ESD Eingangskontrollsystem
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ESD Eingangskontrollsystem Diplomarbeit 2009 Serhat Keskin Peter Schobesberger Alexander Schuster ESD-Eingangskontrollsystem KURZBESCHREIBUNG Es wurde ein drehkreuzgesicherter Eingang mit Überwachungseinrichtung entwickelt. Der Eingang ist ausgerüstet mit einem Drehkreuz, einem ESD-Prüfgerät, einem iButton-Leser, zwei Lichtschranken und einer Kamera. Der Eingang ist so aufgebaut, dass sich jeder, der in den Produktionsbereich möchte, identifizieren und eine Überprüfung ablegen muss. Sollte ein Eingang ohne Überprüfung betreten werden, lösen die Lichtschranken aus und die Kamera schießt ein Foto. Dieses Foto kann beliebig gespeichert werden. Bei ungültigen Zutrittsversuchen wird der Zugang durch das Drehkreuz verhindert und in der Datenbank der misslungene Zutrittsversuch vermerkt. In der von uns entwickelten Software ist es möglich, Eingänge anzulegen und diese zu verwalten. Außerdem kann man die mitprotokollierten Daten einsehen und ausdrucken. ABSTRACT We have developed a turnstile-safeguarded entry with monitoring equipment. The entry is equipped with a turnstile, an ESD test device, an iButton reader, two light barriers and a camera. Everyone who wants to get into the production area has to pass this entry including both identification and inspection. An entering without inspection should be avoided because then the light barriers activate the camera which takes a photo. This photo can be stored. In the case of invalid admission attempts access will be denied by the turnstile and in addition there will be an entry in the database. With the software, we developed, entries can be added, and settings can be changed. In addition the stored data can be watched and printed by an administrator. 2 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem EIGENSTÄNDIGKEITSERKLÄRUNG Wir erklären hiermit, dass wir die vorliegende Diplomarbeit selbstständig verfasst und in der Bearbeitung und Abfassung keine anderen als die angegebenen Quellen oder Hilfsmittel benutzt, sowie wörtliche und sinngemäße Zitate als solche gekennzeichnet haben. Vöcklabruck, am 13. Mai 2009 Peter Schobesberger Keskin, Schobesberger, Schuster Serhat Keskin Alexander Schuster 3 ESD-Eingangskontrollsystem INHALTSVERZEICHNIS 1 Entstehung und Planung ......................................................................................... 7 1.1 Vorwort.............................................................................................................. 7 1.2 Die Problemstellung .......................................................................................... 7 1.2.1 ESD ............................................................................................................ 7 1.2.2 Maßnahmen für ESD-Schutz ...................................................................... 8 1.3 Die Aufgabenstellung ...................................................................................... 12 2 Projektteam ........................................................................................................... 13 2.1 Diplomanden ................................................................................................... 13 2.2 Betreuer .......................................................................................................... 13 2.3 Lehrinstitut ...................................................................................................... 14 2.4 Auftraggeber ................................................................................................... 14 2.5 Projektplanung ................................................................................................ 15 2.5.1 Projektbeginn ........................................................................................... 15 2.5.2 Sollablauf .................................................................................................. 15 2.5.3 Geplanter Ablauf....................................................................................... 17 2.5.4 Istablauf .................................................................................................... 18 2.5.5 Stundenaufteilung..................................................................................... 19 3 Umsetzung ............................................................................................................ 20 3.1 Informationen einholen.................................................................................... 20 3.2 Zeiterfassungsterminal TRS15 ........................................................................ 21 3.3 Personenerdungsprüfgerät ............................................................................. 21 3.3.1 PGT100 .................................................................................................... 21 3.4 Theoretische Lösung....................................................................................... 26 3.5 Identifizieren der Mitarbeiter ............................................................................ 27 3.6 TCP- Server .................................................................................................... 29 3.6.1 TCP- Protokoll .......................................................................................... 29 3.6.2 Protokollbeschreibung .............................................................................. 29 3.7 Digitaler I/O Controller PL ............................................................................... 37 3.8 TCP-Client ...................................................................................................... 42 3.9 Fehlerprotokoll ................................................................................................ 46 4 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem 3.10 Ablaufsteuerung ............................................................................................ 49 3.10.1 Ablaufbeschreibung ................................................................................ 50 3.10.2 Programmablaufplan .............................................................................. 51 3.11 Die Datenbank .............................................................................................. 54 3.11.1 Die Klasse MSAccess ............................................................................ 55 3.11.2 Klasse AccessData................................................................................. 59 3.12 Dateiverwaltung ............................................................................................ 66 3.13 Die Benutzeroberfläche................................................................................. 70 3.13.1 Startbildschirm ........................................................................................ 70 3.13.2 Einstellungen mit Eigenschaften............................................................. 71 3.13.3 Pfad aussuchen per OpenFileDialog ...................................................... 73 3.13.4 Menü mit MenuStrip ............................................................................... 75 3.13.5 Das Protokoll .......................................................................................... 76 3.14 Konstruktive Tätigkeiten ................................................................................ 77 3.14.1 Lichtschrankenhalterung ........................................................................ 78 3.14.2 Gerätebox ............................................................................................... 79 3.14.3 Gerätehalterung...................................................................................... 79 3.15 Schwenktür ................................................................................................... 81 4 Gesamtaufbau ....................................................................................................... 82 4.1 Gesamtschaltung ............................................................................................ 83 4.2 Schaltung Relais-DKZ ..................................................................................... 85 4.3 Schaltung Relais-Allgemein ............................................................................ 86 4.4 Stückliste für alle 4 Relais ............................................................................... 86 4.5 Spannungsteiler (DC/DC-Wandler) ................................................................. 87 4.6 Bilder zum Aufbau ........................................................................................... 88 5 Installationsanleitung ............................................................................................. 90 5.1 Ersten Eingang anlegen .................................................................................. 90 5.2 Tür anlegen im RW Pro-Access von Salto ...................................................... 90 5.3 I/O Controller konfigurieren ............................................................................. 91 5.4 Einstellungen im Programm ............................................................................ 93 6 Validierung............................................................................................................. 94 6.1 Idealablauf ...................................................................................................... 94 6.2 Ungültige ESD-Prüfung ................................................................................... 94 Keskin, Schobesberger, Schuster 5 ESD-Eingangskontrollsystem 6.3 Zeitüberschreitung .......................................................................................... 95 6.4 Alarmauslösung .............................................................................................. 95 7 Persönliche Erfahrungen und Wertschöpfung ....................................................... 96 8 Besprechungsprotokolle ........................................................................................ 97 8.1 Erste Besprechung.......................................................................................... 97 8.2 Zweite Besprechung ....................................................................................... 98 9 Geräteverzeichnis .................................................................................................. 99 9.1 I/O Controller ................................................................................................... 99 9.2 PGT100 ESD-Prüfgerät .................................................................................. 99 9.3 SkiData Drehkreuz DKZ 350 ........................................................................... 99 9.4 IDEC Reflexlichtschranke ............................................................................. 100 9.5 Identifikationshardware Salto ........................................................................ 100 9.6 Netzwerkkamera Plustek IPcam P1000 ........................................................ 100 10 Softwareverzeichnis .......................................................................................... 101 10.1 Microsoft Visual Studio................................................................................ 101 10.2 Microsoft Office Access 2007 ...................................................................... 101 10.3 Microsoft Office Word 2007......................................................................... 101 10.4 Salto RW Pro-Access Connected ............................................................... 102 10.5 Hercules by HW-Group ............................................................................... 102 10.6 SFC-Editor .................................................................................................. 102 11 Anhänge ............................................................................................................ 103 11.1 Dokumentations-CD .................................................................................... 103 11.2 Klassendiagramm ....................................................................................... 104 12 Abbildungsverzeichnis ....................................................................................... 106 6 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem 1 Entstehung und Planung 1.1 Vorwort Am Ende des Jahres 2007 wandte sich die Firma AlliedPanels an die HTL Vöcklabruck und bot eine Zusammenarbeit an, um ein ESD Eingangskontrollsystem im Sinne einer Diplomarbeit zu entwickeln. Diese Zusammenarbeit wurde angenommen und anschließend als Diplomarbeitsthema vergeben. Die Informationen wurden durch unseren Betreuer an uns weitergeleitet und wir begannen das Thema genauer zu betrachten. Nach einigen Absprachen beschlossen wir, dieses Thema als Diplomarbeit anzunehmen. 1.2 Die Problemstellung Die Firma AlliedPanels stellt Geräte und Komponenten für den medizinischen Gebrauch her. Die dabei verbauten elektronischen Bauteile reagieren sehr empfindlich auf elektrostatische Entladungen. Tritt ein solcher Fall ein können sie sofort zerstört werden oder noch schlimmer, es kann ein späterer Ausfall des Geräts beim Kunden eintreten. Damit ist mit erhöhten Kosten für den Hersteller zu rechnen. Um den größten Teil dieser Kosten zu vermeiden, wird ein Zugangskontrollsystem entwickelt und optimiert. Durch die Zugangskontrolle sollen die von Menschen verursachten Produktausfälle durch elektrostatische Entladung vermindert werden. 1.2.1 ESD ESD steht für „electrostatic discharge“ (elektrostatische Entladung), elektrostatische Entladung ist eine durch Potentialdifferenz von zwei Körpern hervorgerufene statische Entladung. Meist entsteht dieser Potentialunterschied durch Reibungselektrizität. Eine Entladung in einem Halbleiter ist mit einem Blitzschlag in einen Baum vergleichbar. ESD kann zu schweren Bauteilschäden führen, die den Bauteil entweder zerstören oder seine Zuverlässigkeit beeinträchtigen können. Keskin, Schobesberger, Schuster 7 ESD-Eingangskontrollsystem 1.2.2 Maßnahmen für ESD-Schutz Abbildung 1 ESD-Symbol 1 Ein derartiger Potentialunterschied muss ausgeglichen oder vermieden werden. Dies wird durch unterschiedliche Schutzmaßnahmen erreicht. 1.2.2.1 ESD-Schutzbereiche (EPA) Die Electrostatic Protected Area (EPA) ist ein Bereich, in welchem elektrostatische Entladungen mit Spannungen von über 100V durch antistatische Ausrüstung verhindert werden. Abbildung 2 EPA-Symbol 1.2.2.2 2 Persönliche ESD-Schutzausrüstungen Zu den persönlichen Schutzausrüstungen gehören ableitfähige Schuhe, HandgelenkErdungsbänder, ableitfähige Handschuhe und ableitfähige Arbeitskleidung (Arbeitsmäntel, Overalls oder Pullover). Ableitende Kleidung ist nur dann effektiv, wenn sie kombiniert mit ableitfähigen Schuhen getragen wird. ESD-Schuhe leiten beim Gehen eine bestimmte Spannung ab und sind der effektivste Schutz gegen elektrostatische Entladung am Menschen. 1 2 http://www.kolzen-berufsbekleidung.de/images/esd_1.gif http://www.asmetec.de/images/ESD-EPA2.jpg 8 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem 1.2.2.3 ESD-geschützte Arbeitsplätze Arbeitstische müssen mit einem ableitenden Boden verbunden sein und auf der Arbeitsplatte muss ein Anschluss für Erdungsarmbänder vorhanden sein. Werkzeuge, Hilfsmittel, Behälter und Geräte müssen den ESD-Schutzbestimmungen entsprechen. 1.2.2.4 Sitzgelegenheiten Sitzflächen, Sitzflächenüberzüge, Rückenlehnen, Armlehnen sowie alle Stuhlfüße oder –rollen müssen aus elektrostatisch ableitfähigem Material bestehen. Die Ableitfähigkeit muss gewährleistet sein, da beim Sitzen der Kontakt der Füße mit dem Boden nicht immer gegeben ist. In den folgenden Bildern kann man den Unterschied zwischen einem normalen Drehstuhl und einem ESD-Drehstuhl sehen. Keskin, Schobesberger, Schuster 9 ESD-Eingangskontrollsystem Abbildung 3 ESD-Drehstuhl 1.2.2.5 3 ESD-geschützte Maschinen und Einrichtungen Bei den verschieden Maschinenkomponenten, wie zum Beispiel bei Laufrollen, Robotergreifer, Rutschen, Führungsschienen und so weiter, kann es durch Reibung zur elektrostatischen Entladung kommen. Deshalb müssen auch dort ESDSchutzmaßnahmen getroffen werden. Durch Einsetzen von bestimmten leitenden Materialien oder durch andere Vorkehrungen. 3 ESDSchulung.pdf 10 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem 1.2.2.6 Weitere Schutzmaßnahmen sind: • ESD-geschützte Verpackungen • ESD-geschützte Transporteinrichtungen • Optimierte Klimabedingungen (klimatisierte Räume mit Luftfeuchtigkeit > 40%) • und bestimmte Regeln und Verhaltensmaßnahmen im Umgang mit ESD 1.2.2.7 Übersicht eines ESD-Arbeitsplatzes Abbildung 4 ESD-Arbeitsplatz 4 4 Esd_Buch.pdf Keskin, Schobesberger, Schuster 11 ESD-Eingangskontrollsystem 1.3 Die Aufgabenstellung • Es sollen zwei Eingänge mit Drehkreuz und Zugangskontrolle geplant werden. Die Möglichkeit, weitere hinzuzufügen, soll gegeben sein. • Die Eingänge müssen behindertengerecht (z.B.: Rollstuhlfahrer) sein und als Fluchtweg genutzt werden können. • Die Überwachung der Eingänge soll mittels Kamera erfolgen. Bei unbefugtem Übertreten soll ein Bild gespeichert werden und ein Alarm (z.B.: in Form einer Signallampe) ausgelöst werden. Der Reset des Alarms sollte an einer zentralen Stelle erfolgen können. • Es muss eine Datenbank mit einer entsprechenden Oberfläche zur Verfügung stehen, um die fehlerhaften Messergebnisse der Mitarbeiter und die Uhrzeit aufzulisten. • Bei der Validierung müssen sämtliche Fehlbedienungen berücksichtigt werden. 12 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem 2 Projektteam 2.1 Diplomanden Serhat Keskin Klasse: 5BHWII Geburtsdatum: 13. Juli 1989 Wohnort: Frankenmarkt Peter Schobesberger Klasse: 5BHWII Geburtsdatum: 08. August 1989 Wohnort: Neukirchen/V. Alexander Schuster Klasse: 5BHWII Geburtsdatum: 06. August 1988 Wohnort: Aurach 2.2 Betreuer Prof. DI Michael Opelt Keskin, Schobesberger, Schuster 13 ESD-Eingangskontrollsystem 2.3 Lehrinstitut Höhere Technische Bundeslehranstalt (HTBLA) Vöcklabruck Bahnhofstraße 42 A-4840 Vöcklabruck Tel: +43 (0) 7672 24605 Fax: +43 (0) 7672 27805 E-Mail: [email protected] Internet: http://www.htlvb.at 2.4 Auftraggeber AlliedPanels Entwicklungs- und Produktions GmbH AlliedPanels Park 1 A-4873 Frankenburg, Austria Tel: +43 (0) 7683 20111 Fax: +43 (0) 7683 20031 E-Mail: [email protected] Internet: http://www.alliedpanels.com AlliedPanels ist ein internationales Entwicklungs- und Produktionsunternehmen in der Medizintechnik. Die Einsatzgebiete der Firma reichen von der Entwicklung einzelner Systemkomponenten bis hin zur Produktion medizintechnischer Komplettsysteme. Das Unternehmen wurde im Jahr 2000 in Wörgl in Tirol gegründet. AlliedPanels entwickelt und gestaltet medizintechnische Geräte und bietet ein umfassendes Wissen und modernste Technik in den Bereichen Elektronik, Mechanik und Software. Das Unternehmen hat drei Standorte in Österreich und zwei Niederlassungen im Ausland. Die Zentrale befindet sich in Hopfgarten im Brixental (Tirol) und das Produktionszentrum ist in Frankenburg (Oberösterreich) niedergelassen. Das Entwicklungs- und Technologiezentrum befindet sich in Salzburg und weitere Standorte sind Wisconsin (USA) und Minsk (Weißrussland). 14 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem 2.5 Projektplanung 2.5.1 Projektbeginn Unsere Diplomarbeit startete mit dem Treffen bei AlliedPanels am 10. Jänner 2008. Bei dem Gespräch wurde uns näher gebracht, wie die Eingänge ausgestattet sein sollen und was genau passieren soll. Es sollten zwei Eingänge mit Drehkreuzen versehen werden. Jeder Benutzer soll sich beim Betreten eines Eingangs an einem Terminal identifizieren und dann eine ESD-Prüfung ablegen. Das Drehkreuz darf natürlich erst öffnen, wenn beide Überprüfungen erfolgreich abgelegt wurden. Um den Zugang gegen unbefugten Übertritt zu schützen, soll eine Überwachungsanlage mit zwei Lichtschranken und einer Kamera, die Bilder bei Übertreten ohne Überprüfung macht, installiert werden. Nach dieser Besprechung und einer anschließenden Besprechung mit Prof. Opelt sind wir davon ausgegangen, dass wir mit einer SAP-Datenbank arbeiten müssen und in diese Datenbank auch die mitdokumentierten Daten speichern sollen. Bei unserem 2. Treffen hat sich dann jedoch herausgestellt, dass das Zutrittskontrollsystem unabhängig von der SAPDatenbank arbeitet, und die Daten der Eingänge in einer separaten Datenbank gespeichert werden. Mit diesem Wissen begannen wir dann mit der Projektplanung. 2.5.2 Sollablauf Meilensteine Beschreibung Bemerkungen Projektbeginn Erste Besprechung bei 10. Jänner 2008 AlliedPanels Pflichtenheft Pflichtenheft erstellt, 21. Mai 2008 Besprechung mit Herr DI Opelt bei AlliedPanels Inbetriebnahme der Inbetriebnahmen vom Testgeräte ESD-Prüfgerät und vom ab 01.Juni 2008 SaltoZutrittskontrollsystem Theoretische Lösung Erstellung eines 30. Juni 2008 Lösungsvorschlages für Keskin, Schobesberger, Schuster 15 ESD-Eingangskontrollsystem das Zutrittskontrollsystem Praktikumsantritt Aufbauen eines 30. Juni 2008 bis 25.Juli Teststandes 2008 Endgültige Auflage des Besprechung mit Herrn 25. Juli 2008 Pflichtenhefts Plakholm Vorvorpräsentation Präsentation des Projekts 23.September 2008 im ESR-Unterricht Testsystem aufbauen Erster Probelauf in der Oktober 2008 Firma Vorpräsentation Vorpräsentation in der 16.Dezember 2008 HTL Internetauftritt Präsentation auf der Dezember.2008 Internetplattform www.htlinnovativ.at Abgabe Dokumentation Abgabe der April 2009 Dokumentation an DI Opelt Abschluss der April/Mai 2009 Diplomarbeit Abgabe an Herrn DI Ende der Projektarbeit Waser 16 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem 2.5.3 Geplanter Ablauf Planung Installation Anpassung Anforderungen Aufbauen des Nötige bestimmen Teststandes Änderungen Absprache mit Begleitende Auftraggeber Dokumentation Fertigstellung Präsentation Validierung Lösungsweg ausarbeiten Plichtenheft erstellen Abbildung 5 Geplanter Ablauf Keskin, Schobesberger, Schuster 17 ESD-Eingangskontrollsystem 2.5.4 Istablauf Abbildung 6 Screenshot Gantdiagramm des Istablaufs (MSProject) 18 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem 2.5.5 Stundenaufteilung Insgesamt haben wir 837 Stunden für die Diplomarbeit benötigt. Zeitaufstellung 13% 18% Organisatorisches Programmieren 35% 35% Aufbau Dokumentation Abbildung 7 Zeitaufstellung der Arbeitsstunden Keskin, Schobesberger, Schuster 19 ESD-Eingangskontrollsystem 3 Umsetzung 3.1 Informationen einholen Zu Beginn eines Projektes ist es wichtig, so viele Informationen wie möglich einzuholen, da Informationsbeschaffung ein wichtiger Punkt im Ablauf eines Projektes ist. Natürlich mussten wir uns zuerst über die verwendete Hardware und Software informieren, die in der Firma bereits verwendet wird. Am Anfang holten wir uns Informationen zu dem ESD-Prüfungsgerät und zum Drehkreuz (technische Anleitung, Schaltpläne). Da wir dachten, wir müssen mit dem Zeiterfassungsterminal und mit SAP arbeiten, begannen wir nach Möglichkeiten zu suchen, über dieses System die benötigten Userdaten zu bekommen. Weiters mussten wir auch den Ort des Einganges bestimmen, um zu wissen, welche Möglichkeiten wir zur Verbindung mit dem restlichen System haben. Anhand dieser Informationen und eines Anschlussplanes mussten wir ein geeignetes Bussystem auswählen, aber den Eingang auch behindertengerecht und mit Fluchtmöglichkeit planen. Auch in der Hauptphase des Projektes war die Informationsbeschaffung von größter Bedeutung, da wir einige Geräte kaufen mussten. Beim Einkauf der benötigten Geräte und Komponenten (Netzwerkkamera, I/O Controller) war für uns in erster Linie der technische Support wichtig. Von großer Bedeutung war auch die Zusammenarbeit mit den Betreuungspersonen, um Lösungen auszuarbeiten. 20 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem 3.2 Zeiterfassungsterminal TRS15 Gleich zu Beginn haben wir Informationen zu einem Zeiterfassungsgerät bekommen. Natürlich haben wir diese Daten gleich ausgearbeitet, um mögliche Lösungen zu finden. Abbildung 8 TRS15-Zeiterfassungsterminal 5 Das TRS15 ist ein Zeiterfassungsterminal, mit dem sich die Mitarbeiter anmelden können. Bei einer Besprechung mit der Firma erfuhren wir, dass dieses Gerät nicht verwendet werden soll, da dieses Terminal auf die SAP Datenbank zugreift. Stattdessen sollten wir die Identifizierung durch die Eintrittsbuttons der Firma Salto realisieren. Jeder Mitarbeiter hat zwei Schlüssel, einen zum Stempeln und einen zweiten zum Eintreten in gewisse Bereiche (Eingang, Büros). Um dies zu realisieren wurde die Salto-Hardware benötigt, diese wurde uns von der Firma besorgt und vorgegeben. 3.3 Personenerdungsprüfgerät 3.3.1 PGT100 Die ersten brauchbaren Informationen bekamen wir zum PGT100 Anfang Juni. Dieses ESD-Prüfgerät schließt einen potentialfreien Kontakt, wenn eine Prüfung abgeschlossen wurde. 5 trs_15.pdf Keskin, Schobesberger, Schuster 21 ESD-Eingangskontrollsystem Abbildung 9 PGT-Anschlussplan 6 Danach versuchten wir dieses Schaltereignis auf einen Rechner zu übertragen. Da wir noch nie digitale Signale mit einem Rechner empfangen haben, holten wir uns Hilfe von Herrn Professor Schönhuber. Er hat uns einige Möglichkeiten genannt, wie wir diese Informationen mit einem Rechner empfangen können. Gemeinsam mit ihm realisierten wir die erste Übertragung der Daten. Dazu haben wir zwei Converter von ICPCon verwendet, die uns von der Schule für einige Zeit zur Verfügung gestellt wurden. Wir verwendeten einen „RS485 To RS232“ Converter und einen Converter, der von RS485 auf digitale Signale konvertieren kann. 6 pgt100_user_manual.pdf 22 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem RS 232 RS 485 DI RS 485 Abbildung 10 Versuchsaufbau Am Rechner nahmen wir die Daten per HyperTerminal an, nun war unser erstes Problem bewältigt. Jetzt konnten wir die Daten am Rechner über eine serielle Schnittstelle einlesen. Damit wir in unserem Programm die Daten annehmen können, mussten wir Daten über eine serielle Schnittstelle lesen beziehungsweise schreiben können. Dazu programmierten wir die Klasse ComPort, über diese Klasse können Daten gesendet und empfangen werden. Die Klasse ComPort class ComPort { private private private private SerialPort serialPort; Thread readThread; bool readingStatus; Control parentForm; //Events erstellen public delegate void EventHandler(string data); public event EventHandler DataReceived; public event EventHandler StatusChanged; /// <summary> /// Konstruktor /// </summary> Keskin, Schobesberger, Schuster 23 ESD-Eingangskontrollsystem public ComPort(Control _parentForm) { serialPort = new SerialPort(); readThread = null; readingStatus = false; parentForm = _parentForm; } //Diese Eigenschaft gibt den aktuellen seriellen Port zurück public SerialPort SerialPort{ get { return serialPort; } } /// <summary> /// Öffnet den seriellen Port /// </summary> public void Open() { try { if (!readingStatus) { //Einstellungen serialPort.PortName serialPort.BaudRate serialPort.Parity = serialPort.DataBits serialPort.StopBits = "COM4"; = 9600; Parity.None; = 8; = StopBits.One; //einstellen der Timeouts serialPort.ReadTimeout = 50; serialPort.WriteTimeout = 50; serialPort.Open(); readingStatus = true; readThread = new Thread(Read); readThread.Start(); } } catch (IOException) { parentForm.Invoke(new EventHandler(StatusChanged), new object[] { String.Format("{0} exisiert nicht",serialPort.PortName) }); } catch (UnauthorizedAccessException) { parentForm.Invoke(new EventHandler(StatusChanged), new object[] { String.Format("{0} already in use", serialPort.PortName) }); } if (IsOpen) { parentForm.Invoke(new EventHandler(StatusChanged), new object[] { String.Format("alles ok am COM4") }); } }//Open /// <summary> 24 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem /// Schließt den seriellen Port /// </summary> public void Close() { if (readingStatus) { readingStatus = false; readThread.Join(); readThread = null; serialPort.Close(); parentForm.Invoke(new EventHandler(StatusChanged), new object[] {string.Format("Connection closed")}); } }//Close /// <summary> /// Diese Methode wir in einem eigenen Thread /// Nach dem Starten läuft sie im Hintergrund /// mit der Close-Methode beendet wird. /// Werden Daten an die eingestellte serielle /// gesendet werden sie an das untergeordnete /// gesendet /// </summary> private void Read() { ausgeführt. bis die Verbindung Schnittstelle Controll-Object while (readingStatus) { if(serialPort.IsOpen){ try { byte[] buffer = new byte[serialPort.ReadBufferSize + 1]; int count = serialPort.Read(buffer, 0, serialPort.ReadBufferSize+1); parentForm.Invoke(new EventHandler(DataReceived), new object[] { System.Text.Encoding.ASCII. GetString(buffer, 0, count) }); }catch(TimeoutException){} }else{ TimeSpan waitTime = new TimeSpan(0, 0, 0, 0, 50); Thread.Sleep(waitTime); }//if }//while }//Read /// <summary> /// Sendet Daten an die serielle Schnittstelle /// </summary> public void Send(string data) { if (IsOpen) { serialPort.Write(data + "\r"); //Rückgabe der gesendeten Daten an das Hauptprogtramm parentForm.Invoke(new EventHandler(DataReceived), Keskin, Schobesberger, Schuster 25 ESD-Eingangskontrollsystem }//if }//Send new object[] {data+"\r"}); /// <summary> /// Gibt den Status des seriellen Ports zurück /// </summary> public bool IsOpen { get{return serialPort.IsOpen;} } }//class ComPort Da wir diese Controller wegen des veralteten RS232 Standards nicht verwenden wollten, wurde die Klasse in unser Steuerprogramm nicht integriert. Darum wird diese auch nicht genauer beschrieben. 3.3.1.1 Datenübertragungsschnittstelle Die richtige Übertragungsschnittstelle zu finden war für uns schwierig, da die ganze Arbeit darauf aufbauen sollte. Für Herrn Opelt war von Anfang an klar, dass ein Bussystem Verwendung finden sollte, davon waren wir anfangs nicht überzeugt, versuchten jedoch, ein passendes System zu finden. Wir informierten uns über diverse Bussysteme, um das richtige System für unser Problem zu finden. Nachdem einige Geräte, die Daten über das Netzwerk senden, entschieden wir uns das hauseigene Netzwerk als Bussystem zu verwenden. Das Netzwerk als Bussystem bietet einen großen Vorteil, denn es befindet sich schon ein Netzwerk in der Firma und dadurch müssen wir nur ein Kabel bis zum nächsten Switch legen. Kurz darauf wurden wir auch bei der Suche nach einem I/O Controller fündig, der die digitalen Signale über das Netzwerk überträgt. 3.4 Theoretische Lösung Gerät Schnittstelle PGT digital Drehkreuz digital Überwachungskamera Ethernet/digital Lichtschranken digital Statuslichter digital 26 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem Salto-Steuereinheit Ethernet Server Ethernet I/O Controller Ethernet / Seriell RS232 Wir haben eine Tabelle erstellt, in der wir den einzelnen Geräten ihre Schnittstellen zugeordnet haben. Da bereits die meisten Geräte über das Netzwerk arbeiten, haben wir uns für einen Datenaustausch über das Netzwerk entschieden. Der große Vorteil von Ethernet ist in diesem Fall, dass es die geforderte Übertragungsgeschwindigkeit leicht erfüllt und außerdem in der Firma überall verfügbar ist. Ein Server empfängt und sendet Daten an die verschiedenen Geräte und ist das Zentrum des Systems. Die gesamte benötigte Software wird auf dem Firmenserver installiert und das System wird dann von einem zentralen Programm gesteuert. Da alle unsere Geräte ihre Daten per Ethernet übertragen, musste auch die Kamera diese Anforderung erfüllen. Ausgelöst wird diese Überwachungskamera jedoch per digitalem Signal. Ein anfängliches Problem war, die digitalen Signale vom PGT-Prüfungsgerät und von den Lichtschranken über das Netzwerk zu übertragen. Dieses Problem haben wir durch einen I/O Controller gelöst, dieser Controller sendet ein Bytearray an den Server, aus welchem dann die Eingänge gelesen werden. Eine Fehlinformation am Anfang des Projekts war, dass das Drehkreuz über einen Netzwerkanschluss verfügt und übers Netzwerk gesteuert werden kann. Es hat sich im Verlauf des Projektes herausgestellt, dass das Drehkreuz nur über Kontakte, die geschalten werden, gesteuert wird. Dieses Problem haben wir ebenfalls mithilfe des I/O Controllers lösen können, da dieser noch über genug Signal-Ein- und Ausgänge verfügte. Am Computer werden die gesamten Daten mithilfe eines eigenen Programms verarbeitet. Es fehlt nur noch die Identifizierung der Mitarbeiter. Die Identifizierung soll mithilfe eines iButtons erfolgen. 3.5 Identifizieren der Mitarbeiter Jeder Mitarbeiter hat einen iButton, mit dem er sich identifiziert und sich Zugang zu Büro-, Produktions- oder anderen Bereichen verschafft. Dieses System wurde von der Firma AlliedPanels zur Verfügung gestellt und musste daher verwendet werden. Keskin, Schobesberger, Schuster 27 ESD-Eingangskontrollsystem Abbildung 11 Leseeinheit WRM2000 7 Abbildung 12 Steuereinheit CU50EN 8 Die Leseeinheit ist mit einem CAT5 Kabel an die Steuereinheit angeschlossen, diese ist mit einem Server per Netzwerk verbunden. Verwaltet wird das Identifikationssystem mit einem eigenen Programm, welches auf dem Server, der sich im selben Netzwerk wie die Steuereinheit befindet, installiert ist. Abbildung 13 Screenshot RW Pro-Access Salto-Verwaltungsprogramm Mit dem Programm RW Pro-Access, von der Firma Salto, werden die Eingänge erstellt, konfiguriert und verwaltet. Auch die Mitarbeiter und dessen Zutrittsrechte 7 8 http://www.saltosystems.com/ images/stories/products/ WRM200072.jpg http://www.saltosystems.com/images/stories/products/details/ CU50EN.jpg 28 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem werden in diesem System verwaltet. Jedem Mitarbeiter können bestimmte Bereiche und Zeiträume zugeteilt werden, in denen sie diese Zugänge passieren dürfen. Alle Daten werden in einer Access-Datenbank gespeichert. 3.6 TCP- Server 3.6.1 TCP- Protokoll Bevor wir endgültig wussten, dass wir Daten über das TCP-Protokoll versenden und annehmen müssen, vermuteten wir, dass wir mit diesem Protokoll die Daten übertragen werden. Da das TCP-Protokoll ein zuverlässiges, verbindungsorientiertes Protokoll ist, ist es genau das richtige für unser Problem. Darum befassten wir uns schon vor unserem Praktikum mit diesem Protokoll. Wir programmierten zwei Programme, einen TCP-Server und einen TCP-Client. Das Schwierige daran war, dass eines der beiden Programme funktionieren musste, um das zweite zu testen. 3.6.2 Protokollbeschreibung Das TCP-Protokoll stellt eine virtuelle Verbindung zwischen zwei Anwendungen her. Auf beiden Seiten der Verbindung steht eine Programmierschnittstelle bereit. Diese Programmierschnittstelle plattformunabhängige wird als Schnittstelle Socket bezeichnet. zwischen dem Ein Socket ist eine Netzwerkprotokoll des Betriebssystems und der eigentlichen Anwendungssoftware. Aus der Sicht des Programmierers werden beim TCP-Protokoll keine Pakete übertragen, sondern Datenströme von Bytes. Eine TCP-Verbindung wird durch -die IP-Adresse des Servers und die Portnummer des Serverdienstes oder -die IP-Adresse des Clients sowie die Portnummer des Clients bestimmt. Da wir nicht nur mit einem Client, sondern mit mehreren kommunizieren müssen, ist es notwendig mehrere Clients gleichzeitig behandeln zu können. Um das zu realisieren, setzen wir das Multithreading ein. Keskin, Schobesberger, Schuster 29 ESD-Eingangskontrollsystem Def.: Multithreading 9 Multithreading ist ein anwendungsorientiertes Verfahren, bei dem Programme in Programmteile und Prozesse gegliedert werden, die unabhängig voneinander in parallelen Programmpfaden ablaufen. Multithreading ist eine softwaremäßige Aufspaltung von langsamen Vorgängen in parallele Threads, die durch zusätzliche Instruktionen der CPU parallel bearbeitet werden. Für den TCP-Server wurde eine eigene Klasse namens TCPServer erstellt. Anschließend wird die Realisierung der Klasse TCPServer beschrieben. class TCPServer { private TcpListener listener = null; private IPAddress ip; private int port = 20; private ArrayList sessionList; private int nc, nr;//Zählvariablen für die Anzahl der Clients private Control parentForm;//Das übergeornete Control-Objekt public event ProtUpdateDelegate Status; Als Erstes wird ein TcpListener erstellt und auf null gesetzt. Der TcpListener stellt Methoden für die Annahme von eingehenden Verbindungswünschen bereit. Anschließend werden die IP-Adresse und ein Serverport deklariert. Die ArrayList sessionList wird für die Clients genutzt. Jeder Client wird als Session-Objekt in der sessionList behandelt. public TCPServer(Control _parentForm) { sessionList = new ArrayList(); ip = Dns.GetHostEntry(Dns.GetHostName()).AddressList[0]; StartServer(); }//Konstruktor Zu Beginn wird die ArrayList sessionList erzeugt. Anschließend wird die IP des Computers in die Variable ip gespeichert und die Methode StartServer() wird aufgerufen. 9 http://www.itwissen.info/definition/lexikon/Multithreading-multithreading.html 30 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem /// <summary> /// Gibt die Anzahl der Clients zurück /// </summary> public int Clients{ get { return sessionList.Count; } } /// <summary> /// Mit dieser Methode wird der TCP-Server gestartet /// </summary> public void StartServer() { try { listener = new TcpListener(ip, port); listener.Start(); ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(this.Listen)); } catch (Exception e) { MessageBox.Show(e.ToString()); } }//Start Server In dieser Methode wird das TcpListener-Objekt namens listener mit der IPAdresse und der Portnummer erzeugt. Danach wird der listener gestartet und die Methode Listen wird in den ThreadPool geworfen. Tritt ein Fehler auf, wird eine MessageBox mit einer Fehlermeldung gezeigt. In dieser Methode kommt zum ersten Mal das Threading zum Einsatz und zwar in einer besonderen Form, dem ThreadPool. Das Threading war für uns anfangs ein wenig verwirrend. Sobald es mehr Threads wurden, wusste man nicht mehr genau, wann welcher Thread gerade aktiv ist. Doch mit einigen Testprogrammen bekamen wir das Problem in den Griff. Def: Der ThreadPool Statt für jede Aufgabe einen neuen Thread zeitaufwändig zu erzeugen und anschließend wieder zu zerstören, erstellt man hier einen ThreadPool. Durch ThreadPooling kann man Threads effizienter und ressourcenschonender einsetzen. Im ThreadPool werden eingehende Aufträge einem freien Thread zugeteilt oder in eine Warteschlange gestellt. Ein einzelner Thread überwacht den Status mehrerer Wartevorgänge, die sich in der Warteschleife befinden. Nach Keskin, Schobesberger, Schuster 31 ESD-Eingangskontrollsystem Beendigung eines Wartevorgangs wird die Rückruffunktion von einem Arbeitsthread im ThreadPool ausgeführt. public void Listen(object obj) { MSAccess ms = new MSAccess(); string sql; try { while (true) { TcpClient tcpClient = listener.AcceptTcpClient(); lock (this) { //Hier wird der Datenbankpfad zugewießen ms.Database = Properties.Settings. Default.Datenbankpfad; //Generiert den SQL-Code sql = "SELECT id_lock,ControllerIP FROM tb_Eingaenge WHERE ControllerIP='"; sql += (tcpClient.Client.RemoteEndPoint as IPEndPoint).Address.ToString() + "'"; DataTable table = ms.DataAdapter(sql); //Kontrolliert ob der Klient in der Datenbank //eingetragen ist. Wenn er nicht eingetragen //ist, wird die Verbindung verweigert if (table.Rows.Count == 1) { Session session = new Session(this, tcpClient,(int)table. Rows[0]["id_lock"]); ThreadPool.QueueUserWorkItem( new WaitCallback(session.Run)); sessionList.Add(session); }//if }//lock }//while } catch (Exception e) { lock (this) { MessageBox.Show(e.Message, "Fehler im ServerThread"); }//lock }//catch }//Listen 32 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem In dieser Methode werden eingehende Verbindungswünsche verarbeitet. Als Erstes wird ein MSAccess-Objekt erzeugt, das Methoden bereitstellt, um Daten einer Access-Datenbank zu verarbeiten. Anschließend wird in einer Endlosschleife geprüft, ob ein Client eine Verbindung wünscht. Durch die Methode AcceptTcpClient, die der TcpListener bereitstellt, wird ein TcpClient-Objekt vom Client, der die Verbindung wünscht, zurückgegeben, das zurückgegebene Objekt wird dann in dem Objekt tcpClient abgespeichert. Im nächsten Schritt wird der Eigenschaft Database des MSAccess-Objekts der Datenbankpfad zugewiesen. Anschließend wird überprüft, ob der Client überhaupt berechtigt ist, eine Verbindung herzustellen. Dazu wird ein SQL-String erzeugt und mit der Methode DataAdapter, welche vom MSAccess-Objekt zur Verfügung gestellt wird, ausgeführt. Die Methode DataAdapter gibt anschließend ein DataTable Objekt zurück. Wenn die Eigenschaft DataTable.Rows.Count gleich 1 ist, ist der Client eingetragen und eine Verbindung wird erlaubt. Wenn die Verbindung erlaubt wird, wird ein Session Objekt für den Client erzeugt, diesem Objekt wird das Server-Objekt, der TcpClient und die Tür ID-Nummer (id_lock) übergeben. Wenn das Objekt angelegt wurde, wird die Session.RunMethode() in den ThreadPool geworfen. Daraufhin wird dann das Session-Objekt zur sessionList hinzugefügt. Tritt in der Endlosschleife ein Fehler auf, wird eine MessageBox mit einer Fehlermeldung (Exception) ausgegeben. public void StopServer() { listener.Stop(); }//StopServer Mit dieser Methode kann der TCP-Server gestoppt werden. Dazu wird die Methode Stop() des TcpListener-Objekt aufgerufen. Keskin, Schobesberger, Schuster 33 ESD-Eingangskontrollsystem public void ClientRemove(object session) { lock (this) { sessionList.Remove((Session)session); } }//Cleint Remove Mit dieser Methode kann ein Client aus der sessionList entfernt werden. Man muss dieser Methode das zu entfernende Session-Objekt mitübergeben. Das ArrayListObjekt stellt eine Methode namens Remove zur Verfügung, welcher man das zu entfernende Objekt übergeben muss, um es aus der sessionList zu entfernen. In der Klasse TCPServer werden jetzt Verbindungen angenommen, jedoch nicht verwaltet. Der Client kann jetzt eine Verbindung herstellen, jedoch kann über diese Verbindung noch nicht kommuniziert werden. Um die Verbindungen der einzelnen Clients zu verwalten, wird die Klasse Session erzeugt. Mit dieser Klasse werden nun alle Clients verwaltet. Für jeden Client wird ein neues Objekt erzeugt und in der sessionList abgespeichert. In der jeweiligen Klasse wurde die Kommunikation zwischen Server und dem Client programmiert. class Session { private TcpClient client; private TCPServer server;//Der Server von dem der Client akzeptiert wurde private int client_id; //id_lock die Eingangs ID private NetworkStream stream;//Stream zum übertragen der Daten private int input;//Der Code, der vom Client übertragen wird private int inputControll; private bool dkz; int test = 0; In der Session wird ein TcpClient-Objekt für den Client erzeugt. public Session(TCPServer cs, TcpClient _client, int id) { server = cs; client = _client; client_id = id; }//Konstruktor Im Konstruktor werden die Felder gesetzt. 34 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem public void Run(object obj) { try { stream = client.GetStream(); stream.ReadTimeout = 50000; byte[] data = new byte[14]; int nRead; stream.Write(IOControll.OutputOffAll(), 0, IOControll.OutputOffAll().Length); while (true) { nRead = stream.Read(data, 0, data.Length); //-----------------------------// Hier wurde der Kontrollablauf // programmiert //-----------------------------}//while } catch (IOException ex) { MessageBox.Show(ex.ToString()) } finally { CloseSession(); } }//Run Durch diese Methode wird mit dem Client kommuniziert. Beim Erzeugen des Session-Objekts wird diese Methode in einem eigenen Thread ausgeführt. Durch die Methode GetStream(), die vom TcpClient-Objekt bereitstellt wird, wird ein NetworkStream zurückgegeben und in stream gespeichert. Durch dieses NetworkStream-Objekt können Daten empfangen oder gesendet werden. Anschließend wird die ReadTimeout Eigenschaft gesetzt. Diese Eigenschaft ruft die Zeitspanne ab, in der ein Lesevorgang während des Wartens auf Daten blockiert wird. Danach wird ein Bytearray erzeugt, um die empfangenen Daten zu speichern. Durch die Methoden Write() und Read() können Daten aus oder in den Stream geschrieben oder gelesen werden. Damit man sicher sein kann, dass am Anfang alle Ausgänge ausgeschaltet sind, werden sie durch die Methode IOControll.OutputOffAll() ausgeschaltet. Um Daten zu empfangen, muss man die Methode Read() ausführen. Dies muss Keskin, Schobesberger, Schuster 35 ESD-Eingangskontrollsystem während der ganzen Verbindungsdauer, mittels einer Endlosschleife, geschehen. In dieser Endlosschleife wurde der Kontrollablauf des Einganges ausprogrammiert. /// <summary> /// Sendet einem Client Daten /// </summary> /// <param name="data">Das zu sendende Byte Array[7]</param> private void TellClient(byte[] data) { stream.Write(data, 0, 7); }//TellClient Diese Methode übernimmt ein 7 stelliges Byte-Array und sendet es über den NetworkStream an den Client beziehungsweise an den I/O Controller. /// <summary> /// Beendet die Verbindung mit dem Clienten /// und wirft ihn aus der SessionList /// </summary> private void CloseSession() { client.Client.Shutdown(SocketShutdown.Both); client.Close(); server.ClientRemove(this); }//CloseSession Mit dieser Methode wird die Verbindung innerhalb der Klasse beendet. client.Client.Shutdown(SocketShutdown.Both); Durch diesen Befehl wird der Socket im TcpClient–Objekt aufgefordert, vor dem Schließen alle Daten zu emfangen oder zu senden. Danach wird der Client mit der Close()-Methode geschlossen, um Ressoucen zu schonen. Am Ende dieser Methode wird das Session-Objekt aus der sessionList entfernt, dazu wird die Methode ClientRemove() im TCPServer-Objekt aufgerufen. Dieser Methode muss man das zu entfernende Session-Objekt übergeben. 36 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem 3.7 Digitaler I/O Controller PL Nach einer langen Suche nach einem Gerät für die Datenkonvertierung von einem digitalen Signal auf Ethernet und umgekehrt entschieden wir uns für den I/O Controller PL von der Firma HW-Group. Wir wussten, dass wir mindestens vier digitale Eingänge für: • • • 2x Lichtschranke 2x ESD-Prüfgerät 1x Schalter zum Zurücksetzen des Alarms und mindestens zwei digitale Ausgänge für: • • 1x Signallampe 1x Signallampe für den Benutzer benötigen. Außerdem waren wir uns nicht ganz sicher, ob das Drehkreuz wirklich über Ethernet erreichbar ist und auch die Auslösung von Schwenktür und Kamera war uns noch nicht bekannt. Deshalb entschieden wir uns dafür, ein Gerät zu kaufen, das etwas mehr digitale Ein- und Ausgänge hat, also ein Gerät mit 8 digitalen Eingängen und 8 digitalen Ausgängen. Nach einer Recherche fanden wir den I/O Controller PL von HW-Group, der sogar preislich noch günstiger war als einige Varianten mit weniger Ein- und Ausgängen. Außerdem hatte dieser einen COM-Port, der über Ethernet als virtueller COM-Port erreichbar ist. Diese Funktion ist nicht nur zum Einstellen des Controllers von Vorteil, sondern sollte eine gewisse Absicherung darstellen, falls wir irgendein Gerät über RS-232 betreiben müssen, was fast der Fall gewesen wäre. Nach der Recherche und einer Absprache innerhalb des Projektteams und mit unserem Betreuer entschieden wir uns, die österreichische Vertretung der HWGroup, die Firma Bellequip, zu kontaktieren. Die Firma Bellequip begeisterte uns sofort durch eine sehr gute Beratung, weshalb wir uns dann entschieden, das Gerät zu kaufen. Der I/O Controller sollte uns in unserer Arbeit um einiges vorwärts bringen. Jedoch brachte er ein Protokoll mit, das uns lange Zeit immer wieder beschäftigen sollte, der Name des Protokolls ist NVT (Network Virtual Terminal). Der Controller sendet in einer Client/Server – Verbindung die Änderungen an den Eingängen als Bytearray an den Server. Dieses Bytearray beinhaltet alle Informationen über die Situation bei den Keskin, Schobesberger, Schuster 37 ESD-Eingangskontrollsystem Eingängen. Da wir zu Beginn der Arbeit nicht genau genug recherchiert hatten, gingen wir davon aus, den String, den man im Herkules-Programm angezeigt bekommt, wenn dieses Daten empfängt, auch zum Vergleichen und somit Herausfinden der Eingangsnummer verwenden zu können. Abbildung 14 Screenshot Hercules Setup ulility 3.7.1.1 Das NVT-Protokoll Unsere Überlegung, in C# ausformuliert, sah dann so aus: public static int Input(byte[] bytearray) { //ByteArray in String convertieren string hexstring = BitConverter.ToString(bytearray); //Variable für die Eingangsnummer int eingang; //Switch vergleicht den Inhalt von "hexstring" mit den //verschiedenen Eingängen, um die Nummer des Eingangs zu //bekommen! 38 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem } } } switch (hexstring) { case "FF-FA-2C-32-00-FF-F0-FF-FA-2C-34-7F-FF-F0": { eingang = 7; break; } case "FF-FA-2C-32-00-FF-F0-FF-FA-2C-34-BF-FF-F0": { eingang = 6; break; } case "FF-FA-2C-32-00-FF-F0-FF-FA-2C-34-DF-FF-F0": { eingang = 5; break; } case "FF-FA-2C-32-00-FF-F0-FF-FA-2C-34-EF-FF-F0": { eingang = 4; break; } case "FF-FA-2C-32-00-FF-F0-FF-FA-2C-34-F7-FF-F0": { eingang = 3; break; } case "FF-FA-2C-32-00-FF-F0-FF-FA-2C-34-FB-FF-F0": { eingang = 2; break; } case "FF-FA-2C-32-00-FF-F0-FF-FA-2C-34-FD-FF-F0": { eingang = 1; break; } case "FF-FA-2C-32-00-FF-F0-FF-FA-2C-34-FE-FF-F0": { eingang = 0; break; } default: { return 99; } } return eingang; In dieser Methode wird das vom I/O Controller gelieferte Bytearray bytearray mittels der Standartklasse BitConverter in den String hexstring umgewandelt. Mit einer Switchkonstruktion wird dann ermittelt, welcher aus dem Herkules-Programm entnommene String mit dem vom I/O Controller hereingegebenen übereinstimmt. Keskin, Schobesberger, Schuster 39 ESD-Eingangskontrollsystem Diese Methode funktioniert sehr gut, solange sich nur ein Eingang ändert, ändern sich jedoch mehrere Eingänge, so ergibt das einen anderen String, da das NVTProgramm die Änderungen an allen 8 digitalen Eingängen mit Hilfe von 255 Byte ausdrückt. 3.7.1.2 Die verbesserte Version Um das Ganze zu verstehen, mussten wir uns dieses Bytearray genauer ansehen. Bei diesem Beispiel wurde nur der Eingang sieben geschalten. FF-FA-2C-32-00-FF-F0-FF-FA-2C-34-7F-FF-F0 Für die Ausgabe wichtig ist der Hexawert „7F“, was dezimal „127“ und binär „0111111“ beträgt. Diese Stelle im Array beschreibt die geschalteten Eingänge. Der Converter schickt die Daten im NVT Protokoll, welches besagt, dass in den 255 Bytes die Zustände aller Eingänge beschrieben werden. Nehmen wir also unser Beispiel „7F“ in binär, da man es hier am besten sieht, welche Eingänge geschalten sind, nämlich in diesem Fall der Eingang Nummer sieben bei unserem I/O Controller. Das ist der Eingang, bei dem im Binären eine Null steht. Hätten wir die Zahl „FF“ (binär: 11111111) wäre keiner der Eingänge geschalten. Bei der Hexazahl „00“ sind alle Eingänge geschalten. Aus dieser Feststellung folgt dann der neue Code: public static int Input(byte[] bytearray) { if (bytearray[10] != 52) { return 99; } int count = bytearray[11]; if (count <= 0) return 99; int[] led = new int[8]; for (int i = led.Length - 1; i >= 0; i--) { led[led.Length - 1 - i] = count % 2; count = Convert.ToInt32(Math.Round((double)(count / 2), 40 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem } 0)); for (int i = led.Length - 1; i >= 0; i--) { if (led[i] == 0) return i; } return 99; }//input Wenn sich die Lage bei den Eingängen ändert, das heißt, wenn ein Eingang schaltet, sendet der I/O Controller ein Bytearray an den Server. Ist das der Fall, steht an der elften Stelle des Bytearrays der Hexawert „34“, also in dezimal 52. Ist das nicht der Fall, wird die Methode mit „return 99“ beendet. 99 wird in der Klasse IOControll immer dann übergeben, wenn ein falsches Bytearray oder eine falsche Eingangsnummer übermittelt wurde. In dieser Methode wird die Hexazahl, die stellvertretend für die geschaltenen Eingänge steht, in eine Binärzahl umgerechnet. Wir haben also versucht, von der Zahl bei jedem Schleifendurchlauf, wenn i für die Zählvariable steht und dekrement behandelt wird, die Zahl modulo 2 zu berechnen. Das Ergebnis speichern wir dann in ein Array. Dass wir damit eine Binärzahl erzeugen, merkten wir erst, als die Methode dann fertig war und wir uns das Ergebnis ausgeben ließen. Zum Beispiel: 255 mod 2 1 127 mod 2 1 63 mod 2 1 31 mod 2 1 15 mod 2 1 7 mod 2 1 3 mod 2 1 1 mod 2 1 Das führt zu dem Ergebnis: 1111 1111 in binär und heißt, dass keine Eingänge geschalten sind. for (int i = led.Length - 1; i >= 0; i--) Keskin, Schobesberger, Schuster 41 ESD-Eingangskontrollsystem { } if (led[i] == 0) return i; In dieser for-Schleife wird nach dem letzten geschalteten Eingang gesucht, da dieser die höchste Priorität hat. Dieses Programm brachte dann die gewünschten Ergebnisse, jedoch konnten wir nicht vorhersehen, dass der I/O Controller während des Testaufbaues seinen Dienst verweigert. Der I/O Controller bekam dadurch, dass wir keinen galvanischen Trenner nutzten, einen zu hohen Strom auf die Eingänge, was einige ICs nicht aushielten. Jetzt musste zum Testen ganz schnell eine Alternative her, da wir auf das neue Gerät 2 Wochen warten mussten. Wir entschieden uns also, das Programm TCPClient, das wir zeitgleich mit dem TCP-Server programmierten, auf ein Testprogramm umzurüsten. 3.8 TCP-Client Abbildung 15 Screenshot TCP-Client Testprogramm Man sieht hier die Programmoberfläche des fertigen TCP-Clients. Es wurde für jeden Ein- beziehungsweise Ausgang ein Button oder ein Signalfeld angelegt, um den Server ordentlich testen zu können. Da wir Probleme mit dem Programm hatten, das 42 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem die Daten in die Datenbank schreibt, haben wir eine Zeitstoppuhr eingebaut. Die Stoppuhr stoppt die Zeit mit, die vom Absenden bis zum Eintreffen des simulierten Signals für das Erdungsprüfgerät, bis zur Rückmeldung des Servers an das simulierte Drehkreuz vergeht. Mit diesem Client konnten wir dann den Server optimieren, ohne Zeit zu verlieren, und gleichzeitig auch noch mit mehreren Clients testen. Das war für uns eine große Erleichterung, da wir ohne einen zweiten Teststand jetzt wussten, dass unser Programm funktioniert. Def.: try-catch 10 Der try-Block enthält den überwachten Code, der möglicherweise die Ausnahme verursacht. Der Block wird solange ausgeführt, bis er erfolgreich abgeschlossen oder eine Ausnahme ausgelöst wird. Hier sieht man den try–Block des Clients, also den Teil, in dem versucht wird, etwas zu lesen, oder zu schreiben. try { if (connected == false) { client = new TcpClient("bigone", port); stream = client.GetStream(); connected = true; txtinfo.Text += "tcp client gestartet" + Environment.NewLine; lblverbindung.Text = "Verbunden mit Horst!"; ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(this.Receive)); } } catch (ArgumentNullException ex) { txtinfo.Text+="Exception:"+ex.ToString()+Environment.NewLine; } catch (SocketException ex) { txtinfo.Text+= "SocketException:"+ ex.ToString()+Environment.NewLine; } Da der TCP-Client generell mit dem TCP-Server programmiert werden muss, um die Programme miteinander testen zu können, gehen wir hier jetzt nicht noch einmal genau auf die Funktionsweise ein. 10 http://msdn.microsoft.com/de-de/library/0yd65esw(VS.80).aspx Keskin, Schobesberger, Schuster 43 ESD-Eingangskontrollsystem namespace TCPClient { delegate void ProtUpdateDelegate(string s); public partial class TCPClient : Form { DateTime timepgt; DateTime timedkz; TcpClient client = null; const int port = 20; NetworkStream stream; bool connected=false; ProtUpdateDelegate protokollant; Für den TCP-Client brauchen wir einen Serverport und einen Networkstream. Außerdem wird die Variable bool connected deklariert und auf false gesetzt und ein Delegate definiert. public TCPClient() { InitializeComponent(); protokollant = new ProtUpdateDelegate(ProtUpdate); } Im Konstruktor wird das Delegate protokollant erzeugt. private void btnstart_Click(object sender, EventArgs e) { try { if (connected == false) { client = new TcpClient("servername", port); stream = client.GetStream(); connected = true; ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(this.Receive)); } } catch (ArgumentNullException ex) { txtinfo.Text+="ArgumentNullException:" +ex.ToString()+Environment.NewLine; } catch (SocketException ex) { txtinfo.Text+= "SocketException:"+ ex.ToString()+Environment.NewLine; } }//Start 44 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem Die Methode btnstart_Click() verbindet den Client mit dem TCP-Server. Im try–Block wird mit einer if-Anweisung (connected == false) überprüft, ob bereits eine Verbindung besteht, falls das nicht der Fall ist, wird mit client = new TcpClient("servername", port) ein neuer TCP-Client erstellt. Um mit dem TCPServer kommunizieren zu können, brauchen wir einen Stream, den wir mit stream = client.GetStream() erstellen. Jetzt setzen wir noch connected auf true. Mit ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(this.Receive)) wird die Methode Receive() in den Threadpool geworfen, wo sie dann verwaltet wird. Falls der Client keine Verbindung herstellen kann, wird eine Exception ausgelöst. void Receive(Object obj) { try { stream.ReadTimeout = 100000000; //msec byte[] data = new byte[7]; int nRead; while (true) { nRead = stream.Read(data, 0, data.Length); if (nRead > 0) { BeginInvoke(protokollant, BitConverter.ToString(data)); //Führt ein Delegate aus um bytearray aus dem //Threadpool zu bringen } } } } catch (Exception ex) { MessageBox.Show(ex.Message, "Fehler beim Nachrichtenempfang.", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error); } Die Methode Receive() bildet das Herzstück des TCP-Client. Im try–Block wird ein ReadTimeout von 10^8 Millisekunden festgelegt, das ist die Zeitspanne, in der ein Lesevorgang während des Wartens auf Daten blockiert wird. Außerdem wird das Bytearray data und int nRead deklariert. In einer Endlosschleife wird jetzt die Länge des Bytearray data ermittelt und das Bytearray mit Daten gefüllt. Wenn nRead größer als 0 wird, werden mittels Delegate die Daten an den Haupthread gesendet, Keskin, Schobesberger, Schuster 45 ESD-Eingangskontrollsystem dazu wandeln wir das Bytearray in einen String um. Falls der Client nichts lesen kann, wird eine Exception ausgelöst. 3.9 Fehlerprotokoll Damit man fehlerhafte Eintrittsversuche kontrollieren kann, haben wir ein Fehlerprotokoll programmiert. In diesem Protokoll werden alle fehlerhaften Eintrittsversuche gespeichert. Damit nicht alle Fehleintritte angezeigt werden, kann man einen gewissen Zeitraum auswählen. Weiters haben wir einen Button zum Drucken hinzugefügt. Abbildung 16 Screenshot Protokoll der fehlerhaften Eintrittsversuche Die Klasse Protokoll ist eine abgeleitete Klasse von Form-Object. public partial class Protokoll : Form { public Protokoll() { InitializeComponent(); rb2tage.Checked = true; dgvProtokoll.AllowUserToAddRows = false; LoadData(new DateTime(1,1,3)); } Im Konstruktor wird die Zeit, mittels Radio-Buttons, auf zwei Tage voreingestellt. Sie kann auf 2 Tage, 7 Tage, 4 Wochen, 6 Monate und 12 Monate eingestellt werden. 46 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem Um die Daten anzuzeigen, wird ein DataGridView verwendet. Damit der Benutzer keine Zeilen hinzufügen kann, wird die Eigenschaft AllowUserToAddRows auf false gesetzt. Anschließend wird die Methode LoadData(DateTime date) aufgerufen. Dieser Methode wird ein DateTime-Objekt mit der eingestellten Zeit mit übergeben. private void LoadData(DateTime date){ DateTime dt = DateTime.Now; dt = dt.AddMonths(-date.Month + 1); dt = dt.AddDays(-date.Day + 1); dt = dt.AddYears(-date.Year + 1); try { MSAccess ms = new MSAccess(Properties.Settings.Default.Datenbankpfad); string sql = "SELECT ID,LastName,FirstName,Datum,tb_Locks.Name FROM tb_Locks,tb_Users,tb_ESDfailed "; sql += "WHERE UserID=id_user AND LockID=id_lock AND "; sql += "Datum>#"+dt.Month+"/"+dt.Day+"/"+dt.Year+"#"; DataTable table = ms.DataAdapter(sql); table.Columns["FirstName"].ColumnName = "Vorname"; table.Columns["LastName"].ColumnName = "Nachname"; table.Columns["Name"].ColumnName = "Eingangname"; dgvProtokoll.DataSource = table; dgvProtokoll.Update(); } catch (NullReferenceException) { return; } catch (Exception e) { MessageBox.Show(e.ToString()); } }//LoadData Diese Methode wird im Konstruktor aufgerufen. In dem DateTime-Objekt dt wird der anzuzeigende Zeitraum gespeichert, dazu wird die ausgewählte Zeitspanne vom aktuellen Datum abgezogen. Anschließend werden die Daten aus der Datenbank geladen. Dazu wird ein MSAccess-Objekt erzeugt, mit dem ein SQL-Code ausgeführt werden kann. Anschließend wird ein SQL-String erzeugt. Dieser wird mittels der Methode DataAdapter, die das Objekt MSAccess beinhaltet, ausgeführt. Aus der Datenbank werden von den Tabellen tb_Locks,tb_Users,tb_ESDfailes die Spalten ID, LastName, FirstName und Datum in dem gewissen Zeitraum geladen. Die Methode DataAdapter() gibt ein DataTable-Objekt zurück, welches in die Variable table gespeichert wird. Im nächsten Schritt werden die Keskin, Schobesberger, Schuster 47 ESD-Eingangskontrollsystem Spaltennamen geändert. Damit man die Tabelle im DataGridView schließlich sehen kann, muss man zuerst die Tabelle der DataSource-Eigenschaft des DataGridView zuweisen. Danach wird das DataGridView mit der Update()-Methode aktualisiert. Tritt im try-Block ein Fehler auf, wird ein catch-Teil ausgeführt. Welcher ausgeführt wird, hängt vom Fehler ab. private void rb2tage_CheckedChanged(object sender, EventArgs e) { LoadData(new DateTime(1,1,3)); } private void rb7tage_CheckedChanged(object sender, EventArgs e) { LoadData(new DateTime(1, 1, 8)); } private void tb4w_CheckedChanged(object sender, EventArgs e) { LoadData(new DateTime(1, 1, 29)); } private void rb3monate_CheckedChanged(object sender, EventArgs e) { LoadData(new DateTime(1, 4, 1)); } private void rb6monate_CheckedChanged(object sender, EventArgs e) { LoadData(new DateTime(1,7,1)); } private void rb12monate_CheckedChanged(object sender, EventArgs e) { LoadData(new DateTime(2,1,1)); } Um den Zeitraum der anzuzeigenden Fehleintritte zu ändern, muss per Radio-Button eine Zeitspanne gewählt werden. Der Radio-Button erkennt die Veränderung und ein Ereignis wird ausgeführt. In diesem Fall wird, je nach Radio Button, eine der obigen Methoden ausgeführt. Diese Methoden rufen wiederum die Methode- LoadData(DateTime date) auf, welcher der Zeitraum mit übergeben wird. 48 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem private void toolStripButton1_Click(object sender, EventArgs e) { MyPrintPreviewDialog dr = new MyPrintPreviewDialog(((DataTable)dgvProtokoll.DataSource)); } Um das Protokoll nicht nur elektronisch zur Verfügung zu haben, haben wir auch das Ausdrucken realisiert. Wenn man im linken, oberen Bereich den Button Drucken auswählt, wird ein MyPrintPreviewDialog-Objekt erzeugt. Diesem Objekt wird die Tabelle des DataGridView-Objekts mit übergeben. Anschließend öffnet sich eine Druckvorschau, in der man sich das Dokument ansehen und ausdrucken kann. 3.10 Ablaufsteuerung Die Ablaufsteuerung wurde in der Session-Klasse implementiert, da dort die Kommunikation zwischen Server und Clients stattfindet. Zuerst unterteilten wir die Gesamtprüfzeit in Einzelabschnitte. WRM 2000 PGT 100 DKZ 350 t1 t2 Gesamtprüfzeit t1 … Zeit zwischen Identifizierung und ESD-Prüfung t2 … Zeit zwischen Drehkreuz Freigabe und dem Passieren der Lichtschranken Abbildung 17 Prüfzeitzerlegung Keskin, Schobesberger, Schuster 49 ESD-Eingangskontrollsystem 3.10.1 Ablaufbeschreibung Ein großes Problem war, dass wir nicht wussten, durch welches Ereignis die Prüfung gestartet werden soll. Eine gute Lösung wäre gewesen, wenn man die Identifizierung als Prüfungsstart verwenden könnte, doch diese Daten werden durch ein eigenes Programm (RW Pro- Access) von der Firma Salto verarbeitet. Da die Firma Salto ein eigenes Protokoll verwendet und die Daten durch eine 3DES-Verschlüsselung schützt, war es uns nicht möglich, diese Daten in unserem Programm anzunehmen. Doch wir haben eine einfache Lösung gefunden, wir lesen die Daten einfach aus der Datenbank der Salto-Software. Die Prüfung starten wir einfach durch das ESDPrüfgerät. Wird eine ESD-Prüfung durchgeführt, so stellt der I/O Controller eine Verbindung zum Server her und sendet ein 14-stelliges Bytearray. Dieses Bytearray wird mit der Klasse IOControll in eine Zahl umgewandelt. Jede Zahl steht für einen Eingang am I/O Controller. Jetzt gibt es mehrere Möglichkeiten, es könnte eine Prüfung gestartet werden oder jemand versucht das System zu umgehen, indem er zum Beispiel über das Drehkreuz springt. Hat das ESD-Prüfgerät Daten gesendet, so wird eine Prüfung gestartet. Das ESD-Prüfgerät unterscheidet, ob die Prüfung positiv oder negativ war. Als Nächstes werden die Identifizierungsdaten aus der Datenbank gelesen, wurde in der Zeit t1 kein Mitarbeiter identifiziert, dann wird die Prüfung verworfen. Wenn sich jemand in der Zeit t1 identifiziert hat, dann wird die Prüfung fortgesetzt. War die ESD-Prüfung positiv, dann wird das Drehkreuz freigegeben und der Mitarbeiter hat eine gewisse Zeit (t2), um die Lichtschranken zu passieren. In dieser Zeit werden die Lichtschranken deaktiviert. Wenn die ESD-Prüfung jedoch negativ war, wird der Mitarbeiter in die Datenbank eingetragen, außerdem wird eine rote Signalleuchte für zwei Sekunden eingeschaltet. Wenn jetzt die Lichtschranken senden, wird überprüft, welcher der beiden Lichtschranken zuerst ausgelöst wurde. Damit können wir die Gehrichtung bestimmen. Kommt jetzt ein Mitarbeiter vom EPA-Bereich und will diesen verlassen, werden zwar beide Lichtschranken aktiviert, doch es wird die Kamera nicht ausgelöst. Will jedoch jemand über das Drehkreuz springen, dann werden die Lichtschranken aktiviert und ein Bild wird aufgenommen. Dieses Bild wird lokal am Server abgelegt. 50 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem In dieser Tabelle wird die Aussage der Signalleuchten veranschaulicht: Signalleuchte 1 Signalleuchte 2 (Grün) (Rot) Bedeutung Es kann eine neue Prüfung gestartet werden. Die Identifizierung war nicht erfolgreich oder wurde nicht durchgeführt. Negative ESD-Prüfung. Der Mitarbeiter wurde in die Datenbank eingetragen. Eine ESD-Prüfung wurde gestartet. Beide Lampen leuchten für eine gewisse Zeit (Übergangszeit) nicht. Wenn das Drehkreuz freigegeben wird, muss der Mitarbeiter, solange keine Lampe leuchtet, die Lichtschranken passieren. 3.10.2 Programmablaufplan Programmablaufplan der Run()-Methode in der Session-Klasse: Keskin, Schobesberger, Schuster 51 ESD-Eingangskontrollsystem Abbildung 18 SFC - Programmablaufplan der Prüfungsmethode 1 52 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem Programmablaufplan der StarteKontrolle()-Methoden in der Session-Klasse: Diese Methode wird in einem eigenen Thread ausgeführt, wenn ein Prüfungsstart erfolgt. Abbildung 19 SFC - Programmablaufplan der Prüfmethode 2 Keskin, Schobesberger, Schuster 53 ESD-Eingangskontrollsystem Erläuterung der wichtigsten Variablen und Methoden der beiden Programmablaufpläne: bool dkz Standardmäßig auf false gesetzt. Wird diese Variable auf true gesetzt, wird das Drehkreuz freigegeben. Nach der Zeit t2 wird die Variable wieder auf false gesetzt. int test Hat standardmäßig den Wert 0. Wird eine Prüfung gestartet, so wird die Variable auf 1 gesetzt. Nach der Prüfung wird der Variable test wieder der Wert 0 zugewiesen. bool vierer Wenn input 4 oder 5 ist, wird die Variable vierer oder fuenfer bool fuenfer auf true gesetzt. Nach einer gewissen Zeit wird die Variable wieder auf false gesetzt. int input Wird vom Client ein Bytearray gesendet, wird es, nach dem Umwandeln mit der IOController-Klasse, der Variable input zugewiesen. Übergangszeit In dieser Zeit muss der Mitarbeiter, nach einer bestandenen Prüfung, die Lichtschranken passiert haben. OutputOn(x) Mit diesen Methoden werden die Ausgänge am I/O Controller bzw geschaltet. Die Zahl x gibt die Ausgangsnummer an. OutputOff(x) 3.11 Die Datenbank Eine sehr große Rolle in der Arbeit spielt die Datenbank. Auf den Grund werde ich jetzt näher eingehen. Und zwar müssen wir die Daten von der SaltoZugangskontrolle übernehmen und dann weiterverarbeiten. Wir haben natürlich versucht, die Daten, also die user-ID, direkt anzunehmen. Diese Idee war jedoch nicht durchsetzbar, da Salto alle Daten in einem eigenen Protokoll verschlüsselt sendet. Spätestens als wir das herausfanden, mussten wir uns Gedanken über eine andere Lösung machen. Nach längerer Recherche kamen wir schließlich auf die Idee, die Daten aus der Datenbank zu lesen. Während wir an dieser Lösung bereits arbeiteten, suchten wir auch noch nach einer Lösung, die Daten anders zu 54 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem bekommen. Eine Alternative wäre ein zusätzliches Steuergerät gewesen, welches jedoch wieder hohe Kosten verursacht hätte und durch eine Datenübertragung per RS232 nicht gerade beeindruckend war, da wir versuchten die Datenübertragung, so weit es geht, per Bussystem zu vollziehen. So entschieden wir uns, die Daten einfach aus der bereits bestehenden Access-Datenbank zu holen. Das hatte natürlich den Vorteil, dass wir auch anfallende Daten gleich in der Datenbank mit dokumentieren können. 3.11.1 Die Klasse MSAccess Die Klasse MSAccess wurde von uns programmiert, um mit der Methode DataAdapter() aus der Datenbank lesen zu können oder mit der Methode DataWrite() in die Datenbank schreiben zu können. Diese beiden Methoden werden bei jeder Kommunikation mit der Datenbank verwendet. class MSAccess { private string database; public MSAccess() { }//Konstruktor } public MSAccess(string _database) { database = _database; }//Konstruktor //--------------------Eigenschaften-------------------/// <summary> /// Setzt die Datenbank /// </summary> public string Database{ set { database = value; } In der Eigenschaft Database wird hier die Datenbank gesetzt. /// <summary> /// Öffnet die Datenbank und führt einen SQL string aus. /// </summary> /// <param name="sql">SQL String</param> /// <returns>Gibt zurück ob das Schreiben in die Datenbank ///erfolgreich war</returns> public bool DataWrite(string sql) { try Keskin, Schobesberger, Schuster 55 ESD-Eingangskontrollsystem { string connStr = @"Provider=Microsoft.ACE.OLEDB.12.0; Data Source=" + database + ";Jet OLEDB:Database Password=xxxxxxxxxxxxxxxx"; OleDbConnection connection = new OleDbConnection(connStr); connection.Open(); OleDbCommand command = new OleDbCommand(sql, connection); command.ExecuteNonQuery(); connection.Close(); return true; } catch (OleDbException) { MessageBox.Show("Fehler beim Schreiben in die Datenbank", "Fehler beim Schreiben"); return false; } }//DataWrite }//MSAccess }//ESD_Eingangskontrollsystem Die Methode DataWrite() wird verwendet, um in die Datenbank zu schreiben. In einem try-Block wird versucht, in die Datenbank zu schreiben. War das Schreiben erfolgreich, wird true zurückgegeben, falls das Schreiben nicht erfolgreich beendet werden konnte, wird eine Exception ausgelöst und false zurückgegeben. Die Verbindung zur Datenbank wird folgendermaßen aufgebaut. Zuerst wird ein Connectionstring definiert: string connStr = @"Provider=Microsoft.ACE.OLEDB.12.0; Data Source=" + database + ";Jet OLEDB:Database Password= xxxxxxxxxxxxxxxx "; Dieser connStr wird dem Verbindungsobjekt direkt als Argument mit übergeben. OleDbConnection connection = new OleDbConnection(connStr); Um jetzt die Verbindung zur Datenbank zu öffnen und auf die in ihr enthaltenen Daten zugreifen zu können, muss noch die Methode Open() aufgerufen werden. OleDbCommand command = new OleDbCommand(sql, connection); command.ExecuteNonQuery(); connection.Close(); return true; 56 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem Wir erzeugen ein Datenbankobjekt command und schreiben mit der Methode ExecuteNonQuery() die Daten in die Datenbank. Nach dem Schreiben wird die Verbindung getrennt und true zurückgegben. 3.11.1.1 Methode DataAdapter Um nicht ständig mit der Datenbank kommunizieren zu müssen, entschlossen wir uns dazu, den OleDbDataAdapter zu verwenden. Der OleDbDataAdapter ist eine Art Bindeglied zwischen der Datenquelle und dem lokalen Speicher. Er hat die Fähigkeit, Daten aus einer Datenquelle abzufragen und diese dann in einer oder mehrerer Tabellen lokal abzulegen. Um die Auslastung so gering wie möglich zu halten, baut der OleDbDataAdapter nur dann eine Verbindung zur Datenbank auf, wenn es unbedingt notwendig ist. Sind die Operationen abgeschlossen, wird die Verbindung sofort wieder beendet. Die folgende Methode liest die Daten aus der Datenbank mittels eines OleDbDataAdapter. Übergeben wird dabei die Variable string sql, welche den SQL-Datenbankbefehl beinhaltet. //---------------Mehtoden---------------/// <summary> /// Ließt Daten aus der Datenbank mittels Data Adapter /// Bei einem Fehler gibt diese Methode null zurück /// </summary> /// <param name="sql">SQL Befehl</param> public DataTable DataAdapter(string sql) { try { string connStr = @"Provider=Microsoft.ACE.OLEDB.12.0; Data Source=" + database + ";Jet OLEDB:Database Password= xxxxxxxxxxxxxxxx"; Natürlich wird auch beim OleDbDataAdapter ein Connectionstring zum Aufbauen einer Verbindung benötigt. if (!File.Exists(database)) { throw new DatabaseException("Die Datenbank existiert nicht!", "test"); } Keskin, Schobesberger, Schuster 57 ESD-Eingangskontrollsystem Mit File.Exists(database) wird kontrolliert, ob das File existiert, sollte das nicht der Fall sein, wird hier eine DatabaseException geworfen, die einen misslingenden Verbindungsaufbau verhindert. Mit OleDbDataAdapter adapter = new OleDbDataAdapter(sql,connStr); wird das OleDbDataAdapter–Objekt Datenbankbefehl sql erzeugt. Außerdem wird der SQL- und das Verbindungsobjekt connStr übergeben. Jetzt erzeugen wir noch ein DataSet, in dem die Daten vorübergehend gespeichert werden. DataSet ds = new DataSet(); adapter.Fill(ds); Gegenüber der normalen Datenbankverbindung entfällt hier das Öffnen, da das der DataAdapter selbständig macht. Die Methode Fill(ds) füllt die Tabelle ds mit den Daten aus der Tabelle in der Datenbank.. return ds.Tables[0]; Im Falle eines auftretenden Laufzeitfehlers gibt es auch hier wieder Exceptions, die bei Auftreten eines Fehlers den Vorgang ohne Programmabsturz beenden. } catch (OleDbException e) { MessageBox.Show(e.Message.ToString(),"OleDbException"); return null; }catch (Exception e) { MessageBox.Show(e.Message.ToString(),"Exception"); return null; } }//DataAdapter 58 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem 3.11.2 Klasse AccessData Im Folgenden werden die Methoden aus der Klasse AccessData beschrieben und erklärt. Die Klasse AccessData nimmt sich hauptsächlich die Klasse MSAccess als Werkzeug. class AccessData { private int user_id; private DateTime datum; private int count; public AccessData() { }//Konstruktor //Eigenschaften public int User_Id { get { return user_id; } set { user_id = value; } } public DateTime Datum { get { return datum; } set { datum = value; } } public int Count { get { return count; } set { count = value; } } Hier setzten wir die Variable int user_id, was logischerweise der User-ID, also der Nummer des Mitarbeiters im Salto-System entspricht. Weiters wird DateTime datum und int count gesetzt, was einem DateTime, also einem Zeitobjekt, und einer einfachen Zählvariable entspricht. 3.11.2.1 Userdaten abfragen Beginnen wir mit der Methode GetUserData(), hier wird versucht, die Userdaten aus der Datenbank zu lesen. //Static Methoden public static AccessData GetUserData(int _id_lock) { try { DateTime dtime = DateTime.Now; Keskin, Schobesberger, Schuster 59 ESD-Eingangskontrollsystem //neues Datenbank objekt erstellen MSAccess ms = new MSAccess(Properties.Settings.Default.Datenbankpfad); //tabelle erstellen DataTable table = new DataTable(); TimeSpan ts = TimeSpan.FromSeconds(Properties.Settings.Default.ZeitESDPruefung+2); Hier wird ein neues DateTime-Objekt dtime erstellt, welches die aktuelle Zeit beinhaltet. Anschließend wird ein neues MSAccess-Objekt ms deklariert und diesem der Datenbankpfad aus den Properties übergeben. Die Eigenschaften werden im Kapitel 3.16.2 behandelt. Als nächstes wird ein neues DataTable-Objekt table und ein TimeSpan-Objekt ts erstellt. Dem TimeSpan-Objekt wird die Zeit für die ESD- Prüfung aus den Eigenschaften übergeben. Es werden hier 2 Sekunden addiert, da es sich dabei um den Zeitunterschied zwischen Computer und Steuereinheit handelt. DateTime time; time = DateTime.Now; DateTime timesql = time.Subtract(ts); string sql = "SELECT dt_audit,id_lock,id_user FROM tb_LockAuditTrail WHERE id_lock=" + _id_lock; sql += " AND dt_Audit>#" + timesql.Month + "/" + timesql.Day + "/" + timesql.Year + " " + timesql.Hour + ":" + timesql.Minute + ":" + timesql.Second + "#"; sql += " AND dt_Audit<#" + time.Month + "/" +time.Day + "/" + time.Year+ " " + time.Hour + ":" +time.Minute + ":" + time.Second + "#"; Hier wird wieder ein DateTime-Objekt timesql erstellt und darin die Zeit für die ESDPrüfung +2 subtrahiert von der aktuellen Zeit time gespeichert. Jetzt geht es darum, den string sql zusammenzusetzen. Benötigt wird eine Abfrage der Userdaten. SELECT dt_audit,id_lock,id_user ist der Teil, der bestimmt, was genau wir abfragen wollen. In diesem Fall ist dt_audit das Datum und die Zeit, zu der eine Anmeldung getätigt wurde, id_lock, also die Eingangsnummer und id_user, die Mitarbeiternummer. FROM tb_ LockAuditTrail ist jener Teil, der bestimmt, aus welcher Tabelle die Daten bezogen werden sollen. tb_ LockAuditTrail ist in diesem Fall die abzufragende Tabelle. Nun kommt der Teil, der die Bedingungen festlegt. WHERE id_lock=" + _id_lock besagt, dass das id_lock in der Datenbank mit dem _id_lock, das der Methode 60 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem übergeben wurde, übereinstimmen muss. dt_Audit muss außerdem größer sein als die Zeit aus dem DateTime-Objekt timesql. Da man das DateTime-Objekt hier aber nicht einfach so übergeben kann, muss man es aufspalten und die einzelnen Daten einzeln an Access übergeben. Nach dem letzten AND kommt dann die Bedingung, dass dt_Audit kleiner als die Zeit im DateTime-Objekt time ist. Um keinen zu langen String auf einmal zu haben, teilten wir den Befehl auf mehrere kürzere Strings auf. float zeit = Properties.Settings.Default.ZeitESDPruefung; zeit -= 0.5F; //Nicht unbedingt notwendig DateTime con = DateTime.Now; Thread.Sleep(500); table = ms.DataAdapter(sql); Wir erstellt eine neue Variable zeit und wiesen dieser aus den Eigenschaften die Zeit für die ESD-Prüfung zu. Nun subtrahieren wir von dieser Zeit, die in Sekunden angegeben wird, eine halbe Sekunde. Nachdem wir danach das DateTime-Objekt con erzeugen blockieren wir den Thread für 500 Millisekunden und füllen danach unsere Tabelle table mit dem DataAdapter. if (table.Rows.Count > 1) { return null; Falls die Tabelle mehr als eine Reihe beinhaltet, wird sofort null zurückgegeben. Die folgende Schleife wird solange durchlaufen, bis Daten eingelangt sind oder die Zeit abgelaufen ist. }else{ int i = 0; while (0 == table.Rows.Count && i < (zeit / 0.25)) { try { table = ms.DataAdapter(sql); } catch (DatabaseException e) { MessageBox.Show(e.ToString()); } Keskin, Schobesberger, Schuster 61 ESD-Eingangskontrollsystem Falls nicht mehr als eine Reihe in der Tabelle vorhanden ist, kommen wir in den else-Teil, wo eine while –Schleife solange durchläuft, solange die Reihen in der Tabelle Null sind und i kleiner ist als die eingestellte Zeit für die ESD-Prüfung dividiert durch 0.25. Die Variable i fungiert hier als Zählvariable und wird am Ende eines jeden Durchlaufes inkrementiert. In einem try–Block wird versucht, die Tabelle table per DataAdapter zu füllen. Per catch wird eine mögliche DatabaseException abgefangen. Eine Exception ist sinngemäß übersetzt eine Ausnahme. } if (table.Rows.Count > 1) { return null; }//if i++; Thread.Sleep(250); }//else Wenn mehr als eine Zeile in der Tabelle table ist, wird sofort null zurückgegeben. Ansonst wird der Thread wieder für 250 Millisekunden blockiert, bevor die Schleife in den nächsten Durchgang geht. if (table.Rows.Count < 1) { MessageBox.Show(DateTime.Now .Subtract(con).ToString(),"rows<1"); return null; }//if Wenn die Schleife beendet wurde, weil die Zeit abgelaufen ist, wird die Tabelle leer sein und die Methode gibt null zurück. AccessData ad = new AccessData(); ad.User_Id = Convert.ToInt32(((DataRow)table.Rows[0])["id_user"]); ad.Datum = (DateTime)(((DataRow)table.Rows[0])["dt_Audit"]); ad.Count = table.Rows.Count; return ad; Jetzt wird ein neues AccessData-Objekt ad erzeugt. Danach werden den Eigenschaften User_Id, Datum und Count die jeweiligen Werte aus der Tabelle 62 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem zugewiesen. Außerdem wird die User_Id aus der Tabelle geholt und per Convert.ToInt32 zu einem Integer konvertiert. Table.Rows[0] beschreibt die erste Zeile und id_user die Spalte, aus der die UserID geholt werden soll. Es wird dann das Objekt ad per return zurück. Im Folgenden gibt es für den Ausnahmefall noch eine allgemeine Exception, welche ausgelöst eine MessageBox mit einer Fehlermeldung zeigt und null zurückgibt. } catch (Exception ex) { MessageBox.Show(ex.ToString(),"Fehler AccessData"); return null; } }//GetAccessData Falls das System zum ersten Mal gestartet wird, werden mit der Methode TabellenAnlegen() die zwei von uns benötigten Tabellen zur Salto-Datenbank hinzugefügt. Benötigt werden von uns die Tabellen tb_Eingaenge und tb_ESDfailed. In tb_Eingaenge speichern wir alle Daten, die wir für die einzelnen Eingänge benötigen, wie zum Beispiel die ID des Eingangs, den Namen des Eingangs, die IP des I/O Controllers und den Port des I/O Controllers. Abbildung 20 Screenshot Acess tb_Eingaenge In tb_ESDfailed werden die Daten gespeichert, die bei negativen Überprüfungen mit dokumentiert werden. Gespeichert werden eine ID als Schlüssel, die UserID, das Datum, die genaue Uhrzeit und die Eingangs-ID. Keskin, Schobesberger, Schuster 63 ESD-Eingangskontrollsystem Abbildung 21 Screenshot Access tb_ESDfailed 3.11.2.2 Tabellen anlegen public static void TabellenAnlegen() { try { MSAccess ms = new MSAccess(Properties.Settings.Default.Datenbankpfad); Hier wird das neue MSAccess Objekt ms erstellt und dem sofort der Datenbankpfad übergeben. string sqlEingaenge = "CREATE TABLE tb_Eingaenge(id_lock LONG PRIMARY KEY, EingangName STRING(50), ControllerIP STRING(15), ControllerPort LONG)"; CREATE TABLE tb_Eingaenge ist der SQL-Befehl zum Erstellen der Tabelle tb _Eingaenge. Erstellt wird die Tabelle dann mit den Spalten id_lock, EingangName, 64 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem ControllerIP und ControllerPort. id_lock wird als Primärschlüssel mit dem Datentyp LONG erstellt, das entspricht einer Integerzahl mit 4Byte. ControllerIP wird als string mit einer Länge von 15 Zeichen angelegt. if (!ms.DataWrite(sqlEingaenge)) { MessageBox.Show("Beim Schreiben in die Datenbank ist ein Fehler aufgetreten!"); return; }//if Falls die SQL-Abfrage nicht funktioniert, wird hier ein Fehler ausgegeben und die Methode beendet. string sqlESDfailed = "CREATE TABLE tb_ESDfailed(ID COUNTER PRIMARY KEY, UserID LONG, Datum DATETIME, LockID LONG)"; Dieser sql-Code soll die Tabelle tb_ESDfailed anlegen. Angelegt werden hier die Spalten ID als COUNTER und PRIMARY KEY, was heißt, dass sich die ID selbständig durchnummeriert und dadurch auch einen eindeutigen Schlüssel darstellt, UserID, Datum als DATETIME, sprich Datum und Uhrzeit, und LockID. if (!ms.DataWrite(sqlESDfailed)) { MessageBox.Show("Beim Schreiben in die Datenbank ist ein Fehler aufgetreten!"); return; }//if }catch(Exception e){ MessageBox.Show(e.Message.ToString()); } }//TabellenAnlegen 3.11.2.3 Negative Identifizierungsversuche speichern Die Methode WriteFailedData() soll die ungültigen Zutrittsversuche in die Datenbank schreiben, übergeben werden der Methode die userid, das Datum und die Eingangsnummer. public static void WriteFailedData(int userid,DateTime date,int _id_lock) { MSAccess ms = new MSAccess(Properties.Settings.Default.Datenbankpfad); Keskin, Schobesberger, Schuster 65 ESD-Eingangskontrollsystem Es wird ein MSAccess-Objekt erzeugt und dem der Datenbankpfad übergeben. string sql="INSERT INTO tb_ESDfailed (UserID,Datum,LockID) VALUES ("+userid+","; sql += "#" + date.Month + "/" + date.Day + "/" + date.Year + " " + date.Hour + ":" +date.Minute + ":" +date.Second + "# "; sql += "," + _id_lock + ")"; Da wir jetzt in die Datenbank schreiben wollen, verwenden wir INSERT INTO und schreiben damit in die Tabelle tb_ESDfailed in die Spalten UserID, Datum, LockID. Mit VALUES legen wir die Werte oder Daten fest, die gespeichert werden sollen. In unserem Fall zuerst einmal userid, dann das aktuelle Datum und abschließend _id_lock. if (!ms.DataWrite(sql)) { MessageBox.Show("Beim Schreiben in die Datenbank ist ein Fehler aufgetreten!"); TabellenAnlegen(); } Falls das Ausführen von DataWrite() nicht funktionieren sollte, falls also eine Tabelle noch nicht besteht, werden hier mit TabellenAnlegen() die Tabellen angelegt. Die Methode TabellenAnlegen() wurde im Kapitel 3.11.2.2 ausführlich beschrieben. }//WriteFailedData }//AccessData 3.12 Dateiverwaltung Die Klasse Dateiverwaltung ist für die Verwaltung der Bilder auf dem Server zuständig. Die Kamera beim Eingang macht ein Bild, sobald jemand unbefugt die EPA betritt. Diese Bilder werden am Server in einem lokalen Verzeichnis abgespeichert. Da hier der Speicherplatz begrenzt ist, löscht das System ab einer bestimmten Anzahl von Bildern immer das älteste. Die Methode DeleteData() wird immer dann aufgerufen, wenn die Kamera ein Bild gemacht hat. 66 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem Abbildung 22 Hauptprogramm - Eigenschaften In den Eigenschaften kann dem Programm das Zielverzeichnis der Kamera angegeben werden. Die Kamera legt die Bilder standardmäßig unter C:\tmp ab. Außerdem kann die maximale Anzahl der Bilder eingestellt werden. class Dateiverwaltung { Thread dv; public Dateiverwaltung() { dv = new Thread(new ThreadStart(this.Run)); dv.Start(); } Zu allererst wird ein neuer Thread dv definiert, welcher im Standardkonstruktor der Klasse erzeugt und gestartet wird. public void Run() { DeleteData(); dv.Abort(); } Die Methode Run()wird beim Threadstart aufgerufen und führt die Methode DeleteData() aus. Nach dem Ausführen wird der Thread mit Abort() beendet. Keskin, Schobesberger, Schuster 67 ESD-Eingangskontrollsystem public void DeleteData() { string pfad = Properties.Settings.Default.PicturesPfad; DirectoryInfo di = new DirectoryInfo(@pfad); DeleteData() ist die “Arbeitsmethode” in der Klasse Dateiverwaltung. In dieser Methode werden wie beschrieben die Bilder gelöscht. Aber zuerst wird der string pfad definiert. Dieser Pfad gibt an, wo sich die Bilder befinden. Dem definierten string wird der Pfad aus den Properties zugewiesen. Die Klasse DirectoryInfo stellt einige Methoden zum Arbeiten mit Verzeichnissen zur Verfügung. Neben DirectoryInfo gibt es auch die Klasse Directory, wir haben uns jedoch für die erstere entschieden, Zugriffsberechtigungen da die bestehen. Klasse Und Directory nachdem wir immer wissen, überprüft, dass ob diese grundsätzlich bestehen entschieden wir uns für die ressourcensparsamere Variante. Dem neuen DirectoryInfo Objekt di wird der Pfad übergeben. //di.Exists überprüft, ob das Verzeichnis di existiert if (di.Exists) { while(di.GetFiles().Length > Properties.Settings.Default.MaxPictures) { In der if–Anweisung wird mit di.Exists überprüft, ob das Verzeichnis di existiert. Falls das Verzeichnis existiert, wird eine while-Schleife ausgeführt, die mit GetFiles() ein Array mit den Daten im ausgewähltem Verzeichnis di füllt und dann die Anzahl der Dateien bestimmt. Ist die Anzahl der Dateien größer als der erlaubte Wert, wird der Code ausgeführt. Die maximale Anzahl der Bilder wird aus den Properties geladen. //FileInfo-Objekt für das File-Array FileInfo[] files = di.GetFiles(); //DateTime Objekt mit aktueller Zeit erzeugen DateTime dtime = DateTime.Now; string tempname = ""; foreach (FileInfo fi in files) { if (dtime > fi.CreationTime) { 68 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem dtime = fi.CreationTime; tempname = fi.Name.ToString(); } } } } //Zum Löschen neues FileInfo-Objekt erzeugen //und den Pfad und Dateiname übergeben FileInfo deletefile = new FileInfo(pfad+tempname); deletefile.Delete(); FileInfo[] files erzeugt ein neues FileInfo-Objekt-Array files, dieses wird mit den Daten aus dem Verzeichnis gefüllt. Um den genauen Zeitpunkt zu wissen, brauchen wir ein DateTime-Objekt dtime, welches die genaue Zeit beinhaltet. Jetzt definieren wir den string tempname, diesen brauchen wir, um uns den Dateinamen des ältesten Bildes fürs Löschen zu merken. In einer foreach-Schleife werden jetzt alle files durchgegangen und das älteste Bild wird bestimmt. In der if-Anweisung wird beim ersten Schleifendurchlauf überprüft, ob die aktuelle Zeit dtime größer ist, also ob die aktuelle Zeit weiter fortgeschritten ist als die Erstellzeit der ersten Datei. Wenn dtime aktueller ist als die Erstellzeit der gerade überprüften Datei, wird das Erstelldatum dtime zugewiesen, welches wir aus der Eigenschaft CreationTime bekommen. Der Variable tempname wird der Name der behandelten Datei zugewiesen. Den Dateinamen bekommen wir aus der Eigenschaft Name. Zum Löschen der ältesten Datei erzeugen wir jetzt ein neues FileInfo-Objekt deletefile. Dem übergeben wir den genauen Pfad der Datei, der sich aus dem Verzeichnispfad pfad und dem Dateinamen tempname zusammensetzt. Die Methode Delete()löscht jetzt die älteste Datei tempname. } } else { MessageBox.Show("Falsches Verzeichnis!"); } Falls das Verzeichnis nicht existiert, wird eine MessageBox mit der Nachricht „Falsches Verzeichnis!“ ausgegeben. Keskin, Schobesberger, Schuster 69 ESD-Eingangskontrollsystem 3.13 Die Benutzeroberfläche Eine unserer wichtigsten Vorgaben war eine einfache und gut zu bedienende Benutzeroberfläche. Wir haben also eine Oberfläche realisiert, auf der sich jeder zurechtfinden sollte, der mit dem System zu tun hat. Da ein weiteres unserer Ziele war das System erweiterbar zu machen, kann man in unserer Oberfläche alle zum Ablauf notwendigen Daten eingeben. Außerdem muss man alle gespeicherten Daten, also alle ungültigen Zutritte, über die Benutzeroberfläche abrufen können, wofür wir ein Protokoll einbauten. Das Protokoll kann bis zu 12 Monate im Nachhinein eingesehen und gedruckt werden. 3.13.1 Startbildschirm Auf dem folgenden Bild sieht man die Programmoberfläche, wie sie direkt nach dem Start aussieht. Wie man hier sieht, haben wir für die Navigation ein Menü verwendet, mit dem man ziemlich einfach eine tolle Navigation erzeugen kann. Außerdem sieht man auf den ersten Blick sofort, welche Eingänge aktiv sind und kommt zudem mit einem Klick zu den Einstellungen der Eingänge. 70 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem Abbildung 23 Screenshot Hauptprogramm Übersichtsseite 3.13.2 Einstellungen mit Eigenschaften Das Allererste, das man nach dem ersten Programmstart machen muss, ist die Angabe eines Datenbankpfades. Der Datenbankpfad wird als Eigenschaft abgespeichert. Eigenschaften haben den Vorteil, dass sich das Programm die gespeicherten Daten merkt, ohne eine externe Datei wie zum Beispiel eine Datenbank oder andere Files verwenden zu müssen. Auf dem Bild unten sieht man das Fenster Eigenschaften, hier kann der Benutzer seinen Datenbankpfad und das gewünschte Zeitfenster für die ESD-Prüfung eingeben. Keskin, Schobesberger, Schuster 71 ESD-Eingangskontrollsystem Abbildung 24 Screenshot Hauptprogramm Eigenschaften Die Einstellungen erreicht man, indem man im Microsoft Visual Studio auf „Project“ „Programmname Properties…“ klickt. Wählt man hier dann „Settings“ aus, muss man nur mehr die gewünschten Namen und Datentypen der Einstellungen eingeben und schon sind sie im Programm verfügbar. Abbildung 25 Einstellungen der Settings 72 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem Wenn man nach der Eingabe der Daten auf Speichern klickt, wird folgende Methode ausgeführt. } private void btnSaveEinstellungen_Click(object sender, EventArgs e) { Properties.Settings.Default.Datenbankpfad = tbxDBPfad.Text; Properties.Settings.Default.ZeitESDPruefung = Convert.ToInt32(nudZeitESDPruefung.Value); Properties.Settings.Default.UbergangszeitDKZLS = Convert.ToInt32(nUDUebergangszeit.Value); Properties.Settings.Default.UserControll = cbusercontroll.Checked; Properties.Settings.Default.PicturesPfad = tbxPicturesPath.Text; Properties.Settings.Default.MaxPictures = Convert.ToInt32(numMaxAnzPics.Value); Properties.Settings.Default.Save(); this.Close(); Properties.Settings.Default.Datenbankpfad = tbxDBPfad.Text zum Beispiel weist Properties.Settings.Default.Datenbankpfad den Wert in der TextBox Datenbankpfad zu. Mit Properties.Settings.Default.Save() werden dann alle zugewiesenen Eigenschaften gespeichert. this.Close() schließt nach dem Speichern das Fenster. 3.13.3 Pfad aussuchen per OpenFileDialog Da C# hier wieder einmal eine große Erleichterung bietet, haben wir uns auch diesmal wieder dessen bedient. Diesmal handelt es sich um die Klasse OpenFileDialog. Damit kann man wie auf dem Bild unten den Server nach Daten durchsuchen. Keskin, Schobesberger, Schuster 73 ESD-Eingangskontrollsystem Abbildung 26 Screenshot OpenFileDialog zur Datenbank Auswahl Wenn man also „Suchen“ klickt, wird die folgende Methode ausgeführt. private void btnDBPfadDurchsuchen_Click(object sender, EventArgs e) { //es lassen sich nur mdb Files öffnen openfiledialogDBPfad.Filter = "mdb Files (*.mdb)|*.mdb"; openfiledialogDBPfad.InitialDirectory = Properties.Settings.Default.Datenbankpfad; openfiledialogDBPfad.FileName = Properties.Settings.Default.Datenbankpfad; openfiledialogDBPfad.ShowDialog(); tbxDBPfad.Text = openfiledialogDBPfad.FileName; }//DBPfadDurchsuchen Wenn man die Eigenschaft openfiledialogDBPfad.Filter mit "mdb Files (*.mdb)|*.mdb" festlegt, können nur .mdb-Files geöffnet werden. Ein .mdb-File ist ein Datenbankfile. Weiters legen wir den Datenbankpfad fest und rufen per ShowDialog() das Öffnen-Fenster auf. Der ausgewählte Datenbankpfad wird in die Textbox tbxDBPfad gespeichert. 74 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem 3.13.4 Menü mit MenuStrip Das Navigationsmenü wurde von uns mit der Klasse MenuStrip, die C# bereitstellt, erstellt. Abbildung 27 Screenshot MenuStrip des Hauptprogramm Auf dem obigen Bild sieht man, wie das Menü jetzt konkret aussieht. Wenn man jetzt auf „Eingang hinzufügen“ klickt, löst man folgenden Code aus: private void eingangHinzufügenToolStripMenuItem_Click(object sender, EventArgs e) { Einganghinzufuegen add = new Einganghinzufuegen(eingang); add.FormClosed += new FormClosedEventHandler(UpdateEingaenge); add.Show(); } Dieser Code öffnet ein Fenster, in dem man Eingänge hinzufügen kann. Keskin, Schobesberger, Schuster 75 ESD-Eingangskontrollsystem Abbildung 28 Screenshot Hauptprogramm Eingang hinzufügen Hier sieht man das Formular zum Anlegen eines neuen Eingangs. Um einen Eingang anlegen zu können, braucht man die IP-Adresse des I/O Controllers. Man muss diesen also vorher richtig konfigurieren, um hier fortfahren zu können. Grundsätzlich kann jeder Eingang, der sich in der Datenbank befindet, also jeder Eingang in der kompletten Firma, für ein ESD-Kontrollsystem verwendet werden. Sinnvoll ist das natürlich nur bei den Eingängen zum Produktionsbereich. Das Programm kontrolliert außerdem die eingegebene IP-Adresse auf Gültigkeit. Diese Klasse ist jedoch freier Code und wurde nicht von uns programmiert. 3.13.5 Das Protokoll Im Protokoll kann man sich die fehlgeschlagenen Zutrittsversuche über eine Zeitspanne von 2 Tagen bis zu 12 Monaten anzeigen lassen. Mit einem Klick auf das Drucksymbol wird eine Druckvorschau erstellt. 76 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem Abbildung 29 Screenshot Hauptprogramm Fehlerprotokoll Abbildung 30 Screenshot Hauptprogramm Druckansicht des Fehlerprotokolls 3.14 Konstruktive Tätigkeiten Für den Zugang waren auch kleine konstruktive Tätigkeiten notwendig, so brauchten wir zum Beispiel eine Halterung für das Prüfgerät, das Identifizierungsgerät und die Signalleuchten, eine Blechbox für alle anderen Geräte und eine Halterung für die Keskin, Schobesberger, Schuster 77 ESD-Eingangskontrollsystem Lichtschranken. Die Konstruktionen wurden in der HTL-Werkstätte gefertigt und pulverbeschichtet. 3.14.1 Lichtschrankenhalterung Die Lichtschrankenhalterung hat die Aufgabe, die Lichtschranken in einer festgelegten Höhe und mit variablem Abstand zu halten. Die beiden Halter sind in einer Nut geführt und somit verstellbar. Die Kabel werden durch die Formrohre geführt und sind deshalb von außen nicht sichtbar. Die Lichtschrankenhalterung kann an beiden Seiten des Drehkreuzes befestigt werden, so wurde die Flexibilität der Konstruktion noch einmal erhöht. Abbildung 31 Screenshot Catia – Lichtschrankenhalterung 78 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem 3.14.2 Gerätebox In dieser Gerätebox werden alle zur Steuerung nötigen Geräte aufbewahrt. Da wir einige Geräte benötigen und ziemlich viel verkabelt wurde, ist eine Box die wahrscheinlich beste Lösung. Die Gerätebox musste versperrbar sein und die Klappe aus Platzgründen nach oben aufgehen. Abbildung 32 Screenshot Catia - Gerätebox 3.14.3 Gerätehalterung Die Gerätehalterung wurde notwendig, um das ESD-Prüfgerät und das Identifikationsgerät von Salto in einer für den Mitarbeiter angenehmen Höhe montieren zu können. Weiters werden auf der Gerätehalterung die Signallampen befestigt. Keskin, Schobesberger, Schuster 79 ESD-Eingangskontrollsystem Abbildung 33 Screenshot Catia - Gerätehalterung Abbildung 34 Screenshot Catia - Gerätehalterung 80 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem 3.15 Schwenktür Um auch Rollstuhlfahrern den Zutritt zu ermöglichen und außerdem die Möglichkeit zu erhalten, größere Gegenstände in die EPA zu transportieren, sollte eine Schwenktür zugekauft werden. Wir holten uns von der Firma Stadlmayr Verkehrssysteme in Unterpilsbach bei Vöcklabruck ein Angebot über eine solche Schwenktür ein. Diese Schwenktür kann über einen digitalen Eingang angesteuert werden und somit durch unseren I/O Controller bedient werden. Abbildung 35 Schwenktür vom Typ Ikarus 11 11 http://www.stadlmayr.at/personensperre_ikarus.htm Keskin, Schobesberger, Schuster 81 ESD-Eingangskontrollsystem 4 Gesamtaufbau Abbildung 36 Gesamtaufbau Dies ist eine vereinfachte Darstellung des Gesamtaufbaus unseres Systems. Da wir als Bussystem Ethernet verwenden, konnten die Geräte, die über Ethernet arbeiten (dargestellt durch die roten Linien), leicht in das System integriert werden. Etwas anders sieht es bei den Komponenten aus, die über keinen direkten Netzwerkanschluss verfügen (dargestellt durch die gelben Linien). Diese werden mit dem I/O Controller in das Netzwerk integriert. Zum Betätigen des Drehkreuzes und der Netzwerkkamera und zum Betreiben der LEDs sind Relais erforderlich, diese mussten zusätzlich gebaut werden. Die 12V-LEDs werden durch die vom Spannungsteiler geteilte 24V-Versorgung des Drehkreuzes betrieben. 82 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem 4.1 Gesamtschaltung Abbildung 37 Gesamtschaltung Keskin, Schobesberger, Schuster 83 ESD-Eingangskontrollsystem Oben sieht man den Schaltplan des Gesamtaufbaus, für alle Geräte, die per digitalem Signal mit dem I/O Controller kommunizieren. Der I/O Controller befindet sich im Zentrum der Geräte, der Controller bildet das Bindeglied zum Netzwerk. Der I/O Controller erhält durch die Inputs die benötigten Informationen und gibt die Befehle durch die Outputs an die einzelnen Geräte weiter. An den Inputs sind das PGT und die zwei Lichtschranken angeschlossen. An den Outputs befinden sich die Relais des Drehkreuzes, der LEDs und der Netzwerkkamera. Das Erdungsprüfgerät (PGT100) ist an den Inputs I.7 und I.6 angeschlossen. Es schließt den Kontakt zwischen dem PWR-Anschluss (Power) mit dem I.7 bei einer positiven oder mit dem I.6 bei einer negativen ESD-Prüfung. Die Lichtschranken funktionieren genauso und schließen den Kontakt bei einem Durchtritt. Die Lichtschranken werden mit der 24VVersorgung des Drehkreuzes betrieben. Alle Relais in der Schaltung arbeiten mit einer Spannung von 24V, die direkt von der Platine des Drehkreuzes kommen. Die Relais werden mit dem I/O Controller betätigt. Auf der Platine des Drehkreuzes ist der IN2-A und der IN1-B mit dem GND (ground) und der IN1-A durch einen Öffner mit den 24V verbunden. Dies dient nur zur Festlegung der Drehrichtung des Drehkreuzes. Das Relais-DKZ schließt den Kontakt zwischen den 24V und den IN2B, um das Drehkreuz für einen Durchgang freizugeben. Der Spannungsteiler teilt die 24V-Betriebsspannung des Drehkreuzes und stellt damit die Hauptversorgung der 12V-LEDs her. Die LEDs leuchten nur dann, wenn das Relais den Stromkreis schließt. Die beiden LEDs funktionieren nach demselben Prinzip. Das Relais der Netzwerkkamera schließt zum Auslösen nur einen Kontakt (ähnlich wie beim Drehkreuz). Das Relais des Drehkreuzes ist im Gegensatz zu den restlichen Relais anders aufgebaut. Die Input-Belegung des I/O Controllers: 84 Input Gerät Gerät/Beschreibung 7 (I.7) PGT ESD-Prüfung positiv 6 (I.6) PGT ESD-Prüfung negativ 5 (I.5) Lichtschranke Lichtschranke 2 aktiv 4 (I.4) Lichtschranke Lichtschranke 1 aktiv Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem Die Output-Belegung des I/O Controllers: Output Gerät Gerät/Beschreibung 0 (O.0) Relais-DKZ Drehkreuz-Freigabe 1 (O.1) Relais-ALG NetzwerkkameraAuslöser 2 (O.2) Relais-ALG Rote LED 3 (O.3) Relais-ALG Grüne LED 4.2 Schaltung Relais-DKZ Abbildung 38 Schaltung DKZ Die Relais sind nur vorhanden, da der I/O Controller die benötigte Spannung zum Steuern der Geräte nicht aufbringen kann. An den Outputs haben wir nur eine Ausgangsspannung von 0,6 Volt gemessen. Dies war zu wenig, um die Geräte zu betreiben. Deshalb haben wir uns an unsere Betreuer gewendet und gemeinsam eine Schaltung entworfen. Mithilfe eines Optokopplers (4) reichen die 0,6V aus, um ein Relais zu betätigen. Das Relais (8) nimmt die Spannung vom Festspannungsregler (5). Das Relais schließt hier einen 24V Kontakt. Keskin, Schobesberger, Schuster 85 ESD-Eingangskontrollsystem 4.3 Schaltung Relais-Allgemein Abbildung 39 Schaltung allgemein Der Unterschied zum Relais-DKZ ist, dass ein 24V Relais (9) statt einem 5V Relais (8) verwendet wird und hier ein potentialfreier Kontakt geschlossen wird. 4.4 Stückliste für alle 4 Relais 86 Position Name Bezeichnung Anzahl 1 Widerstand 820 4 2 Widerstand 47 4 3 Widerstand 510 4 4 Optokoppler SFH6156 4 5 Festspannungsregler 7805 1 6 Transistor BC546 4 7 Diode BAS32 4 8 Relais 5V 1 9 Relais 24V 3 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem 4.5 Spannungsteiler (DC/DC-Wandler) Abbildung 40 Spannungsteiler Der Spannungsteiler dient nur zur Umwandlung der Spannung für die LEDs und bezieht eine Spannung von 24 Volt vom Drehkreuz. Keskin, Schobesberger, Schuster 87 ESD-Eingangskontrollsystem 4.6 Bilder zum Aufbau Abbildung 41 Aufbau der Geräte Abbildung 42 Drehkreuz Abbildung 43 PGT und WRM2000 Abbildung 44 Platine vom Drehkreuz 88 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem Abbildung 45 Eingangsbereich Abbildung 46 Netzwerkkamera Abbildung 47 Drehkreuzbereich Abbildung 48 Testdurchläufe Keskin, Schobesberger, Schuster 89 ESD-Eingangskontrollsystem 5 Installationsanleitung 5.1 Ersten Eingang anlegen Sollten bereits Eingänge angelegt sein, können Sie diesen Schritt überspringen. Installieren Sie, bevor Sie weiter gehen, die hier aufgelisteten Programme: - ESD-Eingangskontrollsystem Sollte kein MS-Access installiert sein, oder es sich um eine alte Version handeln, installieren Sie bitte den beiliegenden MS-Office-Treiber Salto RW Pro-Access 5.2 Tür anlegen im RW Pro-Access von Salto 1. 2. 3. 4. Öffnen Sie das RW Pro-Access von Salto. Klicken Sie auf den Menüpunkt „Türen“. In dem geöffneten Fester klicken sie auf „Neu“. Geben Sie hier den Türnamen ein, und setzen sie den Öffnungsmodus auf „Drückergesteuert (DÖ)“. 5. Sollte bei „Is online“ kein Häkchen sein, bitte jetzt anhaken. 6. Setzen Sie die „Freigabezeit“ und die „verlängerte Freigabezeit“ auf 1 Sek. 7. Anschließend speichern Sie. 8. Jetzt klicken Sie auf „Verbindung konfigurieren“. 9. Geben sie hier eine IP-Adresse ein. - Die IP-Adresse muss vom Netzwerkadministrator vergeben werden! 10. Drücken Sie jetzt wieder „Speichern“. 11. Drücken Sie in der Steuereinheit auf den „CLR“ Knopf, bis die Led daneben blinkt. 12. Drücken Sie jetzt „Adressieren“. 13. Drücken Sie auf „Scan Ein“ und anschließend „Schließen“. 14. Sie befinden sich jetzt wieder im „Tür“ Menü. 15. Klicken Sie auf „Tür updaten“ und anschließend auf „Schließen“. Hinweis: - RW Pro-Access muss immer im Hintergrund laufen. Es kann teilweise länger dauern, bis Einstellungen übernommen werden. 16. Jetzt, wie vom RW Pro-Access gewohnt, die Benutzer oder Benutzergruppen zuweisen. 90 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem 5.3 I/O Controller konfigurieren 1. Verbinden Sie den I/O Controller per seriellem Kabel mit dem PC 2. Der Dipschalter 1 muss auf „ON“ und der Dipschalter 2 muss auf „OFF“ gestellt sein 3. Gehen Sie auf „Start“ „Programme“ „Zubehör“ „HyperTerminal“ und wählen Sie dieses aus. 4. Beliebigen Namen eingeben und „Weiter“ drücken. 5. Bei „Connect using“ den richtigen COM-Port Port auswählen. 6. Jetzt bei den Eigenschaften Folgendes ändern: - Bits/s auf 9600 - Datenbits auf 8 - Parität auf keine - Stoppbits auf 1 - Flusssteuerung auf kein 7. Klicken Sie auf „Übernehmen“ und dann auf „OK“. 8. Klicken Sie jetzt auf „File“ „Properties“ „Settings“ „ASCII Setup“ und wählen Sie hier folgende Einstellungen: Abbildung 49 Screenshot ASCII Setup des HyperTerminal 9. Jetzt zweimal „OK“ klicken, um zurück zum HyperTerminal zu kommen. 10. I/O Controller zurücksetzen (die Verbindung zum Stromnetz trennen). 11. Drücken Sie jetzt „Enter“, um Informationen vom I/O Controller zu bekommen. 12. Ändern Sie IP Adresse, Port, Mask, Gateway auf die gewünschten Werte. Geben Sie dazu den Buchstaben, der vor der jeweiligen Einstellung steht, an und gleich danach den neuen Wert. Für eine neue IP-Adresse z.B.: I192.168.1.51 - Die Netzwerkeinstellungen müssen vom Netzwerkadministrator getätigt werden! Keskin, Schobesberger, Schuster 91 ESD-Eingangskontrollsystem Abbildung 50 Screenshot I/O Controller-Einstellungen mit dem HyperTeminal 92 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem 13. Ändern Sie jetzt „Send to IP“ und „Server Port“ auf die IP-Adresse und die IP des Servers auf dem „ESD-Eingangskontrollsystem“ und „RW ProAccess“. 14. Speichern Sie jetzt die Einstellungen, dazu geben Sie „D2“ ein und drücken Sie „Enter“. 15. I/O Controller zurücksetzen (die Verbindung zum Stromnetz trennen), beide Dipschalter auf „Off“ setzen und Verbindung zum Stromnetz wieder herstellen. 5.4 Einstellungen im Programm 1. Öffnen Sie das Programm „ESD-Eingangskontrollsystem“. 2. Damit das Programm arbeiten kann, müssen Sie den Pfad zur Datenbank angeben. Dazu klicken Sie auf „Einstellungen“ und dann auf „Suchen“. Jetzt einfach die richtige .mdb-Datei auswählen. Abbildung 51 Screenshot Hauptprogramm Einstellungen Eigenschaften 3. Weiters kann man in diesem Fenster die Zeitdauer für die ESD-Prüfung festlegen, diese Dauer beschreibt die Zeitspanne zwischen Registrierung und ESD-Prüfung und sollte auf 5 Sekunden gesetzt werden. 4. Bei „Übergangszeit DKZ-Lichtschranken“ können Sie die Zeit, die zwischen Schalten des Drehkreuzes und Aktivieren der Lichtschranken verstreichen darf. 5. Wenn Sie „nur ESD-Kontrolle“ anhaken, wird die Personenidentifizierung abgeschaltet. 6. Im Programm „ESD-Eingangskontrollsystem“ gehen Sie jetzt zu „Eingänge/Eingang“ hinzufügen und suchen sich den gewünschten Eingang aus. Wenn ein Eingang ausgewählt wurde, muss rechts noch die IP-Adresse und der Port angegeben werden. Die Portnummer ist vom Netzwerkadministrator vorgegeben. Keskin, Schobesberger, Schuster 93 ESD-Eingangskontrollsystem 6 Validierung 6.1 Idealablauf t….Istzeit x…Vorgabe Menschenbewegung: WRM 2000 PGT100 DKZ 370 EPA Datenbewegung: ID, Zeit WRM 2000 Datenbank Daten zur ID t <x PGT100 Programm JA DKZ 370 JA Abbildung 52 Validierung/Idealablauf Ein Mitarbeiter meldet sich ordnungsgemäß an und darf das Drehkreuz passieren. 6.2 Ungültige ESD-Prüfung Menschenbewegung: WRM 2000 PGT100 Neu anmelden Datenbewegung: ID WRM 2000 Datenbank Daten zur ID, Zeit t <x PGT100 NEIN Programm Eintrag Abbildung 53 Validierung/Ungültige ESD-Prüfung Der Mitarbeiter meldet sich an, doch die ESD Prüfung war nicht positiv. 94 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem 6.3 Zeitüberschreitung Menschenbewegung: WRM 2000 PGT100 Neu anmelden Datenbewegung: ID/Zeit WRM 2000 Datenbank Daten zur ID, Zeit t >x PGT100 Rechner JA/NEIN Abbildung 54 Validierung/Zeitüberschreitung Ein Mitarbeiter meldet sich an, doch er überschreitet die Vorgabezeit. 6.4 Alarmauslösung Menschenbewegung: Außenbereich EPA Bild Datenbewegung: IDEC Alarm Rechner IPcam Auslösen Abbildung 55 Validierung/Alarmauslösung Ein Mitarbeiter versucht, den Produktionsbereich ohne Anmeldung zu passieren. Keskin, Schobesberger, Schuster 95 ESD-Eingangskontrollsystem 7 Persönliche Erfahrungen und Wertschöpfung Das Projekt zeigte uns sehr gut, dass es nicht so einfach ist, ein Projekt zu leiten, zu planen und durchzuführen. Besonders die Verteilung der menschlichen Ressourcen, also der Arbeitszeit, war nicht immer einfach. So war es vor allem in der Praktikumszeit nicht immer leicht, eine ideale Arbeitsteilung durchzuführen. Es hatten zwar alle immer etwas zu tun, jedoch hätte man die Arbeit mit Sicherheit besser verteilen und somit auch die Zeit intensiver nutzen können. Grundsätzlich muss man sagen, dass uns das Projekt mit Sicherheit auch einiges an Erfahrung zur Problemlösung gebracht hat. So mussten wir zum Beispiel, nachdem der I/O Controller kaputt wurde, sofort für Ersatz sorgen. Im Laufe der Arbeit gab es außerdem sonst noch einige Entscheidungen, die uns von der Firma übertragen wurden. Hier muss man sagen, dass wir in vielen Dingen, wie zum Beispiel bei der Anschaffung von neuen Geräten oder der Lösung von Problemen, selbst agieren durften/mussten und wir somit unser Projekt selbstständig ausführten. Vor allem die Beschaffung von Informationen beanspruchte viel Zeit. Wir mussten einige Geräte anschaffen, die idealerweise leicht in das System zu integrieren und dadurch, mit unseren speziellen Anforderungen, oft schwer am Markt zu finden waren. Es war auch nicht immer einfach, den zuständigen Personen unsere Vorhaben und Ideen nahezubringen. So haben wir sicher Erfahrung gewonnen, anderen oft technisch nicht versierten Menschen technische Sachverhalte näher zu bringen. Wir bedanken uns für die gute Zusammenarbeit und die Möglichkeit, einen Teil der Arbeit während eines Praktikums zu erarbeiten. Das Projekt war für uns bis jetzt ein großer Erfolg und wir denken, dass wir es wieder machen 96 würden, trotz des überdurchschnittlich großen Arbeitsaufwandes. Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem 8 Besprechungsprotokolle 8.1 Erste Besprechung Protokoll 1.Treffen bei Allied Panels, am Mittwoch 10.01.2008 von 8:00 bis 8:30 Teilnehmer: Schuster, Schobesberger, Keskin Prof. Opelt Besprechung Bei dieser Besprechung wurde uns das ESD-Problem der Firma näher gebracht. Es wurde uns genau erklärt, was ESD bedeutet und wie man es verhindern kann. Im Anschluss wurde nur geklärt, ob wir dieses Projekt realisieren möchten. Dieses Treffen war der Projektbeginn. Keskin, Schobesberger, Schuster 97 ESD-Eingangskontrollsystem 8.2 Zweite Besprechung Protokoll 2.Treffen bei Allied Panels, am Mittwoch 21.05.2008 von 8:00 bis 8:45 Teilnehmer: Schuster, Schobesberger Prof. Opelt Besprechung des Fragenkatalogs zum Pflichtenheft Frage 1: Die Zeitdauer sollte im Administrationspanel einstellbar sein und anfangs 30 Sekunden betragen. Frage 2: Wie Frage 1, jedoch mit 10 Sekunden. Frage 3: Wann das Testsystem zur Verfügung steht, ist noch nicht ganz sicher, die Firma wird die Geräte jedoch so bald als möglich bereitstellen. Frage 4: Es ist noch nicht ganz sicher, ob das hauseigene Kamerasystem verwendet werden soll. Bei diesem System währen noch zwei Anschlüsse vorhanden. Frage 5: Die Klapptür muss mindestens 90cm breit sein. Die Firma würde sich über einen Vorschlag vom Projektteam freuen. Frage 6: Welche Software auf dem Server läuft, war zum Zeitpunkt der Besprechung nicht bekannt. Die Software inklusive Datenbank liegt am hauseigenen Server. Änderungen durch die Besprechung 98 • Es sind nur noch zwei Eingänge zu realisieren. • Die Identifizierung der Mitarbeiter erfolgt über einen extra Identifikationsschlüssel, auf dem die Rechte des Mitarbeiters gespeichert sind. In einer Datenbank wird mitgeschrieben, wer sich wann und wo Zutritt verschafft hat. • Weiters kamen wir zur Erkenntnis, dass wir außer der Montage mit dem TRS15 und der SAP-Datenbank nichts zu tun haben werden. Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem 9 Geräteverzeichnis 9.1 I/O Controller Abbildung 56 I/O Controller 12 Der I/O Controller besitzt digitale Einund Ausgänge. Er dient als Schnittstelle zwischen dem Rechner und den Geräten. Mithilfe des I/O Controllers werden die Informationen vom PGT und von den Lichtschranken verarbeitet und die entsprechenden Befehle an das Drehkreuz und an die Alarmvorrichtung weitergeleitet. 9.2 PGT100 ESD-Prüfgerät Das ESD- Prüfgerät gibt nach einer Prüfung über den Türöffner/ZählerAusgang digitale Signale für „OK“ und „Failed“ aus. Abbildung 57 ESD-Prüfgerät 13 9.3 SkiData Drehkreuz DKZ 350 Das Drehkreuz ist der Durchgang zum ESD-geschützten Produktionsbereich. Dieses wird nach erfolgreicher ESDPrüfung und Anmeldung des Mitarbeiters entriegelt. In der Gegenrichtung soll es immer passierbar sein (Fluchtweg). Abbildung 58 Drehkreuz 12 13 IO_Controller_PL_MAN_en.pdf pgt100_user_manual.pdf Keskin, Schobesberger, Schuster 99 ESD-Eingangskontrollsystem 9.4 IDEC Reflexlichtschranke Die Lichtschranken dienen zum Aktivieren des Sicherheitssystems, welches bei einem unerlaubten Übertritt der Absperrung zum Einsatz kommt. Abbildung 59 Lichtschranke 14 9.5 Identifikationshardware Salto Abbildung 60 Lesegerät 15 Das Salto WRM2000 ist die Identifikationskontrolle und das Salto CU50EN ist die Steuereinheit dafür. Die Identifikationskontrolle dient zum Erfassen der Daten der Person, die den Durchgang passieren will. Jeder Mitarbeiter hat einen iButton, auf dem die Zugangsberechtigungen gespeichert werden. 9.6 Netzwerkkamera Plustek IPcam P1000 Die Kamera ist eine zusätzliche Sicherheitseinrichtung und dient zum Überwachen der Eingänge, um bei einem unbefugten Zutritt Bilder aufzuzeichnen. Abbildung 61 Netzwerkkamera 16 14 http://www1.conrad.de http://www.salto.us/index.php?option=com_content&task=view&id=1&Itemid=34 16 http://www.plustek.de/web/product/p1000.php 15 100 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem 10 Softwareverzeichnis 10.1 Microsoft Visual Studio Entwicklungssoftware für Programme, Applikationen und andere Programmierarbeiten auf Microsoft Windows Basis. Im Projekt wird die Programmiersprache C# (Csharp) verwendet. Abbildung 62 Microsoft Visial Studio 17 10.2 Microsoft Office Access 2007 Software von Microsoft zum Erstellen und Verwalten von Datenbanken auf Microsoft Windows Basis. Abbildung 63 Microsoft Office Access 18 10.3 Microsoft Office Word 2007 Software von Microsoft zum Erstellen und Bearbeiten von Dokumenten auf Microsoft Windows Basis. Diese Diplomarbeit wurde mit Microsoft Word 2007 erstellt. Abbildung 64 Microsoft Office Word 19 17 (http://www.publicvoid.dk/content/binary/WindowsLiveWriter/SortingtheVisualStudioAddNewItemDial og_E517/VisualStudioLogo_3.gif) 18 http://www.paltechsolutions.com/images/Access_Logo.png 19 http://www.vista4beginners.com/files/logo/word2007_logo.jpg Keskin, Schobesberger, Schuster 101 ESD-Eingangskontrollsystem 10.4 Salto RW Pro-Access Connected Software der Firma Salto für die Verwaltung der Datenbank, in der unter anderem die Türen, Mitarbeiter, Zugriffsrechte und andere Faktoren verwaltet werden. Abbildung 65 RW Pro-Access 20 10.5 Hercules by HW-Group Diese Software wird zum Konfigurieren von Ethernet/RS232 Convertern und von ähnlichen Geräten der HW-Group verwendet. Abbildung 66 Hercules by HW-Group 21 10.6 SFC-Editor Mit diesem Editor wurden Programmablaufpläne erstellt. die Abbildung 67 SFC Editor 22 20 http://www.iscwest.com/images/ 180/2008_Product_Training_Logos/ Salto_LOGO.GIF http://www.hw-group.com 22 http://watts.cs.sonoma.edu/SFC/index.html 21 102 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem 11 Anhänge 11.1 Dokumentations-CD • Beschreibungen o TRS_15.pdf o pgt100_user_manual.pdf o IO_Controller_PL_MAN_en.pdf o dkz350-1-0-de-man_1.pdf o Esd_Buch.pdf o ESDSchulung.pdf • Quellcode • Visualisierung.swf • Dokumentation.pdf • Bilder • Software o Plustek IPcam o Hercules.exe o ESD-Zutrittskontrollsystem.exe o MS-Access-Treiber Keskin, Schobesberger, Schuster 103 ESD-Eingangskontrollsystem 11.2 Klassendiagramm Abbildung 68 Visual Studio - Klassendiagramm 104 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem Dieses Diagramm zeigt eine Klassenübersicht, der selbst erstellten Klassen, im Programm. Einige Klassen sind abgeleitet, wie zum Beispiel die Klasse ZeigeEingaenge, diese ist von der Klasse Panel abgeleitet und dient zum Darstellen der Eingangsinformation. Keskin, Schobesberger, Schuster 105 ESD-Eingangskontrollsystem 12 Abbildungsverzeichnis Abbildung 1 ESD-Symbol .......................................................................................... 8 Abbildung 2 EPA-Symbol .......................................................................................... 8 Abbildung 3 ESD-Drehstuhl ..................................................................................... 10 Abbildung 4 ESD-Arbeitsplatz ................................................................................. 11 Abbildung 5 Geplanter Ablauf ................................................................................... 17 Abbildung 6 Screenshot Gantdiagramm des Istablaufs (MSProject) ........................ 18 Abbildung 7 Zeitaufstellung der Arbeitsstunden ....................................................... 19 Abbildung 8 TRS15-Zeiterfassungsterminal ............................................................ 21 Abbildung 9 PGT-Anschlussplan .............................................................................. 22 Abbildung 10 Versuchsaufbau .................................................................................. 23 Abbildung 11 Leseeinheit WRM2000 ....................................................................... 28 Abbildung 12 Steuereinheit CU50EN ...................................................................... 28 Abbildung 13 Screenshot RW Pro-Access Salto-Verwaltungsprogramm ................. 28 Abbildung 14 Screenshot Hercules Setup ulility ....................................................... 38 Abbildung 15 Screenshot TCP-Client Testprogramm ............................................... 42 Abbildung 16 Screenshot Protokoll der fehlerhaften Eintrittsversuche ..................... 46 Abbildung 17 Prüfzeitzerlegung ................................................................................ 49 Abbildung 18 SFC - Programmablaufplan der Prüfungsmethode 1 .......................... 52 Abbildung 19 SFC - Programmablaufplan der Prüfmethode 2.................................. 53 Abbildung 20 Screenshot Acess tb_Eingaenge ........................................................ 63 Abbildung 21 Screenshot Access tb_ESDfailed ....................................................... 64 Abbildung 22 Hauptprogramm - Eigenschaften ........................................................ 67 Abbildung 23 Screenshot Hauptprogramm Übersichtsseite ..................................... 71 Abbildung 24 Screenshot Hauptprogramm Eigenschaften ....................................... 72 Abbildung 25 Einstellungen der Settings .................................................................. 72 Abbildung 26 Screenshot OpenFileDialog zur Datenbank Auswahl ........................ 74 Abbildung 27 Screenshot MenuStrip des Hauptprogramm ....................................... 75 Abbildung 28 Screenshot Hauptprogramm Eingang hinzufügen .............................. 76 Abbildung 29 Screenshot Hauptprogramm Fehlerprotokoll ...................................... 77 Abbildung 30 Screenshot Hauptprogramm Druckansicht des Fehlerprotokolls ........ 77 106 Keskin, Schobesberger, Schuster ESD-Eingangskontrollsystem Abbildung 31 Screenshot Catia – Lichtschrankenhalterung ..................................... 78 Abbildung 32 Screenshot Catia - Gerätebox ............................................................ 79 Abbildung 33 Screenshot Catia - Gerätehalterung ................................................... 80 Abbildung 34 Screenshot Catia - Gerätehalterung ................................................... 80 Abbildung 35 Schwenktür vom Typ Ikarus................................................................ 81 Abbildung 36 Gesamtaufbau .................................................................................... 82 Abbildung 37 Gesamtschaltung ................................................................................ 83 Abbildung 38 Schaltung DKZ.................................................................................... 85 Abbildung 39 Schaltung allgemein ........................................................................... 86 Abbildung 40 Spannungsteiler .................................................................................. 87 Abbildung 41 Aufbau der Geräte .............................................................................. 88 Abbildung 42 Drehkreuz ........................................................................................... 88 Abbildung 43 PGT und WRM2000 ........................................................................... 88 Abbildung 44 Platine vom Drehkreuz ....................................................................... 88 Abbildung 45 Eingangsbereich ................................................................................. 89 Abbildung 46 Netzwerkkamera ................................................................................. 89 Abbildung 47 Drehkreuzbereich ............................................................................... 89 Abbildung 48 Testdurchläufe .................................................................................... 89 Abbildung 49 Screenshot ASCII Setup des HyperTerminal ...................................... 91 Abbildung 50 Screenshot I/O Controller-Einstellungen mit dem HyperTeminal ........ 92 Abbildung 51 Screenshot Hauptprogramm Einstellungen Eigenschaften ................. 93 Abbildung 52 Validierung/Idealablauf ....................................................................... 94 Abbildung 53 Validierung/Ungültige ESD-Prüfung.................................................... 94 Abbildung 54 Validierung/Zeitüberschreitung ........................................................... 95 Abbildung 55 Validierung/Alarmauslösung ............................................................... 95 Abbildung 56 I/O Controller ...................................................................................... 99 Abbildung 57 ESD-Prüfgerät .................................................................................... 99 Abbildung 59 Drehkreuz ........................................................................................... 99 Abbildung 60 Lichtschranke.................................................................................... 100 Abbildung 61 Lesegerät ......................................................................................... 100 Abbildung 62 Netzwerkkamera ............................................................................... 100 Abbildung 63 Microsoft Visial Studio ...................................................................... 101 Abbildung 64 Microsoft Office Access .................................................................... 101 Keskin, Schobesberger, Schuster 107 ESD-Eingangskontrollsystem Abbildung 65 Microsoft Office Word ....................................................................... 101 Abbildung 66 RW Pro-Access ................................................................................ 102 Abbildung 67 Hercules by HW-Group ..................................................................... 102 Abbildung 68 SFC Editor ........................................................................................ 102 Abbildung 69 Visual Studio - Klassendiagramm ..................................................... 104 108 Keskin, Schobesberger, Schuster
