Verteilte Steuerungssysteme für die industrielle Automatisierung
Steuerungstechnologien spielen eine Schlüsselrolle bei modernen Produktionssystemen und garantieren hohe Produktivitätswerte. Allerdings nimmt die Einzigartigkeit der Produkte ständig zu, und mit hochmodernen Steuerungseinrichtungen ist es fast unmöglich, diese Ansprüche zu erfüllen. Um dabei zu helfen, die mangelnde Flexibilität der Steuerungsgeräte zu überwinden, versuchte das OCEAN-Projekt eine Echtzeit-Kommunikationsplattform für verteilte Steuerungsanwendungen zu entwickeln. Das "Distributed control system real-time framework" (DCRF) wurde konstruiert, um die dynamische Integration numerischer Steuerungskomponenten in verteilte offene Plattformen zu ermöglichen. Genauer gesagt war ein flexibles und anwendungsspezifisches Steuerungssystem das abschließende Ziel des OCEAN-Projekts. Zu diesem Zweck wurde ein modulbasierter Ansatz gewählt, der auf den grundlegenden Konzepten des OSACA-Standards (Open System Architecture for Controls within Automation Systems) aufbaut. Die Hauptaufgabe der Echtzeit-Kommunikationsplattform DCRF ist die Unterstützung des effizienten Datenaustauschs zwischen Steuerungskomponenten. Neben einem Echtzeit-Betriebssystem war für die Realisierung der DCRF-Plattform daher eine passende Kommunikationsmiddleware als Basis für die Implementierung erforderlich. TAO wurde als passendster CORBA Object Request Broker und RTAI als bevorzugte Linux-Echtzeiterweiterung erachtet. Der "Common object request broker architecture" (CORBA) ermöglicht die Kommunikation zwischen Softwareobjekten, selbst wenn sie unterschiedliche Prozesse auf unterschiedlichen Hardwareplattformen durchführen. Auf der anderen Seite unterstützt RTAI Echtzeit-Prozesse, die gleichzeitig im Kernel und im Userbereich laufen, und, was das Wichtigste ist, die Verwendung verschiedener Standardbetriebssystemfunktionen in Echtzeitanwendungen. Ein weiteres Ziel der DCRF-Entwickler war es, numerische Steuerungskomponenten verschiedener Anbieter miteinander innerhalb desselben Kommunikationsrahmens interagieren zu lassen. Hardwareabstraktionen wurden untersucht und bewertet, sodass ein Austausch von Komponenten möglich und einfach sein wird. Darüber hinaus wurden passende Transportmechanismen hinzugefügt, da es für Echtzeitkomponenten zwingend ist, dass ihre Kommunikationskanäle ihre Zeitvorgaben einhalten. Basierend auf öffentlich verfügbarer und anbieterunabhängiger Open Source Software wird die DCRF-Kommunikationsplattform ebenfalls als Open Source Software angeboten. Für weitere Informationen über die DCRF-Kommunikationsplattform besuchen Sie bitte die Website des OCEAN-Projekts: http://ocean.itia.cnr.it/
