Uvod u XML - IEEEDokument napisan u XML-u se ne može izvoditi – on ne radi ništa. • XML je “tekst format” i kao takav predstavlja pasivnu stvar. • XML je novisan o tipu

XML tehnologija i primjena u sustavima

procesne informatike

Damir Kirasić[email protected]

Sveučilište u ZagrebuFakultet elektrotehnike i računarstva

© FER Zagreb - MIPRO 2005 2

Sadržaj

1.

Osnovni pojmovi2.

Neke primjene XML-a u energetici

1.

IEC 618502.

CIM/XML

3.

ETSO Scheduling

System


1 Osnovni pojmovi

•

XML je kratica od “Extensible

Markup Language”

•

Doslovno prevedeno: “Proširivi jezik za označavanje”

•

XML koristimo za označavanje strukture dokumenata i podataka.

•

XML je jedan od mnogih jezika za označa- vanje: RTF, HTML, SGML,...


XML primjer<?xml

version="1.0" ?>

<SCL><Substation

Ref="SS1">

<VoltageLevel

Ref="D1" Volatage="220kV"><Bay

Ref="Q1">

. . .</Bay>

</VoltageLevel></Substation>

</SCL>


XML Primjer

•

Gornji primjer slijedi normu IEC 61850-6: Substation

automation

system

configuration

description

language.•

Skraćeno se ova norma često naziva: SCL (Substation

Configuration

Language).

=> Zajedno sa XML-om naučit ćemo nešto malo o SCL-u.


XML - definicije

•

XML je tekst format.•

XML je proširivi jezik za definiranje strukture podataka i dokumenta.

•

XML je predložak, obrazac za opisivanje više srodnih dokumenata.

•

XML je tekstualni način zapisivanja podataka –

neovisan o tipovima računala

ili programske podrške -

otvorena norma.


XML preporuka

•

Svi detalji XML-a su definirani u preporuci (oni normu nazivaju "recommendation") od 32 stranice koju je napisao W3C konzorcij.

•

Početna adresa konzorcija:http://www.w3.org

•

XML preporuka:http://www.w3.org/TR/2004/REC-xml-20040204/

•

Preporuka se poziva i na druge standarde: Unicode, ISO/IEC 10646, ...


Oznake i sadržaj

•

XML dokument je niz Unicode znakova.

•

XML dokument ima sadržaj i oznake (eng. tag)

<Private>Proizvoljni sadržaj</Private>

oznaka sadržaj oznaka


Elementi

•

Najčešći dijelovi XML dokumenata su elementi.

•

Elementi imaju:–

početnu oznaku <Private>

–

sadržaj

tekst ili podelementi–

završnu oznaku </Private>

•

Prazni element: <Private/>


Elementi i podelementi

•

Elementi mogu imati podelemente

<Bay><Device> ... </Device>

<LNode> ... </LNode><Connection> ... </Connection><Private>x=1 y=2</Private>

<Device> ... </Device></Bay>


Elementi i podelementi

•

Ako unutar nekog elementa započinje podelement, on mora i završiti unutar istog elementa.<a>....<b>... </a>....</b> KRIVO !!!

•

XML dokument mora imati samo jedan korijenski element.

•

Ova dva pravila (i još

nekoliko drugih) definiraju "dobro formiran"

XML dokument.


Atributi

•

Elementi mogu imati atribute.

<Substation

Ref="SS1"><VoltageLevel

Ref="D1" Volatage="220kV">

<Bay

Ref="Q1">. . .

</Bay></VoltageLevel>

</Substation>


Atributi

•

Atribut ima oblik ime="vrijednost"•

Vrijednost atributa mora biti unutar navodnika.

•

Element može imati više atributa ali unutar jednog elementa ne smije biti više atributa s istim imenom.


Ostali XML dijelovi

•

XML deklaracija<?xml

version="1.0" encoding="UTF-8" ?>

•

Komentari

•

Procesorske naredbe<?xml-stylesheet

type="text/xml" href=""?>


Ostali XML dijelovi

•

CDATA sekcija<![CDATA[

Proizvoljni sadržaj koji možesadržavati znakove koje inačene možemo koristiti kao sadržajelemenata. Npr. < > & ' "

]]>

•

Document

type

definition

(DTD)


XML oznake

•

Oznake koje koristimo u XML-u nisu unaprijed definirane.

•

Korisnici XML-a moraju sami definirati oznake i njihovo značenje.

•

Ili mogu koristiti oznake koje je netko ranije definirao.

•

Za razmjenu dokumenata između dvije strane mora postojati dogovor, konvencija o korištenju zajedničkih oznaka.


Opis oznaka

•

Zajednički dogovor o oznakama i njihovom značenju se opisuje sa:–

Document

Type

Definition

(DTD) ili sa

–

XML Schema•

Ovo su dva mehanizma za točno definiranje skupa oznaka koje možemo koristiti u XML dokumentu.

•

Time definiramo novi jezik, novu gramatiku za razmjenu dokumenata.


DTD - Primjer

<!ELEMENT SCL (Substation|IED|LNodeType|Communication)+><!ELEMENT Substation

(LNode*,VoltageLevel+,Private*) >

<!ATTLIST Substation

Ref

CDATA "">. . .<!ELEMENT Bay

(Text?,LNode*,Device+,Private?)>

<!ELEMENT Device

(Text?,LNode*,Connection*,Private*)><!ATTLIST Device

Ref

CDATA #REQUIREDType

NMTOKEN #REQUIRED

>...


Što XML nije?

•

Iako se naziva “jezik”, XML nije programski jezik kao npr. Java ili C#.

•

Dokument napisan u XML-u se ne može izvoditi –

on ne radi ništa.

•

XML je “tekst format”

i kao takav predstavlja pasivnu stvar.

•

XML je novisan

o tipu računala, operacijskom sustavu ili Internetu.


XML – razmjena podataka

•

XML je prvenstveno zamišljen kao fleksibilno sredstvo za razmjenu podataka između računala (programa).

•

XML možemo koristiti kao format zapisa podataka

(koji nisu namijenjeni razmjeni).

•

XML premošćuje nekompatibilne, hetero- gene sustave na Internetu i intranetu.


Obrada XML-a

•

XML je prvenstveno namijenjen strojnoj, programskoj obradi.

•

Za prikaz XML-a koristimo CSS ili XSLT.•

Korisničke aplikacije je jednostavno napraviti jer je najteži dio posla (parsiranje) već napravljen kroz biblioteke.

•

Imamo velik izbor oruđa (XML DB, XSLT, XPath, XQuery,...) i biblioteka programa.


Sažetak

•

XML dokument je obični tekst s umetnutim oznakama koje oko sebe imaju < >.

•

Temeljni dijelovi XML dokumenta su elementi i atributi.

•

Elementi imaju početnu i završnu oznaku.•

Elementi mogu sadržavati podelemente i/ili atribute.

•

Gramatiku određujemo s DTD ili Schema


2 Neke primjene XML-a

•

IEC 61850•

Common

Information

model -

CIM

•

ETSO Scheduling

System (ESS)

•

Sve promatramo kao primjena XML-a na određeno područje.

•

Ne znam detalje iz područja energetike (slabi inženjeri i jaki inženjeri).


2.1 XML i IEC 61850

•

IEC 61850

je norma koja treba omogućiti interoperabilnost

inteligentnih elektroničkih

uređaja (eng. IED) unutar rasklopnih postrojenja (eng. substation).

•

IEC 61850 definira:–

značenje (semantiku) imena i podataka (npr. značenje za prekidač, uklopno

stanje (eng. position),

...–

konfiguracijske podatke

–

razmjenu run-time podataka


IEC 61850-6

•

IEC 61850-6

je dio IEC 61850.•

Definira "Substation

Configuration

description

Language" -

SCL.•

SCL koristi objektni model koji sadrži:–

funkcionalnu strukturu

–

IED strukturu–

komunikacijsku strukturu


IEC 61850-6

•

U SCL modelu se pojavljuju objekti kao što su: Substation, Bay

(hrv. vodno polje),

Voltlevel, PrimaryDevice, IED, LNode, AccessPoint, Bus,...

•

SCL koristi UML za grafički opis modela i XML za tekstualni opis modela.

•

XML ima ugrađenu relaciju "sadrži": objektA sadrži objektB

(element-

podelement), ali ne i druge relacije.


<?xml

version="1.0" ?>

<SCL><Substation

Ref="SS1">

<VoltageLevel

Ref="D1" Voltage="220kV">

<Bay

Ref="Q1">

<Device

Ref="QA1" Type="CBR">

<LNode

Ref="1" LNClass"CSWI" />

<Connection

TNodeRef="L1" />

<Private

Type="FerLayout">a=3 b=4</Private>

</Device>. . .

</Bay></VoltageLevel>

</Substation><Communication><ConnectedAP Ref="S" IEDRef="D1Q1KA1">...</ConnectedAP>

</Communication><IED Ref="D1Q1KA1"> ... </IED>. . .

</SCL>

ovo je relacija koja nije tipa "sadrži"


IEC 61850-6

•

Prethodni primjer skraćeno prikazuje jednu moguću konfiguracijsku datoteku u SCL formatu.

•

Norma jednoznačno definira značenje elemenata <Substation>, <Bay>, <Device>,...

•

Ali definira i dozvoljenu sintaksu.


IEC 61850-6

•

Sintaksa SCL-a je definirana DTD-om (ili XML Schemom?).

•

DTD opisuje:–

koji se elementi mogu pojaviti,

–

dozvoljeni redoslijed elemenata,–

moguće atribute elemenata,

–

koje podelemente može imati element...


2.2 Common

Information

Model -

CIM

•

Za međusobno komuniciranje sudionika na području energetskih sustava nužne su zajedničke konvencije, modeli, zajednički rječnik.

•

Jedan od pokušaja u tom području je CIM -

Common

Information

Model.

•

Autor CIM-a je EPRI -

Electric

Power Research

Institute, ali je sada dio IEC

61970.


CIM

EnergyManagement

System

A

EnergyManagement

System

B

CIM/XML


CIM - UML

•

CIM je apstraktan okvir za definiranje modela energetskih sustava.

•

Originalno, CIM je definiran kao niz UML dijagrama

koji opisuju:

•

entitete•

atribute

•

relacije između entiteta


CIM - XML

•

CIM definira "strukturu i značenje podataka koji opisuju entitete u energetskim sustavima".

•

Za razmjenu

podataka koristi se CIM/XML.•

CIM/XML

je jezik za opis CIM modela u

XML formatu.


CIM - XML

•

Izravno zapisivanje CIM-a u XML-u je nezgodno (prema nekim autorima) jer:–

treba opisivati relacije između entiteta

–

se CIM još

uvijem mijenja–

dopisivanja vanjskih podataka je teško

•

Teško je definirati DTD ili XML Schemu

za “goli”

CIM/XML.

=> probleme rješava RDF


CIM - RDF

•

RDF -

Resource

Description

Framework

je XML jezik za opisivanje entiteta (sredstava), njihovih svojstava i odnosa između njih.

•

RDF ima mogućnosti:–

opisivanja odnosa između objekata,

–

definiranja promjenjivog CIM-a,–

opis dodatnih, vanjskih podataka,

–

...


CIM razine

XML

CIM

RDF Programi


CIM - Primjer<cim:Substation ID="ID1"

cim:PowerSystemResourceName="East"><cim:MemberOfCompany resource="#ID3"/><cim:Contain>

cim:Breaker ID="ID2"cim:PowerSystemResourceName="11023"cim:Manufacturer="Admirable Electric"cim:NormalOpen="true"/>

</cim:Contain></cim:Substation><cim:Company ID="ID3" CompanyName="ABC" >

<cim:CompanyDescription>Government organization</cim:CompanyDescription>

</cim:Company>


CIM/RFD Schema

•

CIM/XML je formalno definiran RDF Schemom

(u RDF Schemu

su još

dodana

neka proširenja).

•

RDF i CIM koriste "namespaces" -

to su XML popisi imena => imena oznaka sada imaju dva dijela <rječnik:ime ...>

•

Time izbjegavamo preklapanje imena.


2.3 ETSO Scheduling System

•

ETSO -

European

Transmission

System Operators.

•

Zadaća za ETSO Task

Force

14 je "definirati norme za Electronic

Data

Interchange

(EDI) u području europskog tržišta električne energije ...".


ESS

•

ETSO Scheduling

System (EES) definira format poruka između sudionika tržišta.

•

EES je posebno namijenjen za "day

ahead schedules" poruke i to za fazu planiranja.

•

ETSO "balancing

process

phases":–

planning

–

operation–

settlement


ESS Primjer

•

Polazna poveznica za ETSO: http://www.edi.etso-net.org

•

Primjer: schedule-xml.xml•

Dozvoljeni formati poruke su definirani sa DTD-om schedule-xml.dtd

•

Još

su definirane poruke:–

"acknowledgement"

–

"anomaly"–

"confirmation"

http://www.edi.etso-net.org/


KRAJ

Puno uspjeha XML-om

Documents

Uvod u XML - IEEEDokument napisan u XML-u se ne može izvoditi – on ne radi ništa. • XML je “tekst format” i kao takav predstavlja pasivnu stvar. • XML je novisan o tipu