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exOS ermöglicht Verwendung beliebiger Linux-Codes in B&R-Systemen

Verbindung von Steuerungssystemen mit Linux
exOS ermöglicht Verwendung beliebiger Linux-Codes in B&R-Systemen

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Maschinenbauer können mit dem enhanced crossover Operating System (exOS) jeden beliebigen Linux-Code im B&R-System verwenden Bild: B&R
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(eve) Das enhanced crossover Operating System (exOS) der B&R Industrie-Elektronik GmbH, Bad Homburg, ermöglicht es, jeden beliebigen Linux-Code im B&R-System zu verwenden. Programmcode aus sämtlichen höheren Programmiersprachen wie C++, Python oder JavaScript, lässt sich einfach in die Maschinenautomatisierung integrieren. Daraus ergeben sich folgende Vorteile:

  • Datenbanken: Prozessdaten lassen sich direkt in hochentwickelten Datenbanksystemen auf einer industriellen Automatisierungshardware speichern.
  • IoT-Algorithmen: Machine-Learning-Algorithmen können direkt auf der Edge-Ebene ausgeführt werden. Maschinen- und Gerätedaten lassen sich einfach von der Maschinensteuerung abrufen und sammeln.
  • Bestehende Codebasis: Der Linux-Anwendungscode kann Hand in Hand mit zyklischen Steuerungs-Anwendungen auf einer langfristig verfügbaren Automatisierungsplattform ausgeführt werden.

Mit der engen Anbindung von Linux an das Echtzeitbetriebssystem Automation Runtime können Softwareentwickler Programmcode in jeder beliebigen Programmierumgebung (IDE) entwickeln, kompilieren und debuggen. Mit exOS lässt er sich anschließend einfach in die Maschinenapplikation integrieren und ausführen. Damit erreichen Automatisierungslösungen im Sinne von I 4.0 und dem IIoT neue Freiheitsgrade.

Anwendungsbeispiele für exOS

  • Anwendungsbeispiel Spritzgießmaschine: Für die Qualitätskontrolle müssen Produktionsdaten regelmäßig in einer Datenbank gespeichert werden. Die Datenbank, zum Beispiel MongoDB, läuft unter Linux. Die Maschinensteuerung hingegen unter Automation Runtime. Mit exOS wird beides in eine Hypervisor-Konfiguration auf einem Panel PC 910 integriert. Die exOS-Funktion für effiziente Wartung ermöglicht zudem kurze Stillstandszeiten nach einem Hardwaretausch.
  • Anwendungsbeispiel Lackierzelle: Maschinelles Lernen (ML) wird zur Optimierung der Wartung herangezogen. Dazu läuft ein Tensorflow-ML-Modell unter Linux auf einem Automation PC 2200 und erhält Maschinendaten von der X20-Maschinensteuerung über die exOS-Schnittstelle. exOS ermöglicht die schnelle Integration und eine einfache Verbindung.
  • Anwendungsbeispiel fahrerloses Transportsystem: Autonome Transportsysteme basieren auf einer Robotikplattform. Dabei läuft die dynamische Pfadplanung in ROS unter Linux, die Antriebsregelung hingegen in Automation Runtime. Beides lässt sich mit exOS in einer Hypervisor-Konfiguration optimal synchronisieren und einfach auf einem Automation PC mobile 3100 integrieren.

Ein zentrales Engineering-Tool

Entwicklungsingenieure erstellen den Linux-Code in den ihnen vertrauten Werkzeugen wie Eclipse oder Visual Studio. Anschließend wird der Linux-Code als exOS-Paket ins B&R-System importiert. Dadurch kann Automation Studio als zentrales Engineering-Tool verwendet werden. Das Softwaremanagement und die Softwarediagnose gestalten sich so wesentlich einfacher und übersichtlicher. Zusätzliche Werkzeuge sind für die Inbetriebnahme nicht mehr notwendig.

IT-Funktionen in Linux lassen sich über etablierte OT-Abläufe und Werkzeuge verteilen und warten. Zum Beispiel ist im Service-Fall oder bei einem Hardware-Tausch die nötige Softwareinstallation ohne Expertenwissen möglich. Zudem bietet das enhanced crossover Operating System umfangreiche Diagnosefunktionen für die Installation und Code-Ausführung. Das B&R-System zeichnet sämtliche Fehlermeldungen des Steuerungsbetriebssystems und Linux durchgängig auf und stellt sie dem Anwender zur Verfügung.

Performante Schnittstelle

exOS bringt eine nutzerfreundliche API für einen leistungsfähigen Datenaustausch mit. Die API sorgt für eine einfache und gepufferte Prozessdatenkommunikation zwischen dem Steuerungsbetriebssystem und Linux. Die Daten werden konsistent im Millisekundenbereich übertragen. Um Anwendungen zeitsynchron auszuführen, kann über den NetTime-Mechanismus auf eine gemeinsame Zeitbasis zugegriffen werden. Dies ermöglicht zeitkonsistente Datenübertragung sowie die Zeitstempelung von Prozessdaten.

Skalierbare Lösung

Maschinenbauer können zwischen zwei unterschiedlichen Umsetzungsvarianten für das enhanced crossover Operating System wählen. Entweder werden Automation Runtime und Linux auf demselben Gerät, zum Beispiel einem Automation PC, ausgeführt, oder jedes System nutzt eine separate Hardware. Für die zweite Umsetzungsvariante kann jeder beliebige Automation PC von B&R und jede beliebige X20-Steuerung kombiniert werden.

Kontakt:

B&R Industrie-Elektronik GmbH
Am Weidenring 56
61352 Bad Homburg
Tel. +49 6172 4019–0
office.de@br-automation.com
www.br-automation.com

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