CODESYS® Virtual PLC Demo

Auf dieser Übersicht sehen Sie den beispielhaften Aufbau einer CODESYS Virtual Control.

Das Setup:

Orchestrierung

CODESYS Automation Server auf einem Gerät gehostet

Weitere Informationen: automation-server.com

vPLC

2 x CODESYS Virtual Control SL
1 x CODESYS Virtual Safe Control SL
1 x CODESYS Edge Gateway SL

Weitere Informationen: CODESYS Virtual Control SL

Container

Podman, für Intel® mit CAT aktiviert

Betriebssystem

Red Hat Enterprise Linux (RHEL) 9.2 mit PREEMPT_RT
Kernel-based auf Red Hat Enterprise Linux for Real Time

Red Hat Device Edge bietet die Flexibilität Workloads auf kleinen, ressourcenbeschränkten Geräten in großem Umfang bereitzustellen und zu verwalten. Es kombiniert Red Hat Enterprise Linux mit MicroShift, einer leichtgewichtigen Kubernetes-Distribution von Red Hat OpenShift, sodass Benutzer alles von traditionellen Linux-Workloads bis hin zu komplexen containerisierten Diensten mit Kubernetes bereitstellen können.

Hardware

Multi-core IPC mit Intel® Time Coordinated Computing (TCC) » "Real-Time Computing at the Edge" (intel.com)
und Cache Allocation Technology (CAT) » https://www.intel.com/content/www/us/en/developer/articles/technical/intel-sdm.html

Intel® Core(TM) i7-1185GRE Tiger Lake UP3

Netzwerk

Cisco Catalyst Industrial Ethernet Switches garantieren in Maschinen und Anlagen einen stabilen, sicheren Echtzeitzugriff auf die E/As der softwaredefinierten Automatisierung.

Cisco SD-Access Architecture Network Components “Fabric in a box”

https://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/solutions/CVD/Campus/cisco-sda-design-guide.html#SDAccessArchitectureNetworkComponents

Für weitere Informationen:
https://blogs.cisco.com/internet-of-things/is-it-time-to-virtualize-your-factory-floor?ccid=cc002643&oid=pstit031879

Feldbus

Zwei unabhängige Ethernet-basierte Feldbussysteme von einem Ethernet-Port mit vLAN, powered by XDP

KI-Applikation / Workload Consolidation

  • Live Stream object segmentation mit OpenVINO™ YOLOv8 AI container.
  • In der Hardware beschleunigte Modelle mit OpenVINO™
  • OpenVINO™ ist ein Open-Source-Toolkit zur Optimierung eines Deep-Learning-Modells aus praktisch jedem Framework und zur Bereitstellung mit erstklassiger Leistung auf einer Reihe von Intel®-Prozessoren und anderen Hardwareplattformen.
  • YOLOv8 ist ein hochmodernes Modell von Ultralytics,das vordefinierte Objekte erkennt und segmentiert
Auf dieser Übersicht sehen Sie den beispielhaften Aufbau mit dem CODESYS Automation Server.

Daten der Bundle-Setups:

Applikation

100 FB-Aufrufe
100 Operatoren
50 Profisafe-Host-Instanzen
Einfaches Mapping Input → Output
Zykluszeit 5 ms

CODESYS Virtual Control SL

Mit KI-Workload, Intel CAT deaktiviert

Zykluszeit 27 µs
Max. Task Jitter: 77 µs
Durchschnittliche Ethernet Send Time: 4,5 µs
Durchschnittliche Ethernet Receive Time: 3,4 µs

Mit KI-Workload, Intel CAT aktiviert

Zykluszeit: 20 µs
Max. Task Jitter: 11 µs
Durchschnittliche Ethernet Send Time: 2,8 µs
Durchschnittliche Ethernet Receive Time: 3,2 µs

Cycle Time: 2,3 ms
Roundtrip time safe protocol: 25 ms

CODESYS Virtual Safe Control SL

Mit KI-Workload, Intel CAT deaktiviert

Zykluszeit: 2,3 ms
Roundtrip time safe protocol: 25 ms

Mit KI-Workload, Intel CAT aktiviert

Zykluszeit: 1,6 ms
FSoE roundtrip time safe protocol: 10 ms

Vorteile von Virtual PLCs:

Kosteneinsparungen

Ersetzen von n physischen SPS durch eine einzige Plattform mit n virtuellen Steuerungen.

Skalierbarkeit

Sie brauchen einen kleinen Controller für eine kleine Logikaufgabe? Oder eine vollwertige Bewegungssteuerung? Kein Problem - mit CODESYS Virtual Control können Sie beides auf einem geeigneten Gerät per Mausklick realisieren. Die entsprechende Lizenz verwandelt das Ganze in eine Kleinsteuerung oder einen Motion Controller.

Geringerer Platz- und Verdrahtungsbedarf

Der Platz in Ihrem Schaltschrank ist voll? Ihre 24VDC-Stromversorgung ist bereits ausgelastet? Keine Sorge: Für eine zusätzliche CODESYS Virtual Control benötigen Sie keine neuen Kabel und keine zusätzliche Stromversorgung an Ihrem Zentralrechner. Ihre E/As können Sie ohnehin über Industrial Ethernet anbinden.

Flexible Orchestrierung

Sie sind ein Linux-Nerd? Oder verwenden gerne Web-Tools? Oder wollen sich ausschließlich auf Ihre Automatisierungsaufgaben konzentrieren? Nutzen Sie einfach Linux-Skripte und Tools wie Kubernetes/OpenShift, um CODESYS Virtual Control einzurichten - oder nutzen Sie die Administrationsplattform CODESYS Automation Server. Letzteres funktioniert ganz ohne Linux-Kenntnisse. Und der Bonus der neuesten Intel-Plattformen mit Intel® TCC Cache Allocation Technology: Sie garantieren die Echtzeitfähigkeit Ihrer CODESYS Virtual Control PLCs!

Security-by-Design

Schützen Sie Ihr Steuerungssystem, indem Sie Anwendungsteile intelligent aufteilen und im Container kapseln. Für Updates oder im Falle von Angriffen können Sie betroffene Teile einfach herunterfahren und neu starten - ohne das Gesamtsystem zu beeinträchtigen. CODESYS Virtual Control macht es Ihnen leicht - so wie Microservices in der IT.

Wartung leicht gemacht

Sicherheitslücke entdeckt! Hunderte von PLCs sind betroffen. Sie müssen die Firmware oder die Anwendung so schnell wie möglich aktualisieren. Das kann Tage, Wochen oder sogar Monate dauern! Es sei denn, Ihre SPS laufen als virtuelle Systeme auf einem zentralen Computer. In diesem Fall können Sie das Update in wenigen Sekunden durchführen. CODESYS Virtual Control macht es möglich!

Flexibilität

Neue Funktion in Ihrer Maschine = neue Hardware? Nicht unbedingt! Fügen Sie einfach eine neue virtuelle SPS hinzu und nutzen Sie diese, um die neue Funktion zu implementieren. CODESYS Virtual Control entlastet Sie von dem Zwang, neue Hardware einzusetzen, um neue Funktionen zu realisieren.

SoftSafety

Realisieren Sie eine virtuelle Sicherheitssteuerung nach IEC 61508 SIL3 durch diversifizierte Kodierung.

Effizienz durch Konsolidierung der Workload

Nutzen Sie die Vorteile der neuesten Intel-Plattformen mit der Intel® TCC Cache Allocation Technology voll aus: Führen Sie Ihre leistungsintensiven KI-Workloads, wie z. B. Fehlererkennung oder Objektsegmentierung, parallel zu Ihren CODESYS Virtual Control PLCs auf demselben System aus - und behalten Sie dabei die Echtzeitfähigkeit der PLCs bei!