Parallel auf allen Ebenen

Über Redundanz-Links synchronisiert sich die inaktive auf die aktive CPU und übernimmt bei Störungen innerhalb von drei Buszyklen die Kontrolle.B&R

Moderne Prozessorarchitekturen definieren sich heute nicht nur durch maximale Taktraten, sondern auch durch die Anzahl ihrer Kerne. Deren Integration in die Entwicklungsumgebung ist ein wichtiger Aspekt, um dem Programmierer sämtliche Konfigurationsaufgaben in punkto CPU-Ressourcen abzunehmen. „Die Engineering-Plattform Automation Studio kann beispielsweise die Steuerungsprozesse eigenständig und performanceoptimiert den verfügbaren Kernen zuordnen“, erklärt Dr. Hans Egermeier, Business Manager Automation Software bei B&R. Der Anwender muss sich weder um die Konfiguration noch um die Kommunikation innerhalb der Mehrkern-Lösung kümmern – egal welche Betriebssysteme genutzt werden.

Hier sieht Egermeier einen Trend zu mehreren und auch unterschiedlichen Betriebssystemen auf einem System. Mit der ‚Automation Runtime Windows‘ steht bereits seit Jahren eine harte Echtzeitlösung für Windows-Systeme und die ‚Echtzeit-Automation-Runtime‘ zur Verfügung. Aktuelle Hypervisor-Technologien erweitern diesen Funktionsumfang auf Betriebssysteme wie Linux, die neben der Automation-Runtime in derselben CPU aber einem anderen Core laufen. Sogar der Betrieb von mehr als zwei Betriebssystemen gleichzeitig auf einem Target ist möglich.

Redundanz mit Standard-CPUs

Zuverlässigkeit steht oft ganz oben auf der Wunschliste der Anwender, bedeutet in letzter Konsequenz aber redundante – parallel arbeitende – Systeme, die aufgrund der geringen Stückzahlen solcher CPUs kostspielig sind. Mittels einer speziellen Redundanzlösung lassen sich zwei identische Standard-CPU-Baugruppen aus dem X20-Produktportfolio nun koppeln. Dazu sind keine speziellen Redundanz-Zentraleinheiten nötig. „Möglich ist dies, weil wir die Redundanzfähigkeit ausschließlich in Software realisiert haben“, betont Anton Meindl, Business Unit Manager Controls. Lediglich separate Kommunikationsmodule sind als Redundanz-Link bei jeder CPU notwendig. Sie sorgen für den automatischen Datenabgleich von internen Systemzuständen, Timing-Daten und der Prozesswerte. Das I/O-Abbild wird zwar von beiden CPUs eingelesen und verarbeitet, aber nur die aktive CPU schreibt die Ausgänge auf den I/O-Bus zurück. Da sowohl das Engineering Tool wie auch das Laufzeitsystem das Redundanzkonzept standardmäßig unterstützen, reduziert sich die Aktivierung auf einige Mausklicks. „Den Rest erledigen Automation Studio und Automation Runtime“, betont Egermeier. Im Betrieb laufen beide CPUs dann synchron mit der gleichen Applikation. Die Verfügbarkeit des Redundanzpartners wird im Betrieb über den Redundanzlink wie auch über den I/O-Bus ständig überwacht. Fällt die aktive CPU aus, übernimmt sofort die zweite CPU die Prozessführung. Dazu Meindl: „Sofort heißt maximal drei Buszyklen später.“

Auf der SPS: Halle 7, Stand 206