Az Industrial Control Host beszállítójaként abban a megtiszteltetésben részesültem, hogy mélyen belemerülhettem a valós idejű operációs rendszerek (RTOS) világába, és megértettem, melyek a legalkalmasabbak termékeinkhez. Ebben a blogban megosztom meglátásaimat az RTOS opciókkal kapcsolatban, amelyek csodákra képesek egy Industrial Control Host számára.
Először is értsük meg, mi az ipari vezérlőgazda. AnIpari vezérlőgazdakulcsfontosságú eleme az ipari környezetben. Feladata a különféle ipari folyamatok irányítása és ellenőrzése, a zavartalan működés biztosítása és a magas szintű hatékonyság fenntartása. Ezeknek a gazdagépeknek gyakran több feladatot kell egyszerre kezelniük szigorú időzítési követelmények mellett. Itt jön be a jó RTOS.
Az egyik legnépszerűbb RTOS for Industrial Control Hosts a VxWorks. A VxWorks már régóta létezik, és szilárd hírneve van az iparágban. Determinisztikus teljesítményt kínál, ami azt jelenti, hogy bizonyos válaszidőt tud garantálni a feladatokhoz. Az ipari szabályozásban ez rendkívül fontos. Például egy gyártóüzemben, ha egy vezérlőrendszernek néhány ezredmásodpercen belül reagálnia kell az érzékelő leolvasására, a VxWorks ezt meg tudja valósítani. A fejlesztői eszközök gazdag készletével is rendelkezik, ami megkönnyíti a fejlesztők számára az Industrial Control Hosts kód írását és hibakeresését.
Egy másik nagyszerű lehetőség a QNX Neutrino. A QNX megbízhatóságáról és méretezhetőségéről ismert. Mikrokernel architektúrával rendelkezik, ami azt jelenti, hogy az operációs rendszer szolgáltatásainak többsége külön folyamatként fut. Ez stabilabbá teszi a rendszert, mert ha egy szolgáltatás meghibásodik, az nem teszi tönkre az egész rendszert. Ipari környezetben, ahol az állásidő rendkívül költséges lehet, ez a fajta megbízhatóság elengedhetetlen. A QNX hardverplatformok széles skáláját is támogatja, beleértveX86 Mini PC, amelyeket általában az ipari vezérlőgépeinkben használnak.
A Linux az ipari vezérlési térben is lenyomja bélyegét. A Real Time Linux különösen nagy utat tett meg az elmúlt években. Az az előnye, hogy nyílt forráskódú operációs rendszer, ami azt jelenti, hogy a fejlesztők nagy közössége járul hozzá a fejlesztéséhez. Ez hatalmas mennyiségű szoftvert és illesztőprogramot eredményez. Ipari vezérlőgépeink számára ez azt jelenti, hogy könnyen integrálhatunk különböző hardver- és szoftveralkalmazásokat. A valódi valós idejű teljesítmény elérése Linuxszal azonban kissé bonyolult lehet. Óvatos konfigurálást és hangolást igényel, de megfelelő szakértelemmel nagyon is járható megoldás lehet.
Amikor RTOS-t választunk ipari vezérlőgépeinkhez, olyan tényezőket is figyelembe kell vennünk, mint a licencköltségek, az integráció egyszerűsége és a hosszú távú támogatás. A VxWorks és a QNX kereskedelmi RTOS, ami azt jelenti, hogy licencdíjat kell fizetni. De emellett szakmai támogatást is kapnak az eladóktól, ami nagyon értékes lehet, különösen nagyszabású ipari projekteknél. Másrészt, a Linux ingyenesen használható, de a támogatást a közösség vagy harmadik fél szolgáltatók nyújthatják.
A könnyű integráció egy másik fontos szempont. Olyan RTOS-t szeretnénk, amely könnyen integrálható meglévő hardver- és szoftverinfrastruktúránkkal. Például, ha az Industrial Control Host már használ egy bizonyos típusú kommunikációs protokollt, az RTOS-nak gond nélkül támogatnia kell azt. A hosszú távú támogatás szintén kulcsfontosságú. Az ipari világban a termékek hosszú élettartammal rendelkeznek, és szükségünk van egy RTOS-ra, amelyet még sok évig támogatni fog.
Beszéljünk egy kicsit a fejlesztési folyamatról. Miután kiválasztottuk az RTOS-t az Industrial Control Host számára, a következő lépés a rajta futó szoftver fejlesztése. Ez magában foglalja a kód írását különböző funkciókhoz, mint például az érzékelő adatgyűjtése, vezérlő algoritmusai és kommunikáció más eszközökkel. Az általunk választott RTOS nagymértékben befolyásolja a fejlesztési folyamatot. Például, ha a VxWorks-t választjuk, akkor annak fejlesztőeszközeit fogjuk használni, mint például a Tornado, amely grafikus felületet biztosít a kódfejlesztéshez és a hibakereséshez. Ha QNX, akkor a Momentics IDE-jét használjuk. Linux esetén pedig számos nyílt forráskódú fejlesztőeszközt használhatunk, mint például a GCC és a GDB.
A tesztelés szintén kritikus része a folyamatnak. Tesztelnünk kell a szoftvert az RTOS-on, hogy megbizonyosodjunk arról, hogy megfelel a valós idejű követelményeknek. Ez magában foglalja a válaszidő, az áteresztőképesség és a megbízhatóság tesztelését. Különféle tesztelési technikákat használunk, például egységtesztet, integrációs tesztelést és rendszertesztet. Ipari környezetben nem engedhetjük meg magunknak a szoftverhibákat, ezért az alapos tesztelés kötelező.
Összefoglalva, számos valós idejű operációs rendszer létezik, amelyek alkalmasak egy Industrial Control Host számára. A VxWorks, a QNX Neutrino és a Real - Time Linux mindegyikének megvannak a maga erősségei és gyengeségei. Industrial Control Host beszállítóként gondosan ki kell értékelnünk ezeket a lehetőségeket ügyfeleink igényei, az adott alkalmazás és saját fejlesztési képességeink alapján.
Ha ipari vezérlőgépet keres, és szeretné megvitatni, hogy melyik RTOS lenne a legmegfelelőbb az Ön igényeinek, szívesen beszélgetek. Részletesen áttekintjük a projekt igényeit, és a legmegfelelőbb megoldást kínáljuk. Akár nagy teljesítményre, megbízhatóságra vagy költséghatékonyságra vágyik, mi mindent megtalál.
Hivatkozások
- "Valós idejű rendszerek és programozási nyelvek", Alan Burns és Andy Wellings
- Douglas Hall "Beágyazott valós idejű operációs rendszerek".