Automation mit rekonfigurierbaren, mechatronischen Komponenten

Hintergrund

Um Visionen wie „Flexible Produktion bis Losgröße 1“, „Customization“ oder „Knowledge Economy“ zu realisieren, sind „agile“ Systemkomponenten (Mechanik, Hardware, Software) nötig. Dazu müssen Maschinen- und Anlagenteile neue Eigenschaften bis hin zur Rekonfigurierbarkeit im Betrieb aufweisen. Der gegenwärtige Stand der Technik basiert auf Entwicklungen die vor ungefähr 40 Jahren starteten und wird deshalb nicht den neuen Anforderungen gerecht. Daher werden im Rahmen des Projektes neue, agilere Konzepte („Next Generation Distributed Embedded Automation and Control Systems“) entwickelt und umgesetzt.

Projektziele

Das Ziel des Forschungsprojekts µCrons - Micro-Holons for Next Generation Distributed Embedded Automation and Control Systems - ist es, eine Middleware für flexible, modulare, in Echtzeit rekonfigurier- und verteilbare mechatronische Komponenten (als µCrons bezeichnet) zu entwickeln. Da heutige herkömmliche zentral organisierte und starre Steuerungsstrukturen den neuen Anforderungen kaum mehr gewachsen sind, soll ein Durchbruch zur Realisierung hochflexibler, ausfallsicherer („Zero Downtime“) Produktionssysteme erreicht werden.

Projektergebnisse

Während der ersten Projektphase wurde eine IEC 61499 basierte Laufzeitumgebung für Micro-Controller mit beschränkten Ressourcen (CPU, Memory …) als Basis für die µCrons Middleware entwickelt. Ein Hauptziel dieser Phase war es, ein Software-Design zu finden, dass eine einfache und leichte Portierung auf diverse Steuerungshardware erlaubt. Dies wurde durch den Hardware-Abstraction Layer in der Middleware errreicht.
Im Laufe der zweiten Projektphase wurde die µCrons Middleware durch ein deterministisches Abarbeitungsmodell für IEC 61499 basierte Steuerungsanwendungen erweitert. Weiters entwickelten die Projektpartner auch einen entsprechenden Engineeringansatz, der es ermöglicht, Echtzeitbedingungen zu IEC 61499 Anwendungen hinzuzufügen. Zusätzlich sind sogenannte Rekonfigurations-Services implementiert worden, die eine Online-Änderung von Steuerungssoftware in einem Netzwerk von verschiedenen Controllern erlauben.