Modellanlage für Echtzeit-Anwendungen

Prof. Dr. Sigurd Günther

Ansprechpartner

FB Automatisierung und Informatik
Tel +49 3943 659 315 Fax +49 3943 659 5315 -5315 Raum 2.201, Haus 2, Wernigerode
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Bussysteme und Echtzeitbetriebssysteme


Haus 9 (Papierfabrik),  Laborraum: 9.302


Praktischer Hintergrund

Im Labor werden Themen der technischen Informatik, also das Know-How für das "Internet der Dinge" praktisch untersucht. Computer, die in Geräten und Maschinen eingebettet sind, finden wir überall im täglichen Leben:

  • Im Haushalt sorgen sie für einen sparsamen Energieverbrauch in Heizungen, steuern über Fernbedienungen elektronische Unterhaltungsgeräte und machen Mobiltelefone zur persönlichen Kommunikationszentrale.
  • Moderne Autos sind "fahrende Computernetze“, die uns sparsam und sicher zum Zielort befordern.
  • Maschinenbau ohne Computertechnik und Elektronik ist heute nicht mehr möglich.
  • Medizintechnik und mobile Umwelttechnik wären ohne eingebettete Computer undenkbar.

Was ist diesen Anwendungsfällen gemeinsam?

Computer für Industrieanlagen können klein wie eine Streichholzschachtel oder groß wie ein Buch sein. Sie steuern reale Prozesse und kooperieren untereinander. Viele Aktivitäten werden gleichzeitig ausgeführt. Und das 24 Stunden am Tag, 365 Tage im Jahr.

Wenn die Programme nicht rechtzeitig Ergebnisse liefern, kann dies ernste Folgen für die Umgebung haben. Diese Anforderung nennt man auch „Echtzeit-Bedingungen“. In den Industrie-Rechnern werden Echtzeit-Betriebssysteme, also Betriebssysteme mit besseren Reaktionszeiten, eingesetzt.

Schwerpunkt-Themen

 

Echtzeit-Datenverarbeitung:

Wie kann man aktive Programme so koordinieren, dass alle Ergebnisse rechtzeitig vorliegen?

Hierfür lernen Studierende, die "Teamarbeit von Programmen" unter Zeitdruck zu realisieren. Sie lernen, wie man

  • Programme für den Zugriff auf die Hardware für industrielle Bussysteme entwickelt,
  • den Zugriff auf gemeinsam genutzte Baugruppen und Daten koordiniert,
  • die Kooperation und Kommunikation zwischen parallel laufenden Programmen organisiert oder
  • eine rechtzeitige Reaktion auf zufällige Ereignisse (Störungen) ermöglicht.

Echtzeitkommunikation / industrielle Bussysteme

Wie kommunizieren Computersysteme in Maschinen oder technischen Anlagen, wenn die Kommunikation rechtzeitig abgeschlossen sein muss?

In Laborveranstaltungen wird erprobt, wie "Teamarbeit zwischen Computern" funktioniert und welche Verfahren geeignet sind, eine Kommunikation mit Zeitvorgaben zu realisieren.

  • verteilte Anwendungen programmieren lernen
  • Eigenschaften verschiedener Verfahren untersuchen und verstehen lernen

Ausstattung


Modelle und Experimentiersysteme


Mobile Roboter von Festo ("Robotino")

  • Ausstattung
  • Gyroskop
  • WebCam
  • z.T. mit Laser-Scanner

Fischer-Technik-Modelle

  • Portalkran mit Sortieranlage
  • Transportsystem (Modell mit Transportbändern)

Infrastruktur


Arbeitsplatz-PCs

  • PCs mit Interface-Adaptern für verchiedene Bussysteme
  • CentOS und Linux/Xenomai
  • Software-Entwicklung mit Eclipse und QNX / Momentics

Industrie-PCs

  • cPCI-Systeme 6 Slot, doppeltes Europakarten-Format
  • Pentium M2 2 GHz, 1GB RAM
  • QNX Neutrino
  • digitale E/A-Karten und CAN-Bus-Interface

Mobiler Router-Schrank für CCNA-Kurse

  • 8 Cisco-Router
  • 4 Cisco-Switches
  • TK-Anlage und 2 ISDN-Router

Bussysteme

  • CAN-Bus – Mini-Netzwerk
  • EtherCAT - Slave-Stationen für digitale E/A

Embedded Linux

  • Cross-Development für Raspberry Pi

Michael Wisse

Labor Bussysteme und Echtzeitbetriebssysteme

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