Alternativprogramm

Software - Die Informationstechnik ist längst Schlüsseltechnologie. Damit ist sie zum Kostenfaktor aufgestiegen. Lösungen auf Basis des frei verfügbaren Betriebssystems Linux erschließen weitere Rationalisierungspotenziale.

09. August 2007

Die Herstellungskosten moderner Industrieerzeugnisse beruhen oft nur zu einem geringen Teil auf den verbauten Werkstoffen und den Kosten des Maschinenparks: Stattdessen verursacht bei manchen Produkten die eingesetzte Software mehr als 70 Prozent der gesamten Produktionskosten. Eine Möglichkeit, hier Kosten zu sparen, ist deshalb der Einsatz von sogenannter Open-Source-Software. Diese Softwareprodukte liegen in einer für den Menschen lesbaren Form vor und dürfen uneingeschränkt kopiert, verbreitet und genutzt werden, ohne jede Nutzungsbeschränkung oder Lizenzverpflichtung. Der offengelegte Quelltext ermöglicht es zudem, jederzeit die Software zu verändern und in veränderter Form weiterzugeben.

All diese Eigenschaften bieten das offene Betriebssystem Linux und die dazu passenden Softwarelösungen, allerdings sind Lösungen für Einsätze im industriellen Umfeld häufig nur dann interessant, wenn sie auch echtzeitfähig sind, etwa für die zyklische Bearbeitung der Antriebsregelung oder die Reaktion auf Sensordaten in einer Maschinensteuerung.

Eine Initiative aus Industrie und Forschung aus dem Jahr 2004 hat deshalb das Ziel, Linux echtzeitfähig zu machen. Dieses Projekt mit der Bezeichnung RTLopen (Real Time Linux) wird betreut von vier Projektpartnern, der Berghof Automationstechnik GmbH in Eningen, der Hofmann Maschinen- und Anlagenbau GmbH in Worms, der Vision Tools GmbH aus Waghäusel sowie vom Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software-Engineering (IESE) in Kaiserslautern.

Gelöst hat das Konsortium die Aufgabe mit der Erweiterung RTAI, die das Betriebssystem Linux echtzeitfähig macht. Diese lizenzfrei erhältliche Lösung kann die Linux-Tasks jederzeit unterbrechen und gewährleistet so die geforderte Echtzeitfähigkeit. Für den Maschinen- und Anlagenbau eröffnet sie damit eine flexible, leistungsfähige, zukunftssichere und kostengünstige Referenzplattform für die unterschiedlichsten Anwendungen auf Basis des offenen Betriebssystems Linux. Dabei werden die besonderen Anforderungen von industriellen Anwendungsfeldern berücksichtigt, etwa Echtzeitfähigkeit, komplexe Berechnungen, Interoperabilität, Sicherheit, Ausfallsicherheit und Langlebigkeit.

Das Projekt ist mittlerweile abgeschlossen, und die vorliegenden Erfahrungsberichte und Handbücher ermöglichen einen einfachen und schnellen Zugriff auf die passenden Informationen zur individuellen Aufgabenstellung.

Hohe Leistung, kleiner Preis

Das RTLopen-Handbuch für Entwicklungswerkzeuge beispielsweise präsentiert und bewertet in der Praxis bereits bewährte, frei verfügbare Software-Werkzeuge für die Entwicklung von eingebetteten Realzeit-Systemen. Ein weiteres Dokument beschreibt detailliert den Gesamtprozess der Entwicklung von Software für eingebettete Echtzeitsysteme und erleichtert damit deutlich die Entwicklung von softwareintensiven Echtzeitsystemen.

Eine Aufgabe des Automatisierungsspezialisten Berghof war es, die Referenzplattform auf eigener Hardware zu implementieren, zu testen und zu bewerten. Als Plattform diente der Dialog Controller DC 1000, der als kombinierte Steuerungs- und Visualisierungseinheit für die wirtschaftliche Ausrüstung von Maschinenserien entwickelt wurde. Entwicklungsleiter Holger Wußmann erinnert sich: »Zu den Anforderungen an ein solches auf CAN und Ethernet basierendes System gehörten geringe Laufzeitlizenzen, die Leistungsfähigkeit der grafischen Tools, die Zuverlässigkeit sowie die Zukunftssicherheit.«

Die gefundene Lösung arbeitet unabhängig von den eingesetzten Prozessoren und ist damit jederzeit portierbar. Bei all dem sollten natürlich auch die Kosten überschaubar bleiben, weiß Wußmann und bestätigt: »Das lizenzkostenfreie Linux-Betriebssystem zusammen mit den dafür verfügbaren Open-Source-Werkzeugen erfüllt alle unsere Anforderungen geradezu optimal und spart letztendlich bares Geld.«

Ellen-Christine Reiff/bt

Erschienen in Ausgabe: 05/2007