Ein Beitrag zum Einsatz von echtzeitfähigen Linux-Varianten in der Automatisierungstechnik

Abstract

Angeregt wurde diese Dissertation durch ein Industrieprojekt des Fachgebietes Messtechnik der FakultÄat Maschinenbau an der Universität Dortmund. Ziel dieses Projektes war die Entwicklung von automatisierten Pneumatikprüfständen. Gesteigerte Anforderungen an die Software zwangen zu einer Suche nach einem neuen Betriebssystem. Lange Zeit teilten sich über 70 Real Time Systeme den Markt. Zum einen handelt es sich oft um spezielle Systeme, die nur auf spezieller Hardware laufen, und zum anderen um solche, die nur hochspezialisierte Funktionen erfüllen. Im Laufe der Zeit haben sich die Anforderungen geändert. Auf der einen Seite steht die Leistungsentwicklung der Hardware, auf der anderen Seite sollen Echtzeit-Systeme heute viel flexibler sein als früher. Hierdurch ist der Markt der echtzeitfähigen Betriebssysteme stark in Bewegung geraten und die 'Nischenprodukte' werden durch echtzeitfähige Standardbetriebssysteme, hier ist besonders Linux zu nennen, verdrängt.Basierend auf einem verallgemeinerten Steuerungssystem in der Automatisierungstechnik wurden die wichtigen Kriterien bei der Auswahl eines Betriebsystems herausgearbeitet. Die vier sich ergebenden Kategorien sind: Kosten, Sicherheit, Flexibilität und Performance. Diesen zugeordnet sind die Kriterien: Open Source, Commmunity Projekt, professioneller Support, innere und äußere Sicherheit, Skalierbarkeit, Hardwarekonnektivität, Entwicklungswerkzeuge, Softwareentwicklung und Echtzeitverhalten. Basierend auf diesen Kriterien wird ein Bewertungsschema formuliert, welches für die Betrachtung der einzelnen Varianten benutzt wird.Bei dieser Betrachtung wurden echtzeitfähige Linuxvarianten anhand des erarbeiteten Schemas auf einen Einsatz in der Automatisierungstechnik untersucht. Betrachtet wurden die folgenden Varianten: RT-Linux, RTAI-Linux, KURT, Monta-vista-Linux, TimeSys-Linux, RED-Linux und REDICE Linux. Zusätzlich wurde auch der Standard-Linux Kernel anhand der Kriterien bezüglich seiner Einsatzmöglichkeiten untersucht. Es zeigt sich, dass mit den analysierten echtzeitfähigen Linuxvarianten für jeden Bereich in der Automatisierungstechnik ein geeignetes Betriebssystem existiert .Dabei bietet gerade das Modell der Freien Software in der Automatisierungstechnik viele Vorteile, die bei proprietären Betriebssystemen nicht vorhanden sind.