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Hubert Hahn
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MSDP

Der Meteorologische Sensordatenprozessor MSDP ist ein frei parametrierbares und sicheres Datensystem für Flughäfen. Diese auf Basis eines ausfallssicheren VME-Doppelrechnersystem konzipierte Anwendung erlaubt die Anbindung der unterschiedlichen meteorologischen Meßsysteme an ein komplexes Flughafen-Kommunikationsnetz.

Die wesentliche Aufgabe des MSDP ist die zentrale Erfassung der unterschiedlichen Meßdaten, wie zum Beispiel Wetterwerte, Sichtweite und Wolkenhöhe und die Konvertierung der verschiedenen Datenformate zu einheitlichen und definierten Datentelegrammen.

Diese Datentelegramme mit den jeweils aktuellen Meßdaten werden nach Kontrolle beziehungsweise Korrektur durch einen MET-Observer für das Kommunikationsnetz freigegeben. Die MSDP-Anlage ist als Doppel­rechnersystem ausgeführt, da sie als zentrale Schaltstelle für den Datenverkehr mit höchster Zuverlässigkeit zur Verfügung stehen muß.



Systemkonzept

Die MSDP-Anlage ist als Doppelrechnersystem ausgeführt und basiert auf dem Master-Slave-Prinzip, wobei der Master-Rechner durch den Benutzer über eine elektronische Umschalte-Einheit willkürlich festgelegt wird. Der Master-Rechner wird über diese Umschalte-Einheit mit den Datenschnittstellen der Meßgeräte und Datenausgabegeräte verbunden. Master- und Standby-Rechner (Slave) sind über eine Rechnerkopplung verbunden, über die jede Minute der aktuelle Betriebszustand dem jeweils passiven Rechner mitgeteilt wird. Beim Umschalten der Rechner durch den Benutzer bleibt somit der Betriebszustand der MSDP-Anlage nach Außen erhalten.

Jeder Einzelrechner ist komplett mit allen Schnittstellen und doppelter Stromversorgung ausgestattet und kann somit bei Ausfall des anderen Rechners den Betrieb vollständig aufrecht­erhalten. Die Einschub-Netzgeräte NG A und NG B werden überwacht, im Fehlerfall kann jedes der vier Netzgerät im Betrieb getauscht werden.

MSDP-Software

Die Software des MSDP ermöglicht einen autonomen, vollautomatischen Dauerbetrieb des MSDP. Als Betriebssystem wird das Multitasking Echtzeitbetriebsystem pSOS eingesetzt. Die MSDP-Software besteht aus zwei Grundkomponenten:

System-Kernel
  • Echtzeitbetriebsystem pSOS
  • Filesystem pHILE
  • Netzwerksystem pNA
  • System- und Vektortabellen
  • Initialisierungsprogramme für Hardwarebausteine
Anwendungssoftware
Das Anwendungsprogramm, die Schnittstellenparameterdatei, die Standortkennung, das Netzwerkpaßwort sowie die Ethernetnummer befinden sich auf Flash-PROM’s (das sind elektrisch lösch­bare, nichtflüchtige Speicherbausteine). Das Anwendungsprogramm ist in der Programmiersprache ”C” geschrieben, wobei systemnahe, hardwarebezogene und zeitkritische Programmteile in Assem­blercode eingebunden sind.

Die Anwendungsprogramm erfüllt folgende Funktionen:
  • Autonomer und automatischer Dauerbetrieb der gesamten Anlage.
  • Zyklische Sensordatenabholung von seriellen Schnittstellen. Überprüfung der Sensor­daten gemäß Schnittstellenparameterdatei.
  • Ausgabe der Daten auf definierte Schnittstellen (SDA), wobei durch Rücklesen der Daten verifiziert wird, daß kein Übertragungsfehler im Kommunikationsnetz aufgetreten ist.
  • Netzwerkanbindung mit Ethernet (Socketkommunikation).
  • Zyklische Überwachung der Hardware (Netzgeräte, Testausdruck). Zyklische Kom­munikation mit dem Standbyrechner. Übertragung der Schaltbefehle vom Betriebs- zum Standbyrechner.
  • Speicherung der Sensordaten für drei Stunden, Speicherung der aktuellen Daten, Speicherung der Statusinformationen.
  • Fehleranzeige, Alarmmeldung und Fehlerprotokollierung.

Schnittstellen

  • Meteodat Wetterstation (TAWES-Schnittstelle)
  • Windmessanlage (WMA)
  • Luftdruck (Vaisala Drucksensor)
  • Wolkenhöhe (Vaisala)
  • Runway Visual Range (RVR)
  • ATIS und DCF77
  • Rechnerkopplung Betriebs- Standbyrechner.
  • Flughafen-Kommunikationsnetz (Schnittstelle SDA1 bis SDA4)

Visualisierung

Das Visualisierungsprogramm ist eineExcel/VBA-Anwendung mit folgenden Aufgaben:
  • Darstellung der Meßdaten, die über
    die MSDP-Anlage erfaßt werden;
  • Freigabe oder Bearbeitung der
    Meßdaten durch den Observer;
  • Darstellung des Anlagenzustands und Fehler/Alarmmeldungen (zum Beispiel Sensorausfall);
  • Darstellung des Datenverkehrs auf den Meßgeräte-Schnittstellen (Trace-Funktion);
  • Protokollieren von Momentanwerten,
    Meldungen und aktuellen Stationsstatus






Startseite der Excel-Anwendung
Observer-Datenanzeige

Das nebenstehende Bild zeigt die interaktive Anzeige für den Met-Observer. Auf diesem Blatt werden Fehler und Alarme signalisiert, und der Observer kann durch manuelle Einträge fehlerhafte Messwerte korrigieren oder ganz unterbinden.

Eine Tag/Nachtumschaltung ist ua. vorgesehen, um die Anzeige im Observer-Tower an unterschiedliche Licht- verhältnisse anzupassen.

Nachtansicht
Tagansicht




Schnittstellen-Trace

Eine wichtige Funktion der MSDP-Visualisierung ist die Möglichkeit, den aktuelle Datenverkehr auf einer wählbaren Schnittstelle anzuzeigen und bei Bedarf zu protokollieren. Besonders bei der Integration neuer Meßgeräte ist diese Funktion unverzichtbar.


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