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Piattaforma BiPower

Piattaforma BiPower

La piattaforma BiPower è la soluzione aperta per lo sviluppo di sistemi di controllo industriale su PC, configurata con gestore di rete EtherCAT per sistemi operativi Real Time e Linux.

TRAMA propone la piattaforma BiPower, una suite software per lo sviluppo di sistemi di controllo industriale basati su personal computer. L'innovazione sta nel fatto che tale piattaforma è completamente aperta e quindi offre all'utilizzatore la possibilità di realizzare i propri sistemi di controllo industriale senza legarsi a nessun produttore hardware o software presente sul mercato.

Per poter meglio comprendere in cosa consista tale soluzione, è necessario descrivere brevemente quale sia ad oggi l'architettura pi� diffusa di un sistema di automazione industriale sufficientemente complesso.

L'architettura tipica è composta da due parti distinte: la parte Real Time composta da uno o più PLC, CNC o controlli proprietari, la parte di interfaccia uomo macchina composta da un PC con a bordo un programma di interfaccia dedicato (realizzato con uno SCADA o con un tipico linguaggio di sviuppo software grafico quale Visul Basic, Visual C, C++ o C#).
Questa soluzione deriva sostanzialmente dal fatto che i softwaristi del mondo Real Time vedono il sistema operativo Microsoft Windows come 'il nemico da evitare', mentre i softwaristi del mondo delle interfacce utente vedono Microsoft Windows come l'unico sistema operativo in grado di soddisfare le loro necessità grafiche e di utilizzabilità.

Il desiderio di unificare in un unica macchina, meglio se su di un PC, tutto il sistema di controllo industriale, è così elevato che tutti i maggiori e più innovativi produttori di componenti di controllo industriale hanno realizzato sistemi pressochè proprietari per poter raggiungere tale obbiettivo. Tali sistemi, spesso chiamati PAC (Programmable Automation Controller), per funzionare necessitano di 3 ingredienti:

  • Un PC con CPU sufficientemente potente
  • Un fieldbus per comunicare con i dispositivi di campo
  • Un sistema operativo Real Time che offra all'utente una interfaccia Microsoft Windows
Nell'ottica di avere un sistema completamente aperto e standard il primo ingrediente non è un problema: esistono pressochè infiniti produttori di PC tra cui poter scegliere. Il secondo punto, cioè la tecnologia fieldbus, è un po' meno aperta ma tuttavia, iscrivendosi ai consorzi che supportano i differenti stadard, è possibile realizzare dispositivi sia di controllo che di campo (I/O, Drives, etc) che risultano funzionanti e compatibili con quelli presenti sul mercato.
Dove invece di fatto è obbligatorio legarsi ad un unico produttore, è nella scelta del sistema operativo Real Time, specie se questo deve offrire all'utente una interfaccia grafica di tipo Microsoft Windows.

Esistono infatti numerose patch Real Time per Microsoft Windows, ma nessuna di esse è completamente aperta. I prodotti disponibili sono parecchi, ma nessuno è compatibile con altri, per cui quando ci si lega ad uno di essi, si è sostanzialmente costretti a sviluppare un codice che non potrà girare in nessun altro ambiente.

TRAMA, con la piattaforma BiPower, propone un sistema completamente aperto che permette all'utente di non legarsi a nessun particolare produttore.
L'obiettivo è raggiunto affrontando il problema del sistema operativo Real Time in modo completamente differente da quanto fatto dagli altri produttori.
Invece di rendere Real Time il Microsoft Windows, TRAMA ha scelto un sistema operativo Real Time completamente aperto, il LINUX Kernel 2.6.31 con la 'full real time preemption patch' di Ingo Molinar (disponibile anche per alcune versioni della distribuzione Ubuntu).
Su di esso, tramite una tecnologia di macchina virtuale, viene installato un Microsoft Windows standard ed ad esso viene assegnata la gestione di tutto lo schermo.
Si ottiene quindi una macchina gestita completamente da un sistema operativo Linux Real Time dove di fatto Windows non ha potere di intervenire direttamente sull'hardware e può essere sospeso ogniqualvolta il mondo Real Time ne abbia la necessità.

La piattaforma BiPower ovviamente non è solo questa architettura con 'doppio motore', ma è una suite software dove sono forniti tutti gli strumenti necessari a realizzare un sistema completo di controllo industriale: gli ambienti per lo sviluppo di applicazioni CNC, PLC, configurazione di reti fieldbus, protocolli di comunicazione fieldbus, etc. Soprattutto è fornito uno strato di comunicazione trasparente che permette ai due mondi, il mondo Linux real Time ed il mondo Windows di interagire quando necessario.
Il vantaggio di tale architettura è che se l'utente non vuole utilizzare i tools forniti da TRAMA, pu� sempre scegliere di utilizzare quelli che preferisce, proprio perchè il sistema risulta completamente aperto.

Per la dimostrazione di quanto si appena descritto, è stata approntata una demo con un PC standard con CPU Intel Core2 a 2,5GHz con installata la piattaforma BiPower in versione 'Interfaccia utente Windows7' e 'Tecnologia fieldbus EtherCAT'. Si dimostra come il sistema sia in grado di gestire un applicativo Real Time di controllo di drive di motori interpolati con precisione temporale di 1�s, mentre sullo stesso PC l'utente si diletta a visualizzare sull'interfaccia di Windows 7 un filmato in Full HD a 1080p.

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