1. Tootmise automatiseerimine
Loeng 13
Andmete esitamine kirjeldustes

2. Andmeelementide tähistuse ja tähenduse modelleerimine XML-keeles
Õppimisel tuleb esmalt omandada sõnad, konkreetsemalt terminid ja nende sisuline tähendus
XML-keel on tehiskeel, mida kasutatakse põhiliselt masinatevahelisel infoedastusel
XML-keel on andmete modelleerimise keel, mis ei ole otseselt mõeldud tehnoloogiliste protsesside, toimingute või protseduuride modelleerimiseks
XML-keeles kasutatakse andmete nimede ja sisulise tähenduse esitamisel kirjakeeles tuntud sümboleid ja numbreid.
XML-keeles infot suudab lugeda ja täpselt aru saada ka inimene

3. Sõnalise mudeli loomine
algab objektide (terminite) nime ja sisu tähenduse loomisega ning kirjeldamisega
Nimede kirjutamiseks peab tundma tähti ja numbreid.
Inimene näeb nimes tähti kuid mõistab tervikut
Graafilise mudeli loomisel algab töö tingmärkide kirjeldamisega
tingmärk joonestatakse, nimetatakse ja antakse sellele kvalitatiivne tähendus (sisu vormi kirjeldus)
Konkreetses tingmärgis (objektis) lisandub tähenduse vormi veel sisu kvantitatiivne väärtus

4. Protsesse kirjeldatakse programmeerimiskeelte abil
Kindlasti tuleb eristada andmete modelleerimise keele tüüpi ja funktsioonide (protsesside protseduuride) modelleerimise keele tüüpe
Protsessi terviklikku kirjeldust nimetatakse tavaliselt programmiks
Protsesside, protseduuride ja toimingute modelleerimisel kasutatakse automatiseerimisel protseduur-orienteeritud keeli nagu näiteks C++ , Java või tööstuskontrollerite programmeerimise keeli (Step 7 , RSLogix 5000).
Programmis kirjeldatakse tegevuste ja toimingute järjestust ja ajalisi seoseid.
Programmi saab teostada ehk konkreetsemalt öeldes rakendada
näiteks tegeliku seadme automaatjuhtimiseks

5. XML-keeles nimetatakse andmemudeli struktuurskeemi XML-skeemiks
Vaatleme mingi raamatu XML-skeem (esmalt teksti kujul)
<xs:element name="raamat">
<xs:complexType>
<xs:sequence>
<xs:element name="pealkiri"/>
<xs:element name="autor"/>
<xs:element name="annotatsioon"/>
<xs:element name="peatykk_1"/>
<xs:element name="peatykk_2"/>
<xs:element name="peatykk_3"/>
<xs:element name="Lisa_1"/>
</xs:sequence>
<xs:attribute name="keel" default="eesti"/>
</xs:complexType>
</xs:element>

6. Raamatu struktuuri kirjeldavat XML-skeemi saab näidata ka graafiliselt
- graafiline skeem hõlbustab arusaamist andmete seostest ja ülesehitusest

7. XML-keel
XML (Extensible Markup Language) on defineerinud standardimisorganisatsioon World Wide Web Consortiumi (WWW) ja seda arendatakse edasi
Selle keele teeb tähtsaks asjaolu, et selles on andmeid ja nendevahelisi seoseid võimeline täpselt lugema nii inimene kui ka nüüdisaegne masin
XML-keele tähtsamaid ja võimsamaid omadusi on võimalus anda igasugustele andmetele (ka nimedele) tähendus (to give it meaning).

8. XML-keel (2)
Väidame, et kõik täistähenduslikud sõnad on nimed ehk iga nimega saab siduda (sisulise) tähenduse
Iseasi on muidugi see, kas meie saame nime taga peituvast tähendusest aru
Nime tähendus võib olla defineeritud korralikult, kuid esineb ka sisutühje ja mõttetuid deklaratsioone
Tähenduste väljaselgitamiseks tuleb kirjeldusi teaduslike meetoditega põhjalikult analüüsida

9. XML-keel ja selle süntaks
Tähenduse andmiseks XML-keeles varustatakse (märgistatakse ehk seotakse) andmeelementide (konkreetne) sisu kahelt poolt nimedega
XML-elemendi süntaksist
Iga ülesmärgitava andmeelemendi (sisu) väärtus algab XML-keeles nimega ja lõpeb nimega (nn alustava ja sulgeva nimelipikuga)
Iga nimelipiku ees on märk (<) ja selle järel on märk (>)
Sulgeva nimelipiku alustusmärgi (<) järel on vahetult (/) märk

10. XML-keele piltlikult öeldes ehituskivid on elemendid, atribuudid ja nendes sisalduvad väärtused
Seega on XML-element (või lihtsalt element) XML-dokumendi põhiline konstruktsiooniplokk
Element võib olla lihtne või kompleksne
Kompleksses elemendis (elemendi sees) võib olla konstruktsioon, mis sisaldab veel ühte või mitut elementi
Vahetult XML-skeemi juurelemendiga seotud elemente nimetatakse globaalseteks

11. XML-elementide kokkusidumine
Skeemi elemendid seotakse omavahel ainult kolme liiki ühenduslülidega (komposiitoritega), mida nimetatakse järjestus (sequence), valik (choise) ja kõik (all)
XML-skeemi põhistruktuuri moodustavad elemendid, mitte atribuudid
Iga andmeelemendiga, mis on loomulikult nimeline, saab täiendina siduda ka nn XML- atribuudid või lihtsalt atribuudid

12. Keele atribuudid
Keele atribuudid on nimelised, täiendavad andmeportsjonid, mis on seotud kirjeldatud elementidega
Seega on igal atribuudil kindel koht ja nimi
XML-atribuutide abil seotakse konkreetse XML-elemendiga lisaandmeid, mida (mille väärtusi) kasutatakse hiljem andmetöötluse protsessis
Atribuut ei kirjelda XML-elementi ennast ega elemendi sisu väärtusi, vaid pigem selle elemendi konteksti ehk tausta

13. Keele atribuudid (2)
Atribuudi sisus esitatud andmed on saadud väljastpoolt XML-elementi, selle elemendi taustsüsteemist ehk kontekstist
Selle, kas ja milliseid atribuute XML-andmeelementidega seotakse, otsustab juba elemendi looja (näiteks insener)
Andmete põhistruktuur moodustatakse elementidest, atribuudid ainult lisavad elementidele midagi juurde ehk täiendavad neid

14. Atribuudi süntaksist
Atribuut algab nimega, millele järgneb vahetult (=) ja seejärel jutumärkides ” … “ atribuudi enda sisu (sümbolkujul)
Atribuut(did) esitatakse XML-keeles elemendi alustava nimelipiku sees
Elemendid ja atribuudid võimaldavad kodeerida ja dekodeerida kõiki teie saladusi!

15. XML-dokument
XML-dokument on tervik, mis koosneb teatud hulgast XML-keeles kirjeldatud elementidest,
kirjeldus on tekstis vormis
Kirjeldus on XML-keele reeglite kohaselt kokku paigutatud ja omavahel seotud

16. Konkreetne XML-dokument kirjeldab (modelleerib tegelikult) kas
mingi konkreetse mõttemudeli koosseisu kuuluvaid andmeid (mõttelise lahenduse eksemplari andmeelemente, nende nimesid ja sisu väärtusi) või
mingi asja mudelieksemplaris esitatud omadusi (tegeliku mudelieksemplari parameetreid ja nende sisu väärtusi) või
mingi tegeliku asja (seadme) füüsikalisi omadusi (tegeliku seadmeeksemplari parameetreid ja nende mõõdetud väärtusi)

17. XML-dokument
XML-keeles loodud kirjeldust (XML-dokumenti) võib olla vaja
näiteks ettevõtte äriprotsessis vajalike andmete või info edastamiseks ühest ärisüsteemist teise
protsessi juhtimisel tekkivate andmete edastamiseks tööstuskontrollerist visuaalsesse lahendusse (operaatori töökohale)

18. Nüüdisaegsete juhtimisseadmete infotöötlusvõime on juba suur
Nüüdisaegsed juhtimisseadmed, mis on varustatud universaalsete andmesidekanalitega, on võimelised
edastama, vastu võtma ja töötlema kogu dokumendi korraga
seejuures on nad suutelised vastu võtma ja töötlema erineva pikkusega ja sisuga XML-dokumente
Eelnevalt (projekteerimise perioodil) on insenerid paika pannud
loodud andmeskeemide nime (ja asukoha arvutis)
andmeskeemi andmeelementide nimed ja loetelu
mida dokumendi eksemplarid võivad sisaldada

19. Ennevanasti ja vahel ka veel nüüdki
Varem, kui juhtimisseadmed ja protsessorid olid kallid ega olnud piisavalt võimsad, edastati masinate (automaatide) vahel vaid üksikute andmeelementide väärtusi
Iga nimelise andmeelemendi edastamise jaoks on lihtsas automaadis eriväljund ja vastuvõtukohas erisisend
Tööstuskontrollerites nimetatakse neid andmeedastuspunkte kontrolleri väljunditeks ja sisenditeks
Lihtsate seadmete vaheline andmeedastus on rangelt piiratud
Lihtsate seadmete puhul otsustavad neid loovad insenerid,
millised andmeid, kust ja kuhu need edastatakse
juba seadme elektriskeemi ja
juhtimisprogrammi koostamisel

20. Vaatleme nüüd XML-dokumendi süntaksit
Kõik XML-dokumendid peavad sisaldama ühte nn juurelementi
Juurelemendi koosseisus on kõik teised elemendid, mis XML-dokumendi sees esinevad
Koosseisu kõigil elementidel on ka väärtused
Järgneval joonisel on esitatud XML-dokument, mis kirjeldab ühe raamatu ülesehitust

21. XML-dokumendi süntaks
<raamat xmlns:xsi=" xsi:noNamespaceSchemaLocation="C:\WINDOWS\Desktop\TA sisu \Raamat.xsd" keel="eesti">
<pealkiri>Tootmise automatiseerimine</pealkiri>
<autor>Elmo Pettai</autor>
<annotatsioon>See on metoodiline abivahend</annotatsioon>
<peatykk_1>Tootmise automatiseerimise mõte</peatykk_1>
<peatykk_2>Süsteemide kirjeldamine ja mudelid</peatykk_2>
<peatykk_3>Automatiseeritud seadmete juhtimine</peatykk_3>
<Lisa_1>Laboratoorsed tööd</Lisa_1>
</raamat>

22. Selgitame (õpiku joonisel 2
Selgitame (õpiku joonisel 2.20) toodud XML-dokumendi ülesehitust ja sisu
Dokumendi juurelement on <raamat>.
Elemendi <raamat> koosseisus on mitu elementi
Elemendiga <raamat> on seotud kolm atribuuti
Üks kolmest atribuudist on nimega keel
Atribuudi keel sisu (väärtus) on eesti
Raamatu koosseisus on esimene element nimega <pealkiri>
Elemendi <pealkiri> sisu (content) väärtus on Tootmise automatiseerimine.

23. Igal nimega elemendil on konkreetne sisu ehk väärtus
Selgitame (õpiku joonisel 2.20) toodud XML-dokumendi ülesehitust ja sisu (2)
Edasi järgnevad (järjestikku) elemendid nimega <autor>, <annotatsioon>, <peatykk_1>, <peatykk_2> ja <peatykk_3>
Igal nimega elemendil on konkreetne sisu ehk väärtus
Viimane raamatu element on nimega <Lisa_1>, mille sisu ehk väärtus on Laboratoorsed tööd
Elemendi sisu on sümbolkujul

24. XML-keele kõiki kehtivad reeglid
XML-keele kõiki kehtivaid reegleid on üksikasjalikult kirjeldatud
WWW konsortsiumi ametlikus dokumendis, mille maht on ligikaudu 200 lehekülge. Selle leiab Internetist /

25. XML nimeruumid
XML nimeruumid on mõeldud ainuliste (universumi piires) nimede andmiseks eri süsteemide kirjeldustes kasutatavatele elementidele ja nende atribuutidele
(XML namespaces are designed to provide universally unique names for elements and attributes.)
XML nimeruumide kasutamise soovitus pakub võimaluse elemendi nimede tüübi ja atribuutide nimede duplikaatide eristamiseks konkreetsetes dokumentides terve universumi ulatuses
(The XML namespaces recommendation defines a way to distinguish between duplicate element type and attribute names.)

26. Eeltoodud näidisdokumendi sisu esitus ka struktureeritud teksti kujul
Struktureeritud teksti kujul esitatud dokument ei ole XML-dokument
raamat
xmlns:xsi
xsi:noNamespaceSchemaLocation C:\WINDOWS\Desktop\TA sisu \Raamat.xsd
keel eesti
pealkiri Tootmise automatiseerimine
autor Elmo Pettai
annotatsioon See on metoodiline abivahend
peatykk_1 Tootmise automatiseerimise mõte
peatykk_2 Süsteemide kirjeldamine ja mudelid
peatykk_3 Automatiseeritud seadmete juhtimine
Lisa_1 Laboratoorsed tööd

27. Terminid
Termin on (mingi tehnikavaldkonna) asjatundjate piiritletud oskusmõiste. Termin saadakse defineerimisega (ehk määramisega)
Tähtis nõue terminile on mõistetavus – see peab olema hõlpsasti arusaadav.
Termini omaksvõtmine võtab palju aega. Termini tähistus ja tähendus on ajaliselt püsiv
Termin koosneb nimisõnast või sõnaühendist, tähendusest ja kasutusvaldkonna atribuudist
Kasutusvaldkonna atribuudi kaudu saame teada, millise eluvaldkonna terminiga on tegu

28. Konkreetne termin võib esineda üksiksõnana ja sõnaühendina
Näiteks
üksiksõnad:
lihtsõnad (leht, kaas),
tuletised (hoidel, päring),
liitsõnad (raamatukogu, vanaisa);
sõnaühendid: lugejate klubi, aku klemm.
Terminil on ainult üks nimi ja üks tähendus

29. Termini tüüpstruktuur

30. Kirjeldamine Kirjeldamine on modelleerimine,
mille käigus koostatakse sõnadest suuremaid terviklikke sõnagruppe ehk kirjeid
Näiteks: fraase ja lauseid
Lause lõppu tähistab sõnatüüp, mida nimetatakse kirjavahemärgiks.
Näiteks “.” on ühest sümbolist koosnev kirjavahemärk
Lausetest moodustatakse veel suuremaid sõnagruppe ehk kirjeldusi
Kirjeldamise lõpptulemuseks on siis kirjeldus

31. Kirjeldamise vajadus
Kirjelduste loomise üldine ja põhiline mõte on tõendamise vajadus
Kirjeldusi luuakse üldiselt mingite konkreetsete süsteemide, mudelite või tegelike asjadega seotud toimingute, tegevuste või protsesside tõendamiseks
Näiteks tekib kirjeldamise vajadus tihti tootmise automatiseerimisel (koostajad: projekteerijad, insenerid)
Kui juhid on vajalikud automatiseerimistööd laiali jaganud mitme (arendustöös) osaleva inimese vahel,
siis aitavad loodavad kirjeldused kooskõlastada nende inimeste töid ja toiminguid
Ühest kirjelduse tekstist võib teha viiteid ka teistesse (välistesse) tekstidesse

32. Sõna sünd Sõna tähistus koosneb sümbolitest
Sõnadega saame tähistada ja seejärel kirjeldada mõttemudeleid ehk mõttelisi süsteeme, mis tekivad või on olemas ainult meie peas
Sõna kirjeldab objekti
Kirjeldab objektiivset reaalsust
Sõna kirjeldab ka midagi subjektiivset
Magister dixit (Õpetaja on nii ütelnud)
Keskajal viide Aristotelesele kui vääramatule autoriteedile
Sõna sisu aitab kindlaks teha katse
Experimentia est optima rerum magistra
Eksperiment (katse) on parim õpetaja

33. Kirjeldamisel Konkreetse kirjelduse
tähistuslik sisu, näiteks nimetuste sümbolid, tingmärgid, pildid, ja
tähenduslik sisu, näiteks komponentide seosed, suuruste mõõtetulemuste väärtused ja aadressid, komponentide funktsionaalne käitumine, komponentide elementide parameetrite väärtused, komponendi mäluelementides salvestatud andmete väärtused jne
seotakse sama kirjelduse koosseisu viidud väliste, täiendavate nn kirjelduse vormi kujundavate ehk vormiliste andmetega, mida nimetatakse metaandmeteks

34. Eesliide meta-
räägib põhimõttelise (mõistelise) seose olemasolust süsteemi, mudeli ja tegelike seadmete vahel
Põhimõttelised (loogilised) seosed on inimmõtlemisest sõltumatud (Gottlob Frege)
Seega on loogilised seosed mingil moel ikkagi ka reaalsed
Metaandmed võimaldavad vaadelda üheskoos
mõttelist süsteemi,
mudelit ja
tegelikke seadmeid.
Metaandmed aitavad objekte koostada ja teostust üles ehitada (struktureerida)
Näiteks võivad kataloogis olla toote koostude kirjeldused,
Toote koostud omakorda koosnevad mitmest detailist
Igal detailile on ette nähtud oma teostus ehk funktsioon

35. Metaandmed on andmed andmete kohta
Näiteks kujutavad andmetabelis veergude ehk tulpade päised metaandmeid (jutt käib tabelis kontrolleri töökiirusest)
Simple Comparison
IF A<B Then…
Compound Comparisons
If A<B+1 Then…
Simple Assignment
A:=B;
Compound Assignment
A:=B+1;
Logix5555 V12
4.0 μsec
4.7 μsec
Logix5555 V13
0.4 μsec
0.6 μsec
Logix556x V12
1.6 μsec
1.9 μsec
Logix556x V13
0.2 μsec
0.3 μsec
“Simple” conditional expressions using >, >=, <, <=, =, <> operators will execute faster
Ex: "X > Y", is simple
Ex: "X > Y + 1" and "X > -Y" are not simple
Improves operation for IF and Loop operations
Non-boolean assignments will also execute faster
Ex: "x := y;" is simple
Ex: "x := sin(y);" and "x := -y" are not simple
5x up to a 10x performance gain over earlier versions

36. Tulpade päised on nimed
Metaandmed võidakse koondada metafaili ja salvestada andmemassiivist eraldi
Metaandmed on vajalikud tabeli sisuliste kirjete (ja tekstide sisuliste kirjelduste) hõlpsamaks kasutamiseks, näiteks sisu otsimiseks ja kompaktseks säilitamiseks
Näit. fotode kataloog mälukettal
Metaandmed võimaldavad kirjelduse struktuuri loomist, vormi ülesehitamist (näit. koostise ja teostuse)
Metaandmed on ka konkreetse tekstilise või graafilise faili sisu elementide (sisu, väärtuste) üksteisest eraldamiseks, üksteisest lahutamiseks

37. Tüüpiliseks väärtuste eraldajaks on koma (,).
Metaandmed on piltlikult öeldes nagu lahusti, mida tarvitatakse aineelementide (ainuosade) eraldamiseks keemilise reaktsiooni astumise eel
Metaandmeid kasutatakse sisuliste andmete paigutamisel andmekandjale
Metaandmete abil näidatakse näiteks kirjaplangil kätte koht, kuhu sisestada meid huvitavad sisulised andmed
Lühemat tüüpkujul esitatud kirjeldust võidakse nimetada ka andmeleheks
Andmelehti võivad luua nii inimesed kui ka genereerida automaatmasinad (näit. tööstuskontrollerid)

38. Dokument
Dokumendiks nimetatakse kirjelduse eksemplari, mis on allkirjastatud ja ettevõtte dokumendisüsteemis registreeritud
Allkirjastamisega seotakse dokument inimese peas oleva mõttelise registriga. Inimene teab dokumenti, mille ta on allkirjastanud
Dokumendi saamiseks tuleb loodud andmelehele anda (kirjutada) nimi ja see uus tervik dokumendisüsteemis registreerida
Dokumendisüsteem on kasutusel juriidiliste isikute (nt ettevõtete) tegevuse korraldamisel

39. Registreerimise toiminguga
haaratakse loodud andmeleht (allkirjastatud dokument) dokumendisüsteemi, seejuures
luuakse side dokumendi looja ja loomise tegevuskonteksti vahel,
antakse dokumendile koht dokumendisüsteemis,
seostatakse registreeritav dokument teiste olemasolevate dokumentidega

40. Registreerimine (jätk)
Registreerimist kasutavas dokumendisüsteemis seotakse allkirjastatud andmeleht dokumendiregistri ainuidentifikaatoriga
Ainuidentifikaatoriks on dokumendile antav ainuline nimi või mõni ainukood
See ainunimi saadakse dokumendiregistri nimeregistrist ehk nimeruumist
Nimeregister on konkreetsetest dokumentidest eraldatud ja täiesti dokumendiväline. Dokumendisüsteemide juhtimiseks on dokumendihaldussüsteemid
Registreerimisega kinnitatakse dokumendi kui mingi mõttelise lahenduse või tegeliku seadme mudeli seost loodud dokumendisüsteemiga ja ettevõtte tegelike infotehnoloogiaseadmetega

41. Dokumentide haldamine
Dokumentide haldamine on administratiivne tegevus, mille läbi organisatsioon süstemaatiliselt loob, organiseerib, säilitab, taastab, kasutab, kaitseb ja hävitab temale kuuluvaid dokumente
Dokumendihaldusprotsess sisaldab ülesandeid, mis on seotud dokumentide süsteemi võtmisega, hoiustamisega, säilitamisega, käsitsemisega, juurdepääsu korra sisseseadmisega ja jälgimisega
Dokumendi elukäiku ja haldust kirjeldatakse standardis ISO 15489

42. dokumendisüsteem
Ettevõtte dokumendisüsteem on ettevõtte vajadusi rahuldav tervik, mis koosneb tehnilistest, tarkvaralistest ja organisatsioonilistest vahenditest
Organisatsioonilised vahendid on kirjeldatud nn kordades.
Ettevõtte kord määrab kindlaks
poliitika ehk mida tuleb teha ja
protseduurid, kuidas tuleb teha

43. Dokumendisüsteem (2)
Ettevõtte dokumendisüsteemi nõuete kohaselt loodud mudelid,
mis vormilt on kõik dokumendieksemplarid ja neid toetavad tegelikud infotehnoloogiaseadmed, võimaldavad hallata vajalikke teadmisi (väärtusi), mis ettevõttes on dokumenteeritud
Dokumendisüsteemi ülesehitamisel kasutatakse mõisteid, mille abil saab luua kõik ettevõttes vajalikud andme- ja protsessimudelid dokumentide kujul ning valida seadmed nende töötlemiseks, edastamiseks, säilitamiseks ja hävitamiseks

44. Tootmise automatiseerimise käigus luuakse ettevõttes hulganisti dokumente
Need on vajalikud inimeste mõtteliste ja modelleerimistegevuste ning valmistusseadmete reaalse tegevuse tõendamiseks
Dokumente võivad luua toodete tellijad, projektijuhid, analüütikud, projekteerijad, varustajad, valmistajad, kvaliteedispetsialistid ja paljud teised protsessis osalejad.

45. Inseneritöö tulemus
Inseneride loodud automatiseeritud süsteemi tõenduseks on projektdokumentatsioon
Projekteerija tehtud töö tõenduseks on tehniline või tööprojekt
Automaatikainsener peab oskama luua ja kasutada dokumente ettevõtte dokumendisüsteemi ja konkreetsemalt kvaliteedisüsteemi nõuete kohaselt
Algajal inseneril võib ettevõtte asjaajamisega tutvumiseks kuluda rohkem kui üks aasta
Asjaajamine on eesti keeles vanem termin kui dokumendihaldus. Asjaajamine osutab keeleliselt nii toimingule kui ka selle tegelikule tulemile – toimikule (salvesti, mis sisaldab dokumente).