Oft benötigen Maschinen neben einem Echtzeitbetriebssystem ein weiteres Betriebssystem. Dieses wird für Anwendungen wie Datenaggregierung und -übertragung in die Cloud, Business-Intelligence-Analysen oder aufwendige Visualisierungen verwendet. Bisher waren in solchen Fällen meist zwei Hardware-Geräte erforderlich. Mit dem Einsatz eines Bare-Metal-Hypervisors lassen sich beide Funktionen ohne Nachteil auf einem Industrie-PC vereinen.
Leistungsfähige Hardware macht’s möglich
Moderne Steuerungen und Echtzeitbetriebssysteme sind sehr leistungsfähig und decken eine Vielzahl von Funktionen ab. Dennoch kann es sinnvoll sein, weitere Funktionen mit zusätzlicher Software auf einem anderen Betriebssystem abzudecken. „Spezielle Programme für Simulationen oder 3D-Visualisierungen laufen zum Beispiel häufig auf Linux- oder Windowssystemen“, erklärt Gerd Lammers, Geschäftsführer von Real-Time Systems. Auch Webanwendungen laufen nicht auf gängigen Echtzeitsystemen, sondern in Linux- oder Windows-Umgebungen.
Niedrigere Kosten
Es ist problemlos möglich, getrennte Hardware für Steuerung und weitere Funktionen zu nutzen. „Die Vorteile einer integrierten Lösung sprechen jedoch für sich“, erklärt Lammers: Der Platzbedarf im Schaltschrank sinkt und die Kommunikation wird schneller abgewickelt. Zudem werden die zur Verfügung stehenden Hardware-Ressourcen besser ausgenutzt. Die Kosten sinken. Seit vielen Jahren werden Virtualisierungslösungen verwendet, um mehrere Betriebssysteme auf einem Hardware-Gerät einzusetzen. „Die Virtualisierungstechnologie hat jedoch einen gravierenden Nachteil“, erklärt Manfred Mitterbuchner, Technology Manager Automation Software bei B&R: „Die Betriebssysteme beeinflussen sich gegenseitig. Stürzt eines ab, sorgt das auch für Probleme beim anderen. Ist eines der Betriebssysteme für die Steuerung einer Maschine oder Anlage zuständig, kann das gravierende Folgen haben – vom ungeplanten Stillstand bis hin zu Maschinenschäden oder gar Verletzungen.“
Keine negative Beeinflussung
Es bedarf also einer Lösung, die die gegenseitige Beeinflussung verhindert. „Es darf kein Host-Betriebssystem geben, auf welchem das andere System läuft“, stellt Mitterbuchner klar, „und die Lösung muss so performant sein, dass die Echtzeitfähigkeit erhalten bleibt.“ Das funktioniert nur, wenn die vorhandene Hardware eindeutig einem Betriebssystem zugeordnet ist. Möglich ist das mit einem sogenannten Bare-Metal-Hypervisor. „Bare Metal deshalb, weil der Hypervisor direkt auf der Hardware läuft und nicht an ein Betriebssystem gebunden ist.“ B&R hat in Zusammenarbeit mit dem Unternehmen Real-Time Systems einen Bare-Metal-Hypervisor in sein Automatisierungssystem integriert. Dieser ermöglicht, dass das Echtzeitsystem Automation Runtime und ein allgemeines Betriebssystem gemeinsam auf einer Hardware laufen.
