Erweiterung der Steuerungsfunktionalität durch die Integration von Containertechnologien (ESIC)

• Antragsteller: Dr.-Ing. Armin Lechler
• Fachliche Zuordnung: Produktionsautomatisierung und Montagetechnik
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 420528256

Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPSen) sind Kernkomponenten der Automatisierungstechnik. Bei der Konfiguration und Programmierung von SPSen liegt der Fokus auf Stabilität. Die Einhaltung harter Echtzeitkriterien sowie eine hohe Lebensdauer (15+ Jahre) sind dabei die Regel. Im Zuge von Industrie 4.0 hat sich das Anwendungsfeld von SPSen erweitert. Schnittstellen zur Datenübertragung mit Cloud-Systemen, serviceorientierte Softwarearchitekturen, der Einsatz von künstlicher Intelligenz sowie Integration und Nutzung von Mehrwertdiensten sind neu hinzugekommen. Diese Anwendungsszenarien werden heutzutage als Cloud-Dienste unter Verwendung von Virtualisierungstechnologien (z. B. Hypervisor oder Container) realisiert. Durch die erhöhte Kommunikationsstrecke zwischen Feldebene und der Cloud lassen sich Anwendungsfälle, welche direkt an den Prozess gekoppelt sind und harte Echtzeit erfordern, nicht als Cloud-Dienste realisieren. Somit ist es erforderlich, diese Anwendungsfälle direkt in die Steuerung zu integrieren und dabei die kurzen Entwicklungszyklen und hohe Updatefrequenzen realisieren zu können. Im Cloud-Umfeld wird dies unter anderem durch die Nutzung von Containertechnologien ermöglicht. Zum Einsatz dieser Technologien im Steuerungsumfeld, besonders in der SPS, besteht noch Forschungsbedarf. Die Ausführbarkeit von Containern unter Einhaltung harter Echtzeitkriterien, die Inter-Container-Kommunikation und Isolation von Prozessen auf Steuerungsarchitekturen sind offene Forschungsfelder.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr.-Ing. Alexander Verl