 1 fr die Beschreibung von hierarchisch strukturierten Da-ten, bei denen die Sprachelemente durch eine strik-te Bildungsvorschrift (z. B. XML Schema Definiti-on) frei definiert werden knnen. XML-Dokument Dokument, das den Konventionen der XML-Notation entsp

35、richt. XML-Namespace (Namensraum) XML-Namespace erlaubt die eindeutige Zuord-nung von Elementen eines XML -Dokuments zu XML-Schemata. Anmerkung: Damit knnen in einem einzelnen Dokument Elemente aus mehreren XML-Schemata gemischt werden XDR (XML Data Reduced) Nicht mehr gepflegte Spezifikation zur De

36、finition von Struktur, Inhalt und Semantik fr XML -Dokumente. Anmerkung: XDR wurde u. a. von Microsoftentwickelt, wird heute allerdings nicht mehr gepflegt. XPath Sprache, mit deren Konstrukten Attribute, Knoten oder Teilbume eines XML -Dokuments adres-siert werden knnen. Anmerkung: Basierend auf di

37、eser Adressierung kann im XML-Dokument navigiert werden. XML Schema Definition (XSD) Empfehlung des W3C zur Definition von Struktur, Inhalt und Semantik fr XML -Dokumente. Anmerkung: Dazu steht u. a. eine groe Anzahl von Daten-typen zur Verfgung. XML-Schema wird in Form eines XML -Dokuments beschrie

38、ben. XSLT Transformationssprache, die Mechanismen defi-niert, mit denen bestehende XML -Dokumente in andere Formate transformiert werden. Anmerkung: XSLT ist Bestandteil von XSL (Extensible Style Language). XSL enthlt neben dem Transformations-mechanismus auch einen Formatsprachschatz. Content model

39、 Structured description of data of an application (discourse level) represented as text or graphics. XML (extensible markup language) Markup language 1 for the description of hierar-chically structured data, where language elements can be freely defined following a strict convention (e. g. XML schem

40、a definition). XML document Document in accordance to the conventions of the XML notation. XML namespace Identifier for the unique allocation of elements of an XML document to an XML schema. Note: This allows elements from several XML schemas to be used in one document. XDR (XML data reduced) Specif

41、ication of the definition of structure, con-tents and semantics for XML docume nts, which is no longer maintained. Note: XDR has been developed by Microsoft, among others, but is no longer being maintained. XPath Query language that addresses the attributes, nodes or sub-trees of an XML document. No

42、tes: This addressing is the basis for navigation in the XML document. XML schema definition (XSD) W3C recommendation for the definition of struc-ture, content, and semantics for XML doc uments. Note: For this, a large number of data types are available, among other things. XML schema is described in

43、 the shape of an XML document. XSLT Transformation language defining mechanisms for transforming existing XML documents into other formats. Note: XSLT is a component of XSL (extensible style lan-guage). XSL contains, besides the transformation mechanism, also a format vocabulary. B55EB1B3E14C22109E9

44、18E8EA43EDB30F09DCDB7EF8AD9NormCD - Stand 2013-04All rights reserved VDI e.V., Dsseldorf 2013 VDI/VDE 3690 Blatt 1 / Part 1 5 3 Anwendung von XML in der Automation Die Anwendung von XML im Kontext der Auto-mation ist vielfltig. XML wird insbesondere ge-nutzt, um die unterschiedlichen fachlichen Mode

45、lle formalisiert darzustellen und damit den Datenaus-tausch zwischen Applikationen zu erleichtern. Dieser Abschnitt stellt ausgewhlte XML-Lsun-gen vor und charakterisiert diese hinsichtlich ihrer modelltechnischen Grundlagen und der Abbildung mit XML. Weiterhin werden die bearbeitende Or-ganisation,

46、 der aktuelle Status der Spezifikation sowie deren Verfgbarkeit beschrieben. Es sei ausdrcklich erwhnt, dass die Auswahl der Lsungen keinen Anspruch auf Vollstndigkeit erhebt und nur eine Situationsbeschreibung dar-stellt. Vielmehr soll diese Zusammenstellung die in VDI/VDE 3690 Blatt 2 beschriebene

47、 Methodik untersttzen. 3 Using XML in automation Applications of XML in the context of automation are manifold. XML is used especially to represent different content models in a formalized way, and thus to simplify the data exchange between appli-cations. In this section, selected XML solutions are

48、intro-duced, and their modelling basics and the XML mapping are described. In addition, the responsible organization, the current status of the specification, and its availability are mentioned. Please note that this choice of solutions does not claim for completeness and is only a description of th

49、e state of the art. It is rather intended to support the methodology described in VDI/VDE 3690 Part 2. 3.1 Domnenspezifische Lsungen In diesem Abschnitt werden ausgewhlte, in der Praxis eingesetzte XML-Lsungen beschrieben, die fr spezifische Anwendungsbereiche der Au-tomation (Domnen) entwickelt wurden. 3.1 Domain-specific solutions This section describes selected XML solutions that have been developed for specific application do-mains in automation and are in use in pract