OSGi: Technologiebewertung für den Einsatz in der Automatisierung

Transkript

1 OSGi: Technologiebewertung für den Einsatz in der Automatisierung Henrik Eichenhardt Hauptseminar Systemorientierte Informatik "Fabrik- und 1

2 Gliederung 1. Einleitung 2. OSGi 3. OSGi im Detail 4. OSGi in der industriellen Automation 4.1 OSGi in der industriellen Steuerung 4.2 Condition Monitoring 4.3 Ferninstallation von Software 4.4 Fernwartung 5. Bewertung 6. Fazit / Ausblick 2

3 1. Einleitung Probleme: komplexe Anlagen harter Wettbewerb kurze Produktzyklen kurze Entwicklungszeiten Kostendruck heterogene Netze starre Anlagen 3

4 1. Einleitung Lösungen wieder verwendbare Module plattformunabhängig standardisiert kostengünstige Vernetzung von Feldbussen austauschbare Geräte Diagnose- und Wartungsdienste life cycle management 4

5 2. OSGi Open Service GatewayInitiative Heimvernetzung, Automobilbereich, Telekommunikation, Fabrikautomation Java basiert Spezifikation von Schnittstellen unabhängig von Plattform, Betriebssystem geringer Ressourcenbedarf einfache Vernetzung dynamisches installieren, stoppen, starten, entfernen von Modulen Standarddienste (HTTP, Admin, Logging) 5

6 3. OSGi im Detail OSGi Framework komponentenbasierte Architektur ClassLoader Komponente = Bundle Download der Bundles Bundles enthalten Services Bundlecontext meldet Services in Registry an Namensdienst für Services Bundles mit Abhängigkeiten 6

7 3. OSGi im Detail Device Access Interaktion Gerät Service Einbinden von Geräten per Hotplug Lookup-Dienst lädt passenden Treiber für Gerät Rohdaten oder Befehle 7

8 4. OSGi in der industriellen Automation Steuerebene dezentrale, transparante Middleware heterogene Feldbusse Visualisierung von Prozessabläufen Leitebene Betriebszustandsüberwachung Fernprüfung Fernwartung 8

9 4.1 industrieller Steuerung Gateway zwischen heterogenen Netzen Device Access lädt API Entkoppelung Service und Gerät Konzentration auf Systemarchitektur Entwicklungszyklen entfallen Benötigte Schnittstellen nachinstallieren HTTP-Service liefert Systeminformationen 9

10 4.2 Condition Monitoring Anlagen Fernwartung Lebensdauer verlängern unvorhergesehene Ausfall Bottleneck Maschinen längere Wartungsintervalle Selbstanalyse Überwachung von Sensoren 10

11 4.2 Condition Monitoring Rohdaten bewerten / interpretieren prägnante Informationen weiterleiten Installation an zentraler Stelle Integration in bestehende SPS vs. eignes Modul mehrere Bewertungen als Servicemodule neue Bewertungsmaßstäbe hinzufügen 11

12 4.3 Ferninstallation von Software Hardwareupdate => Softwareupdate Installationsmanager holt Software aus Leitebene installiert auf SPS Aufwand / Arbeitszeit / Fehler Kernkompetenz von OSGi Abhängigkeiten auflösen Administrationsservice => security Nach Installation bereit für andere Aufgaben (4.2 / 4.4) 12

13 4.4 Fernwartung Vor Ort Reparatur teuer sporadische Fehler schwer zu finden Diagnosesoftware protokolliert Fehler spezielles Notfall-CM spezielle Testcases implementieren, installieren 13

14 5. Bewertung Java im embedded Bereich Binärcode vs. Bytecode dynamisches Laden ClassLoader Ausführungszeit RAM Speicherbedarf (Bundles, Framework, VM) höhere Hardwareanforderung vs. Mehrwert 14

15 5. Bewertung Echtzeitfähigkeit echtzeitfähige VM Service erhält Thread im Realtime OS Garbage Collector niedrige Priorität 15

16 5. Bewertung Kosten vs. Nutzen Eingesparte Servicekosten, höhere Produktivität Installationskosten Fehleranfälligkeit der Anlage Angriffe aus dem Netz OSGi auf SPS vs. Eigenem Modul Lebenszyklus verlängern 16

17 5. Bewertung Hardwareanforderung nur geringer Ressourcenverbrauch Einsatz von billigen Geräten aus anderen Märkten kurze Entwicklungszeiten kostengünstige Hardware übernimmt Aufgaben von Leitständen / Industrie-PCs OPC-DC teuere Hardware, hohe Betriebskosten, komplizierte Installation Einfache Steuerungen auf Embedded- Systems 17

18 5. Bewertung GUI Benutzeroberfläche des HTTP- Service rudimentär Benutzerfreundlichkeit wichtig für Akzeptanz Xweb generiert GUI Java basiert benötigt Java fähigen Browser mobile Leistelle über Tablet- PC und WLAN 18

19 6. Fazit / Ausblick kleine Steuerungen Gateway für Feldbusse Wartung und Diagnose Matthias Simon "Anwendungen zur Raumautomation auf Basis der OSGi- und LON- Technologien" 19