Virtualisierung in der Prozessautomatisierung

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Der zunehmende Bedarf an agilen und dynamischen Produktionssystemen im Kontext von neuen Automatisierungsparadigmen wie Industrie 4.0 erfordert neue Technologien und Informationsmodelle in verschiedenen Domänen. Prozessnahe Komponenten bilden eine dieser Domänen. Zur Erfüllung der Anforderungen und Aufgaben müssen sie neue Funktionalitäten bereitstellen. Die im Rahmen dieses Forschungsthemas vorgeschlagene Architektur zielt darauf ab, Steuerungsgeräte mit neuen Funktionen auszustatten, um sie an die Anforderungen zukünftiger Automatisierungssysteme anzupassen. Durch Virtualisierung ermöglicht die neue Architektur eine Trennung und Kapselung der Komponenten in virtualisierte Teilsysteme gemäß der an sie gestellten Anforderungen (Echtzeitfähigkeit, Verfügbarkeit, Security, usw.). Die Handhabung der Komponenten erfolgt durch ein lokales Verwaltungssystem, das Infrastrukturdienste anbietet. Diese Dienste werden sowohl zur Verwaltung der Kommunikation und des Deployments, als auch zur Ressourcenzuteilung eingesetzt. Die Komponenten dürfen nur über eine unidirektionale Kommunikation miteinander kommunizieren. Die Hauptapplikationen der vorgestellten Architektur sind in der Abbildung dargestellt. Die Control-Partition beinhaltet die traditionelle Prozessführungsapplikation. Der Manager ist das lokale Verwaltungssystem. Die Interface-Partition ist die einzige Partition, die mit externen Komponenten kommunizieren kann. Die O&M-Partitionen führen lokale Optimierungs- und Monitoring-Aufgaben durch. Die benötigten Daten müssen dafür aus der Prozessführung abgerufen werden (NAMUR-Diode). Nach der Verarbeitung dieser Daten muss ein Feedback zur Prozessführung geschickt werden (VoR). Das Forschungsthema adressiert die Entwicklung dieser Architektur sowie die Konzipierung und Realisierung dieser Kommunikations- und Verwaltungsvorgänge.