Echtzeiterweiterung
Windows als RTOS
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Beispiel-Anwendung in der Automatisierung
Am Beispiel EtherCAT soll nun gezeigt werden, wie sich auf einfache Weise PC-basierte Automatisierungslösungen unter Windows realisieren lassen. EtherCAT unterstützt einen Prozessdatenaustausch mit sehr geringen Zykluszeiten. Der Servicedatenaustausch ist ähnlich wie von CANopen her bekannt. In einer EtherCAT-Topologie findet man generell die folgende Gliederung vor, nach der ein Master - das ist die PC-basierte Managementsoftware - die angeschlossenen Slaves verwaltet. Diese wiederum sind unterteilt in einzelne Objekte, die wiederum mehrere Variablen enthalten können.
Diese sind durch einen Namen eindeutig identifiziert und besitzen einen festgelegten Datentyp. Die Werte der Variablen sind les- und/oder beschreibbar. Es soll nicht unerwähnt bleiben, dass der EtherCAT-Master der RealTime Suite auch einige besondere Betriebsarten unterstützt, wie zum Beispiel Distributed-Clocks für zeitlich hochgenaue und synchronisierte Vorgänge. Das System ist zudem hot-plug-fähig, die Topologie kann sich also während der Laufzeit ändern. Ein Kabelredundanz-Modul erhöht die Systemverfügbarkeit.
Alle bisher genannten Funktionsmodule der Echtzeiterweiterung stellen jeweils die spezifischen Funktionen zur Verfügung. Aus Sicht des Programmierers kann es jedoch darüber hinaus wünschenswert sein, die Applikation auf einer noch abstrakteren Ebene zu erstellen. Dies ist umso interessanter, wenn in einer Automatisierungslösung verschiedene Kommunikationsprotokolle, zum Beispiel Profibus und EtherCAT, miteinander verknüpft werden sollen und der Steuerungsablauf dennoch neutral bleiben soll.
Hierzu steht in einem weiteren Modul eine Soft-SPS nach IEC 61131-3 bereit. Dadurch ist ein direkter und einfacher Umgang mit Variablen möglich, unabhängig davon, in welcher konkreten Topologie sich diese befinden. Es werden die bekannten PLC-Programmiersprachen »Anweisungsliste« und »Strukturierter Text« unterstützt. Künftige Versionen der Echtzeiterweiterung sollen das Vorhandensein mehrerer CPU-Kerne noch besser berücksichtigen und einzelne Aufgaben gezielt verschiedenen Kernen zuordnen können.
Mit einem allgemeingültigen Ansatz werden sowohl 32- als auch 64-Bit-Systeme unterstützt werden. Dennoch ist das Ziel, die Einfachheit der Programmierung beizubehalten. Neben der Ergänzung um weitere Feldbusse und Industrial-Ethernet-Protokolle wird die Funktionsbibliothek künftig um spezielle Bibliotheken für NC, Robotik und Bildverarbeitung ergänzt werden.
Über den Autor:
Uwe Jesgarz ist Geschäftsführer von Kithara Software
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