Rozproszone układy sterowania w automatyzacji przemysłu
Technologia sterowania odgrywa kluczową rolę w nowoczesnych systemach produkcyjnych, zapewniając ich wysoką wydajność. Niemniej z uwagi na stale zwiększające się zróżnicowanie produktów, dzisiejsze nowoczesne sterowniki nie są właściwie w stanie zaspokoić istniejących potrzeb. Aby pomóc przezwyciężyć brak elastyczności obecnie stosowanych sterowników, projekt OCEAN postawił sobie za cel opracowanie platformy umożliwiającej komunikację w czasie rzeczywistym aplikacji sterowanych w systemie rozproszonym. Strukturę rozproszonego układu sterowania w czasie rzeczywistym (ang. Distributed control system real-time framework lub DCRF) opracowano po to, aby umożliwić dynamiczną integrację elementów sterowania numerycznego w rozproszonych, otwartych platformach. Dokładniej rzecz ujmując, celem projektu OCEAN było przygotowanie elastycznej - i jednocześnie specyficznej dla danej aplikacji - konfiguracji układów sterowania. W tym celu przyjęto podejście modułowe, wypracowane na kanwie podstawowych założeń standardu OSACA (Open System Architecture for Controls within Automation Systems - otwarta architektura sterowania w ramach systemów automatycznych). Głównym zadaniem platformy DCRF komunikującej się w czasie rzeczywistym jest skuteczna wymiana danych między elementami sterowniczymi. Z uwagi na powyższe, do wdrożenia platformy DCRF, poza systemem działającym w czasie rzeczywistym, niezbędna okazała się odpowiednia pośrednia warstwa oprogramowania. System TAO okazał się najodpowiedniejszym obiektowym pośrednikiem zapytań dla architektury CORBA, natomiast RTAI zalecanym rozszerzeniem dla systemu Linux do komunikacji w czasie rzeczywistym. Uniwersalna architektura komunikacji obiektów rozproszonych (CORBA) umożliwia obiektom programowym komunikację między sobą, nawet w przypadku różnych procesów realizowanych na różnych platformach sprzętowych. Z drugiej strony, RTAI obsługuje jednoczesne wykonywanie procesów w czasie rzeczywistym w jądrze i przestrzeni użytkownika oraz, co ważne, wykorzystywanie rozmaitych standardowych funkcji systemu operacyjnego w aplikacjach pracujących w czasie rzeczywistym. Kolejnym celem projektantów DCRF było doprowadzenie do współpracy w ramach tej samej struktury komunikacyjnej elementów sterowania numerycznego pochodzących od różnych producentów. Sprawdzono i oceniono rozbieżności sprzętowe, aby maksymalnie uprościć wymianę elementów. Ponadto dodano odpowiednie mechanizmy przesyłowe, ponieważ kanały komunikacyjne elementów komunikujących się w czasie rzeczywistym muszą sprostać ograniczeniom czasowym tychże elementów. Platforma komunikacyjna DCRF, oparta na publicznie dostępnym, otwartym i niezależnym od producenta oprogramowaniu źródłowym, jest również dostępna jako oprogramowanie na licencji open source. Więcej informacji na temat platformy komunikacyjnej DCRF znajduje się na witrynie internetowej projektu OCEAN: http://ocean.itia.cnr.it/