u-OS – otwarty system operacyjny dla automatyki przemysłowej

System u-OS bazuje na otwartych, uznanych standardach, takich jak Linux, technologia kontenerowa czy OPC UA. Umożliwia to integrację różnych aplikacji, m.in. całego środowiska oprogramowania Weidmüller, aplikacji zewnętrznych (np. CodeSys i NodeRed) lub oprogramowania własnego użytkownika. Oferuje więc niezależność, elastyczność i gotowość na przyszłe zmiany.

Integracja IT i OT

IT i OT były kiedyś odrębnymi dziedzinami. Technologia informacyjna odpowiada za systemy danych, technologia operacyjna obejmuje sprzęt i oprogramowanie do sterowania i zarządzania systemami w przemyśle wytwórczym i procesowym. Wraz z rozwojem przemysłu zgodnie z zasadami Przemysłu 4.0, w ostatnich latach świat OT zaczął łączyć się ze światem IT, a branża narażona jest na coraz większą liczbę bodźców, które znacznie przyspieszają tę fuzję. Cyfryzacja, technologie chmurowe i brzegowe, sztuczna inteligencja i Przemysłowy Internet Rzeczy wpływają na technologię operacyjną, rozwijając się w coraz większym tempie. – Do 2025 r. w użyciu będzie co najmniej 40 miliardów urządzeń IoT – tak szacuje Andreas Hoffmann, wiceprezes Business Unit Automation w Weidmüller Interface.

Urządzenia brzegowe i ich przewaga konkurencyjna

Dzięki sieciowaniu i cyfryzacji procesów aż do krawędzi sieci, przedsiębiorstwa zyskują decydujące przewagi konkurencyjne: przejrzyste i aktualne informacje, dużą elastyczność procesów, możliwość podejmowania przyszłościowych decyzji, a tym samym oszczędność czasu i kosztów, a także, co nie mniej ważne, poprawę jakości procesów.

Prowadzi to nie tylko do wykładniczego wzrostu ilości danych, ale także do przeniesienia dotychczas scentralizowanych funkcji IT i procesów decyzyjnych na zdecentralizowane komponenty brzegowe. To z kolei wymaga cyfrowego sieciowania wielu różnych systemów i rozwiązań. To, co wydaje się być korzystne w teorii, jest również bardzo korzystne w praktyce – ale wdrożenie nie jest (jeszcze) takie proste. Dzieje się tak dlatego, że wiele korzyści, jakie może zaoferować zintegrowana inteligentna fabryka w zakresie elastyczności, kosztów i efektywności energetycznej, nie może być wykorzystanych ze względu na systemy automatyki specyficzne dla danego producenta. Warunek wstępny udanego wdrożenia rozwiązania na rynku w ramach IT, czyli bezproblemowa kompatybilność z systemami innych firm, jest daleki od standardu obowiązującego w OT. Użytkownicy często muszą sobie radzić z niekompatybilnością własnych rozwiązań oraz kosztowną konserwacją i modernizacją systemów. Wiele firm przekonało się również, że ich indywidualne rozwiązanie daje bardzo małe możliwości prostej zmiany na komponenty innego producenta w przypadku zakłóceń w globalnym łańcuchu dostaw.

OT i IT już zawsze razem w jednym urządzeniu

– Im bardziej rozwiązania IT i OT się przenikają, tym większe jest pragnienie użytkowników, aby przełamać tę zależność – mówi Andreas Hoffmann, podsumowując wymagania klientów. Dzięki u-OS Weidmüller oferuje użytkownikom otwartą, elastyczną i niezależną platformę oprogramowania dla IIoT i automatyki. System u-OS łączy stabilność rozwiązań automatyki z potencjałem IIoT w jednym urządzeniu i oferuje inżynierom automatyki oraz programistom IT otwarte i elastyczne rozwiązanie, które ułatwia cyfrowe połączenie szerokiej gamy systemów w sieć.

Chociaż istnieją już podejścia do kompleksowych platform automatyzacji, użytkownik musi również orientować się w specyfikacjach dostawcy; na przykład bardzo trudno jest zintegrować rozwiązania pochodzące od dostawców zewnętrznych. u-OS wykorzystuje otwarte, ustalone standardy, takich jak Linux, technologia kontenerowa i OPC UA, co umożliwia integrację aplikacji Weidmüller, aplikacji własnych lub aplikacji pochodzących od dostawców zewnętrznych. To czyni użytkownika niezależnym i gotowym na przyszłość, ponieważ może polegać na dostawcach zewnętrznych, którzy również oferują platformy automatyzacji lub aplikacje.

Linux jako otwarty standard jest zatem warunkiem wstępnym, ponieważ łączy w sobie cechy niezbędne do zastosowania w środowisku automatyki: doskonałe możliwości w czasie rzeczywistym, dużą społeczność usługodawców i deweloperów oraz łatwą optymalizację i w razie potrzeby adaptację kodu open-source.

Wdrażanie rozwiązań programowych

Technologia kontenerów jako otwarty standard umożliwia użytkownikom łączenie w jeden pakiet aplikacji ze wszystkimi jej zależnościami. Oznacza to, że nawet złożone wersje oprogramowania mogą być dostarczane w sposób automatyczny i szybki. Eliminuje to wiele źródeł błędów podczas instalacji i aktualizacji, skraca czas i oszczędza koszty. Menedżer aplikacji stosowany przez u-OS umożliwia łatwą konfigurację systemu w celu dostosowania go do specyficznych potrzeb klienta, bez konieczności posiadania programistycznej wiedzy.

OPC UA (open platform communications unified architecture) to otwarty protokół komunikacji przemysłowej, który umożliwia niezależną od platformy, niezawodną i bezpieczną wymianę informacji pomiędzy urządzeniami różnych producentów.

Korzystając z tych otwartych standardów, u-OS umożliwia działanie na swojej platformie programowej systemów uruchomieniowych innych firm. Przykładem jest CoDeSyS, największy niezależny od producenta ekosystem w automatyce przemysłowej. CoDeSyS jest niezależnym od sprzętu systemem programowania do tworzenia, planowania projektu, dokumentacji, wizualizacji i konfiguracji aplikacji sterujących. Zintegrowane środowisko uruchomieniowe u-create web od firmy Weidmüller umożliwia prostą inżynierię bez znajomości programowania.

Aplikacje sposobem na indywidualizację

u-OS, który jest już zainstalowany w sterownikach PLC firmy Weidmüller, łączy Industrial IoT z automatyką, partnerów z ich użytkownikami, chmurę z danymi i ekosystemami przemysłowymi. Aplikacje – od firmy Weidmüller, dostawców zewnętrznych lub własne użytkowników – mogą być stosowane do elastycznego dodawania nowych funkcji i otwierania całego świata automatyki przemysłowej i IoT. System operacyjny u-OS umożliwia takie połączenie różnych światów przemysłowych w przyszłości bez żadnych komplikacji: na przykład PROCON-WEB, wysokowydajne oprogramowanie do wizualizacji od Weidmüller, można po prostu zainstalować jako aplikację w otwartym systemie sterowania.

System u-OS można dowolnie rozbudowywać, dzięki czemu wspiera inżynierów automatyków w tworzeniu systemów dostosowanych do potrzeb i dostępnych przez przeglądarkę internetową, z pomocą przyjaznego dla użytkownika środowiska programowania. Użytkownicy, którzy stawiają na automatykę open-source, a nie na systemy własnościowe, czerpią z tego korzyści na kilka sposobów. Mogą pozycjonować się jako bardziej produktywni, elastyczni i wydajni, korzystając z otwartej, cyfrowej sieci. Zgodnie z dewizą: Wszystko możesz – nic nie musisz. 

WEIDMÜLLER Sp. z o.o.
ul. Ogrodowa 58, 00-876 Warszawa
tel. 22 510 09 40, fax 22 510 09 41

źródło: Automatyka 11/2024