IT en OT, eindelijk samen

Hoe breng je IT en OT samen? Deze vraag moet beantwoord worden door elk bedrijf dat de visies van Industrie 4.0 hoopt te realiseren. Een puzzel - tot nu toe - zonder echte oplossing. Maar B&R doorbreekt de barrière tussen de twee werelden door machinebouwers toegang te geven tot een van 's werelds grootste software-ecosystemen.

Een team is zo goed als haar leden. Met het aan een tafel zetten van de beste en slimste leden uit de afzonderlijke vakgebieden, ben je er nog niet. Je moet hen ook de middelen en mogelijkheden geven om hun kennis in te zetten voor een gemeenschappelijke oplossing. In de praktijk is dat vaak gemakkelijker gezegd dan gedaan.

Om het volledige potentieel van het industriële IoT te benutten, hebben machinebouwers experts nodig op het gebied van IT en OT die samenwerken in interdisciplinaire teams. Maar al te vaak ontstaat er een spanningsveld tussen deze twee verschillende werelden. Hoewel OT experts goed thuis zijn in machineontwerp, PLC-programmering en inbedrijfstelling, zijn hun IT collega's juist meer thuis in het gebruik van hoogwaardige programmeertalen zoals C++, Python of JavaScript en in het werken met open-source software en Linux. Er bestond tot op heden geen platform waar beide groepen hun deskundigheid konden bundelen.

De uitdaging is om de obstakels te overwinnen die een harmonieuze, effectieve IT/ OT-samenwerking in de weg staan. Traditioneel hebben de twee domeinen min of meer als parallelle werelden bestaan. "Maar met de opkomst van de industriële IoT is de tijd gekomen om daar verandering in te brengen", zegt Stefan Schönegger, IoT specialist bij B&R. "Om geavanceerde databasesystemen, machine learning, kunstmatige intelligentie en IoT-algoritmes direct in machines te integreren, moeten we de grenzen tussen IT en OT uit wissen."

Het grootste obstakel is dat de huidige besturingssystemen niet de volledige bandbreedte van hoogwaardige programmeertalen ondersteunen, zoals een Linux-omgeving dat zou doen. Als voorwaarde voor echte IT/ OT-connectiviteit moeten machinebesturingssystemen de mogelijkheid krijgen om daarop Linux-software te draaien.

Dit is precies waar B&R om de hoek komt kijken - met haar nieuwe verbeterde cross-over besturingssysteem, kortweg exOS. "Met exOS overbruggen we de kloof die van oudsher IT en OT scheidt en geven we machinebouwers eindelijk een ideale verbinding tussen die twee werelden", zegt Schönegger. "Met de mogelijkheid om elke Linux-software in het B&R systeem te gebruiken, hebben ze nu toegang tot een van 's werelds grootste software-ecosystemen."

exOS geeft elke Linux-softwareontwikkelaar de vrijheid om zijn of haar code te ontwikkelen, te compileren en te debuggen in de omgeving van zijn of haar voorkeur. Vervolgens kan de Linux-applicatie met behulp van exOS eenvoudig in het machinebesturingssystemen worden geïntegreerd en hand in hand worden gebruikt met Automation Runtime, het real-time besturingssysteem van B&R "Als ontwikkelaars kunnen werken in hun vertrouwde omgeving, zoals Eclipse of Visual Studio, kunnen ze hun kennis en ervaring optimaal benutten," legt Schönegger uit. "En dat is een enorm voordeel."

Ontwikkelaars importeren eenvoudig hun voltooide Linux-applicatie in het B&R-systeem exOS-pakket. Vanaf dat moment kunnen ze Automation Studio gebruiken als een centrale engineeringtool. Het beheren en debuggen van softwareoplossingen wordt eenvoudig en overzichtelijk. Er zijn geen andere programma’s nodig. "Dat betekent dat de ontwikkelaar die de Linux-software maakt en de engineer die de machine in bedrijf stelt, elk kunnen werken in de omgeving die ze gewend zijn", merkt Schönegger op, "omdat ze de exOS-cross-over oplossing hebben die alles naadloos samenbrengt."

Naast een gestroomlijnde ontwikkeling en inbedrijfstelling, is een ander kenmerk van een intelligente machine dat het benodigde onderhoud snel en eenvoudig kan worden uitgevoerd. In het geval van een storing moeten servicemonteurs het probleem zo snel mogelijk kunnen lokaliseren en contact kunnen opnemen met de machinebouwer.

exOS biedt een scala aan diagnostische functies. Het B&R systeem biedt de gebruiker een compleet logboek met alle foutmeldingen van zowel de Linux-applicatie als het besturingssysteem van de controller. Hardwarecomponenten zijn ook eenvoudig te vervangen.

De machine is binnen enkele minuten weer operationeel zonder enige herprogrammering. "exOS maakt onderhoud veel efficiënter en vermindert de uitvaltijd aanzienlijk", zegt Schönegger. Het is niet alleen eenvoudig om indien nodig hardware te vervangen, eventuele updates van de machinesoftware kunnen ook worden geïnstalleerd, bijvoorbeeld via toegang op afstand.

De cross-over oplossing van B&R biedt talrijke geïntegreerde functies die het eenvoudiger maken om hybride oplossingen te implementeren die machinebesturingssystemen en Linux-toepassingen combineren. Deze geïntegreerde functies worden symmetrisch uitgevoerd in Automation Runtime en Linux. "exOS maakt gebruik van technologie en tools van het B&R systeem en integreert de Linux applicatie in de B&R engineeringomgeving. Alle vrijheid van Linux blijft aanwezig", zegt Schönegger.

De functies zijn onder meer uniform projectbeheer voor Linux- en real-time applicaties in Automation Studio, evenals automatische overdracht van Linux-applicaties uit Automation Studio naar de controller en de Linux-omgeving. exOS bevat tevens een gebruiksvriendelijke API voor krachtige gegevensuitwisseling. Deze API zorgt voor eenvoudige, gebufferde procesdatacommunicatie tussen het besturingssysteem van de controller en Linux, stelselmatig in het millisecondebereik.

Om exOS te gebruiken, hebben machinebouwers slechts één Automation PC of Panel PC van B&R nodig. "Automation Runtime en Linux draaien op hetzelfde systeem en de Linux-toepassing wordt gelijktijdig met de cyclische besturingstoepassingen uitgevoerd. Dit is handig in toepassingen zoals automatisch geleide voertuigen (AGV's)," zegt Schönegger. Dergelijke systemen zijn vaak gebaseerd op het open-source robotica-platform ROS. In ROS wordt dynamische routeplanning uitgevoerd in Linux, terwijl bewegingsbesturingstaken worden afgehandeld in Automation Runtime. Met exOS kunnen deze twee optimaal gesynchroniseerd worden in een hypervisorconfiguratie en op één Automation PC geïnstalleerd worden.