Middleware in der Automatisierungstechnik

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1 Fak. Elektrotechnik & Informationstechnik Institut für Automatisierungstechnik Professur für Prozessleittechnik Middleware in der Automatisierungstechnik Leon Urbas Sprecher GMA FA 5.16 Middleware in der AT VDI-Expertenforum Agenten in der Automatisierungstechnik Stuttgart,

2 Übersicht Vorstellung GMA FA 5.16 Middleware in der AT Begriffsdefinition Middleware Aus Informatik übernehmbar? Welche? AT: Funktionale Anwendungsperspektive Dienste einer Middleware Welche Leistung erbringt die MW für die AT Funktionale/Nichtfunktionale Aspekte Anwendungsbeispiele Urbas,

3 Warum Middleware in der AT? Hochverteilte Informationsverarbeitung mit Smart Sensors und Integrated Devices Modularisierung, Geheimnis- und Lokalitätsprinzip, Agententechnologien Auflösung der klaren Strukturen der Automatisierungspyramide Vielfältige Kommunikationsbeziehungen über die Ebenen hinweg Aufgaben werden verteilt gelöst jeweils dort, wo die notwendigen Informationen vorhanden sind Zunehmende Heterogenität Flexibilität, Skalierbarkeit, Robustheit Urbas,

4 Beispiel Energieeffiziente Antriebe Urbas,

5 Erweiterung um Energiemanagement Urbas,

6 Instandhaltung und Wartungsmgmnt. / Universelles Bediengerät Urbas,

7 Idee Middleware Komponenten zur Zusammenfassung und Wiederverwendung verteilter Funktion: Kommunikation, Exploration, Koordination Urbas,

8 GMA FA 5.16 Middleware in der AT Informationstechnik erfindet Kommunikation durch MW in AT ständig neu SOAP, REST, Linked Data, Service Orchestrierung Grid Technologien Vielfalt von Middleware (MW)-Definitionen MW is the Slash in Client/Server [1] Software that mediates between an application and a network [2] MW is any software that allows other software to interact [3] Urbas,

9 GMA FA 5.16 Middleware in der AT Zielsetzung Aufbereitung des Themas für die Automatisierungstechnik Richtlinie VDI/VDE 2657 Zusammensetzung Automatisierungs- und Kommunikationsindustrie Hochschulen ( Anwender ) Blatt-1 in Gründruckphase Urbas,

10 Anstelle einer Definition: Vorteile Middleware vereinfacht die Entwicklung und den Aufbau verteilter Automatisierungssysteme durch Abstraktion: Gleichartige aber unterschiedliche Funktionen werden einheitlich abgebildet Trennung von Zuständigkeit: Anwendungen und Schnittstellen lassen sich getrennt entwickeln und wiederverwerten Reduktion: ein reduzierter Anteil anwendungsspezifischer Software führt zu höherer Übersichtlichkeit, Flexibilität, Erweiterbarkeit und Wartbarkeit Urbas,

11 Anforderungen an Middleware in der AT Anforderungen Abstraktion der Kommunikation Abbildung des Daten- und Informationsraums Selbstbeschreibung und Abfragen Informationssicherheit Geschäftslogik und Verhalten Ziele Flexibilität, Skalierbarkeit, Erweiterbarkeit, Konfigurierbarkeit, Wartbarkeit, Zuverlässigkeit, Leistung, Zertifizierbarkeit, Interoperabilität Urbas,

12 Anwendung Geräteintegration und Inbetriebnahme von Feldgeräten Verteilte Aufgaben Kommunikationseinrichtung Kalibrieren und Diagnose Konfigurieren Middleware: Abstraktion der Kommunikationskanäle Definierte Formate für Datenaustausch Abstrakte Beschreibung der Feldgeräte Kapselung von Daten, Regeln und Prozeduren Marktgängige Lösungsansätze: FDT, FDI, PDM Urbas,

13 Anwendung Teststand für Flügelklappensteuerung verteilte Aufgaben Entwicklung vernetzter Aufgaben Testen und Verifzieren von Hardware, Simulation, Testumgebung, etc. Middleware: Verteiltes hierarchisches Datenmodell Transparenz von Ort und Kommunikation Urbas,

14 Zusammenfassung und Ausblick Automatisierungstechnik ändert sich: Grid & Semantic Web Technologien Service Orchestrierung Agententechnologien Bedeutung von Middleware für die AT wächst Energieeffizienz IBS, Wartung- und Instandhaltung... VDI/VDE 2657 Blatt 1 (Gründruck) Erster Ansatz zur Erfassung & Beschreibung des Themas Nächste Schritte: Handreichung für Auswahl und Projektierung von MW in der ATZ Urbas,

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