WO2014111418A1 - Mikroprozessor-gesteuerte steuerungseinrichtung für eine spritzgiessanlage mit einem multi-core rechner - Google Patents

Mikroprozessor-gesteuerte steuerungseinrichtung für eine spritzgiessanlage mit einem multi-core rechner Download PDF

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WO2014111418A1
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Friedrich Werfeli
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Netstal Maschinen AG
Maschinenfabrik und Giesserei Netstal AG
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    • G05B2219/25346—Several operating systems in one device

Definitions

  • the present invention relates to a microprocessor-controlled Steuerungsein- device for an injection molding with at least one control interface, at least one processor and at least one I / O controller for a sensor / actuator unit of a tool of a production cell of the injection molding machine, in a coordinated manner covering an essential process step in which plastic parts are manufactured, wherein the at least one I / O controller is directly or indirectly connected to at least one real-time processor of the processors of the control device via a real-time Ethernet connection.
  • Fig. 1 shows according to the prior art, a control of an injection molding machine with an operator console and with an industrial PC.
  • the controller communicates with real-time computers, which in turn operate the I / O controllers connected to the sensors and actuators.
  • I / O controllers connected to the sensors and actuators.
  • peripherals or these are controlled directly. Peripherals can themselves have their own operator consoles.
  • I / O controllers It is known to scale a controller by communicating directly with the industrial PC in the man-machine interface with other real-time processors (embedded CPUs), which in turn perform real-time tasks, and the inputs and outputs via I / O controllers serve.
  • inverters and safety devices are also considered as participants in the fieldbus under I / O controllers.
  • a control device for supporting real-time data processing within a common (non-real-time) operating system is known.
  • a multicore processor is used upon which two virtual machines are deployed, one machine using a substantially unaltered general non-real-time operating system, and the second using a real-time kernel, the access to the physical hardware of the virtual machines is multiplexed.
  • EP 2 017 733 there is known a computer hardware system adapted to operate a virtual machine environment for coupling a real-time operating system environment to a native host operating system, the real-time operating system running on the native host operating system.
  • the control architecture should scale more easily, ie it can grow according to new requirements in the desired direction: number and types of I / O controllers, computing power, system response time, number of domains, control quality, etc. , Although the hardware should also scale, but have as small a technology front as possible and be feasible at a reasonable cost.
  • the complexity of the control software to be used should be kept as small as possible by allowing domains that are as independent as possible. Also should be the freedom to realize fast real-time buses with few participants and a little slower with many participants.
  • the term domain is used to denote a closed subject area within which a specialization is developed and covers all aspects of this subject area.
  • the domain is an effective way to hide complexity and promote reusability.
  • the movement of the movable platen of an injection molding machine and / or the power structure could be treated as a closed subject area.
  • the operation of a temperature control unit could additionally or alternatively be defined.
  • the number of different subject areas can be considered.
  • how often the individual subject areas are used eg number of temperature control units).
  • a microprocessor-controlled control device for an injection molding system has at least one operating interface, at least one multi-core computer (or multi-core computer) and at least one I / O controller for a sensor / actuator unit of an injection molding machine (eg for a sensor / actuator). Unit of a tool of a production cell of the injection molding machine) in order to Coordinated way to cover an essential process step, are made in the plastic parts.
  • the at least one I / O controller is directly or indirectly connected to at least one core of the multi-core computer of the control device via a real-time Ethernet connection.
  • the multi-core computer comprises at least two cores, each core having its own operating system, wherein at least one core (“real-time processor") with a real-time operating system (RT-OS) and a core with a non-real-time operating system (nRT -OS), wherein the at least one core with real-time operating system manages real-time virtualization of the resources of the multi-core computer.
  • at least one core (“real-time processor") with a real-time operating system (RT-OS) and a core with a non-real-time operating system (nRT -OS)
  • RT-OS real-time operating system
  • nRT -OS non-real-time operating system
  • Resources of the multi-core computer may be, for example, cores, memory and / or devices.
  • the invention is based on the insight that multi-core CPUs can be used without having to use the increased complexity of symmetric multiprocessing.
  • the control device comprises a multi-core computer with at least two cores, each core having its own operating system, at least one core having a real-time operating system and a core having a non-real-time operating system being set up, at least one core being used as a real-time operating system.
  • Processor virtualized the resources of the multi-core computer such as cores, memory and devices real-time managed. Virtualization can handle all resources requested by more than one user (core). Virtualization can create an interface so that each core can virtually see and use its own resource. Virtualization can prevent conflicts that can arise from concurrent access to the same resource.
  • One form / configuration of the virtualization can be, for example, the shared memory. Having more than one core alone can access the memory creates a very efficient information Exchange between the real-time cores. The information can also be exchanged via RT Ethernet. This is less efficient.
  • An advantageous embodiment uses, for example, the TCP / IP protocol and applies it to shared memory. This can be done instead of transmitting the information over a serial connection.
  • Another form / configuration of the virtualization is e.g. the virtual offering of a graphical user interface for cores that do not have direct access to an interface.
  • a peripheral device could do without its own user interface.
  • the kernel needs a possibility to use a user interface. For this he can let the virtualization of a kernel which has access to the user interface give him the opportunity to use this in his own area (for example windows). If the corresponding window is called up on the user interface, the core and thus the peripheral device have their own user interface.
  • This provision can, for. B. also be implemented using applet server and applets.
  • the idea is to create an architecture that, like the state-of-the-art controllers, allows you to scale with individual computer units without increasing the hardware costs accordingly. This is also to contribute to the development / design of virtualization, which can manage the hardware resources such as cores, memory and devices (eg HD controllers, Ethernet controllers, USB controllers, etc.) and protect against inadmissible access without to lose the real-time ability.
  • hardware resources such as cores, memory and devices (eg HD controllers, Ethernet controllers, USB controllers, etc.) and protect against inadmissible access without to lose the real-time ability.
  • the invention allows the software architecture used today with distributed computers to continue to be used essentially unchanged and to avoid the transition to the symmetric multiprocessing architecture.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of an injection molding machine with the circuit diagram of the components of a known controller.
  • Reference numeral 10 denotes an industrial PC which is connected to an operator console 20 via a computer-aided user interface 21 as a human-machine interface (HMI).
  • the injection molding machine can be further connected via connected components 30 for a production control system (MES) and the monitoring and control of the technical processes in a control level (SCADA).
  • MES production control system
  • SCADA control level
  • This connection of the industrial PC 10 to the control system component 30 can be realized by an Ethernet connection 31 based on TCP / IP.
  • the industrial PC 10 of the injection molding machine further communicates via a non-real-time Ethernet 31 with real-time computers 40, which in turn operate a plurality of I / O controllers 50, which are connected to sensors and actuators, which in the schematic representation of FIG. 1 are provided with the reference numeral 60.
  • the actuators / actuators form the actuators in the control circuit of the units described below of the production cell 70 shown schematically.
  • different fieldbus systems with required bus cycles of less than 1 millisecond down to 100 microseconds, such as Ethernet / IP as an open industry standard, for which components are to be obtained, in particular, from members of the ODVA (Open DeviceNet Vendor Association).
  • the connections between I / O controllers 50 and sensor / actuator units 60 are shown with a multiplicity of five connecting lines 51 in each case. Both this number and the number and configuration of the I / O controller 50 is selected by way of example.
  • the technical implementation of the injection molding machine is denoted by the reference numeral 70 connecting all assemblies for the machine as a whole, which comprises the sensor-actuator assemblies 60, the plastic injection molding machine 71, the tools 72, the handling units 73 and / or any peripheral devices 74 are assigned. It should be noted that usually just in addition to the machine 71 itself also an exchange of information with tool, handling and / or other peripherals 72, 73 and 74 takes place or that they are controlled directly. Peripheral devices may in turn have their own control consoles (not shown here, see Fig. 4 in the implementation of the invention).
  • the Fig. 2 now shows a schematic representation of an injection molding machine with the circuit diagram of the components according to a first exemplary embodiment of the invention.
  • the available technology of multicore CPUs should be used.
  • a real-time Ethernet controller 1 1 1 also referred to as RT-Ethernet controller connects a real-time output 1 12 of the multi-core computer 100 with the individual I / O controllers 50, behind which, as in the conventional case of Fig. 1, the injection molding machine provided is.
  • the man-machine interface 20, 21 have also been adopted from Fig. 1 so.
  • the multi-core computer 100 has four cores 101, 102, 103 and 104 in the illustrated embodiment. In order to achieve the objects of the invention, a specific procedure is necessary. Of the four cores, the core 101 is the only core loaded with a non-real-time operating system, subsequently abbreviated to nRT-OS. The three other cores 102, 103 and 104 are loaded with a real-time operating system, subsequently also shortened with RT-OS.
  • Preferred operating systems are preferably Windows XP or Windows 7 or Linux (or the embedded versions thereof) for a non-real-time operating system called nRT-OS, and preferably VxWorks or RT-Linux for a real-time OS called RT-OS ,
  • nRT-OS non-real-time operating system
  • VxWorks or RT-Linux for a real-time OS called RT-OS
  • RT-OS preferably VxWorks or RT-Linux
  • RT-OS real-time OS
  • the communication between the cores is carried out via so-called shared memory or shared memory 120, wherein the communication between or in other embodiments "the" nRT OS cores
  • RTE-M has referred to the interface as the Realtime Ethernet Master.
  • the Realtime Ethernet Master ensures that the real-time communication runs in an orderly fashion and that the pi-rates of the information transfer are taken into account.
  • the communication between RT-OS cores 102, 103 and 104, shown as interkernel communication 131 ' is preferably real-time capable and should take place synchronously (but is also possible via Internet protocols).
  • shared memory 120 are used on which strategies such as FIFO, shared events, interlocked data access, synchronization of date and time, synchronization of distributed real-time clocks and virtual serial data channels are realized.
  • Shared memory 120 are memory areas to which more than one core 102, 103, 104 has access. It uses measures (for example software) to ensure that only a single core gets access to the memory area at the same time.
  • the storage area may be located anywhere on the CPU or outside where access is guaranteed, preferably on the random access memory (DRAM).
  • the fact that the individual nuclei are still reactive is superseded by a cyclical request from the coordination calculator to all cores to report their condition. wakes.
  • the coordination calculator evaluates the answers and cyclically operates the hardware watchdog.
  • the hardware watchdog is an infrastructure subscriber on the RT Ethernet bus, which executes the start and shutdown of the controller's power supply.
  • one eg as a coordination computer or coordination core
  • one must coordinate the tasks, ensure that valid data is processed and the results from data are generated at the same time and under the same conditions the same conditions (eg setpoints) have been determined and results are only used when all distributed tasks have been completed.
  • the coordination core can cyclically request smart sign of life (softwatchdog) from all cores and thus know and manage the state of the system.
  • the coordination computer (or coordination core) 203 coordinates its tasks and the tasks of the cores 201, 202, 204, 205, 206.
  • the coordination computer 203 In order for the coordination computer 203 to be able to determine whether the other cores 201, 202, 204, 205, 206 operate as intended , he periodically sends coded queries at short intervals z. Via the Ethernet or shared memory, to all other cores 201, 202, 204, 205, 206.
  • the cores 201, 202, 204, 205, 206 must send back to this request within a reaction time an agreed individual response.
  • the coordination computer 203 can assume that the cores 201, 202, 204, 205, 206 fulfill their tasks as intended. If the coordination computer 203 were no longer working properly and no longer placing the requests, the fault would not be detected. Therefore, it is appropriate to secure this by means of a hardware watchdog.
  • the hardware watchdog is an independent hardware (HW) function that is typically housed in an I / O controller module 50 'that attaches to the real-time Ethernet bus 41. On this module 50, a time function is implemented in hardware. After a certain delay time (eg 10 ms), the machine and the devices are shut down. To ensure that the machine is not shut down, coordination computer 203 must periodically reset the timer function by issuing (for example every 5 ms) the command to reset the timer function.
  • HW hardware
  • a multivariable error detection and precipitation application means an application which calculates the expected properties of the produced parts from selected process data on the basis of a model calculation and classifies these according to properties (eg roundness of a bore and thickness of a membrane). The parts can thus be transferred into appropriate containers of the same parts.
  • the simplest variant is a good / bad part selection.
  • Fig. 3 shows an embodiment according to the invention, which allows the multivariable real-time error detection.
  • two industrial PCs 10, one real-time computer 40 with master function and three real-time computers 40 with slave function would be necessary, which could be replaced by the single multi-core computer 200.
  • a "publish-subscribe" function can be realized in other embodiments, which in contrast to the master-slave configuration does not specify a fixed hierarchical structure, so that it is possible to respond flexibly to changes, which can be implemented, for example, with TwinCAT ,
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of the invention for the use of an additional domain, without the need for several additional computers. It also remains here in a multi-core computer 300 with a total of six cores 301 to 306 in the example.
  • a core 303 which has two real-time Ethernet master and thus generates two RT-Ethernet buses, each of which forms its own domain, for.
  • the entire network topology can be determined by translating the job-specific requirements into schematics, which in turn provide information about the topology of the controller. If the network and the nodes (slaves) are configured on the basis of this information, in this environment each participant can be replaced without further action, but the topology can not be changed without a new circuit diagram.
  • the topology of the bus is not predictable.
  • a different strategy is applied by each participant must have a node address, based on a participant found and the identity and the properties of the device can be read from this.
  • the second domain is used via the second Ethernet controller 1 1 1 'to drive the peripheral devices 74 pulled out of the production cell 70 of FIG. 1, wherein a separate sensor / actuator pair 60' is connected.
  • Another form of domain is Intel Hyperthreading technology.
  • an additional independent application can additionally be processed in parallel on the same core, without the need for additional administration effort.
  • the controller can follow the requirements without greatly increasing the complexity and computational power of the overall system of computers.
  • Real-time calculator 131 Standard Internet Protocol

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Abstract

Eine mikroprozessor-gesteuerte Steuerungseinrichtung für eine Spritzgiessanlage (70; 71, 72, 73, 74) hat mindestens ein Bedieninterface (20, 21), mindestens einen Mehrfachkern-Rechner (100) und mindestens einen I/O-Controller (50) für eine Sensor/Aktor-Einheit (60) einer Spritzgiessmaschine (71), um in einer koordinierten Weise einen wesentlichen Prozessschritt abzudecken, in dem Kunststoffteile hergestellt werden. Dabei ist der I/O-Controller (50) mit mindestens einem Kern (102) des Mehrfachkern-Rechners (100) der Steuerungseinrichtung über eine Echtzeit-Ethernet-Verbindung (41) direkt oder indirekt verbunden. Der Mehrfachkern-Rechner (100) umfasst mindestens zwei Kerne (101, 102), wobei auf jedem Kern ein eigenes Betriebssystem aufgesetzt ist, wobei mindestens ein Kern (102) mit einem Echtzeitbetriebssystem (RT-OS) und ein Kern (101) mit einem nicht echtzeitfähigen Betriebssystem (nRT-OS) aufgesetzt ist, wobei der mindestens eine Kern (102) mit echtzeitfähigem Betriebssystem eine Virtualisierung der Ressourcen des Mehrfachkern-Rechners (100) echtzeitfähig verwaltet.

Description

MIKROPROZESSOR-GESTEUERTE STEUERUNGSEINRICHTUNG FÜR EINE SPRITZGIESSANLAGE MIT EINEM
MULTI-CORE RECHNER
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine mikroprozessor-gesteuerte Steuerungsein- richtung für eine Spritzgiessanlage mit mindestens einem Bedien interface, mindestens einem Prozessor und mindestens einem I/O-Controller für eine Sensor/Aktor-Einheit eines Werkzeuges einer Produktionszelle der Spritzgiessmaschine, um in einer koordinierten Weise einen wesentlichen Prozessschritt abzudecken, in dem Kunststoffteile hergestellt werden, wobei der mindestens eine l/O- Controller mit mindestens einem Echtzeit-Prozessor der Prozessoren der Steuerungseinrichtung über eine Echtzeit-Ethernet-Verbindung direkt oder indirekt verbunden ist.
STAND DER TECHNIK
Die Steuerung der Spritzgiessmaschine übernimmt immer mehr Aufgaben und wird dadurch komplexer. Es werden zunehmend Maschinen und Produktionszellen aus einem Modulbaukasten mit vordefinierten Funktionen zusammengesetzt. Die Ausrüstung variiert dabei von Maschine zu Maschine und von Produktionszelle zu Produktionszelle stark.
Die Fig. 1 zeigt gemäß dem Stand der Technik eine Steuerung einer Spritzgiessmaschine mit einer Bedienerkonsole und mit einem Industrie-PC. Die Steuerung kommuniziert mit Echtzeitrechnern, die ihrerseits die I/O-Controller bedienen, die mit den Sensoren und Aktoren verbunden sind. Dabei findet zusätzlich zur Maschine auch ein Informationsaustausch mit Werkzeug, Handling- und weiteren Pe- ripheriegeräten statt oder diese werden direkt gesteuert. Peripheriegeräte können ihrerseits eigene Bedienkonsolen haben.
Es ist bekannt, eine Steuerung zu skalieren, indem der Industrie-PC in der Mensch-Maschine-Schnittstelle direkt mit weiteren Echtzeit-Prozessoren (embed- ded CPUs) kommuniziert, die ihrerseits Echtzeitaufgaben erledigen und über l/O- Controller die Eingänge und Ausgänge bedienen. Die Anzahl der I/O-Controller und Anschlüsse für Eingänge und Ausgänge sowie der weiteren Echtzeit- Prozessoren hängt von der Komplexität der Aufgabe ab. Dabei werden als Teil- nehmer am Feldbus unter I/O-Controller auch Umrichter und Sicherheitsgeräte angesehen.
Aus der US 6'466'962 ist eine Steuerungsvorrichtung zur Unterstützung der Echtzeit-Datenverarbeitung innerhalb eines allgemein üblichen (Nichtechtzeit)- Betriebssystems bekannt. Insbesondere wird ein Mehrkern-Prozessor verwendet, auf dem zwei virtuelle Maschinen aufgesetzt werden, wobei die eine Maschine ein im wesentlichen unverändertes allgemeines Nicht-Echtzeit-Betriebssystem verwendet, und wobei die zweite Maschine einen Echt-Zeit-Kernel verwendet, wobei der Zugriff auf die körperliche Hardware der virtuellen Maschinen im Multiplex ge- steuert ist.
Aus der EP 2 017 733 ist ein Computerhardwaresystem bekannt, das dazu ausgelegt ist, eine virtuelle Maschinenumgebung zu betreiben, um eine Echtzeit- Betriebssystemumgebung an ein natives Host-Betriebssystem zu koppeln, wobei das Echtzeit-Betriebssystem auf dem nativen Host-Betriebssystem läuft.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Weg aufzuzeigen, wie die Situation auf der Seite der Steuerungsarchitektur verbessert werden kann, um dem Einrichter einen schnelleren und sicheren Aufbau einer neuen oder ergänzten Produktionszelle zu ermöglichen.
Die Steuerungsarchitektur sollte einfacher skalieren, das heißt gemäß neuen An- forderungen in die gewünschte Richtung wachsen können: Anzahl und Typen von I/O-Controllern, Rechenleistung, Systemreaktionszeit, Anzahl Domänen, Regelqualität u.s.w. . Die Hardware sollte zwar ebenfalls skalieren, aber eine möglichst kleine Technologiefront haben und zu vertretbaren Kosten realisierbar sein. Dabei sollte die Komplexität der einzusetzenden Steuersoftware möglichst klein gehalten werden, indem möglichst unabhängige Domänen ermöglicht werden. Auch sollte die Freiheit bestehen, schnelle Echtzeit-Busse mit wenigen Teilnehmern und etwas langsamere mit vielen Teilnehmern zu realisieren .
Der Begriff Domäne wird verwendet um einen abgeschlossenen Themenbereich zu bezeichnen innerhalb welchem eine Spezialisierung erarbeitet wird und alle Aspekte dieses Themenbereiches behandelt. Die Domäne ist ein wirksames Mittel um Komplexität zu verstecken und die Wiederverwendbarkeit zu fördern. Als Beispiele könnte die Bewegung der beweglichen Aufspannplatte einer Spritzgießmaschine und/oder der Kraftaufbau als abgeschlossener Themenbereich behandelt werden. Als weitere Domäne könnte zusätzlich oder alternativ das Betreiben eines Temperiergerätes definiert werden. Als ein Aspekt der Skalierung kann die Anzahl der unterschiedlichen Themenbereiche betrachtet werden. Als weiterer Aspekt, beispielsweise, wie häufig die einzelnen Themenbereiche eingesetzt werden (z. B. Anzahl Temperiergeräte).
Diese Ziele und Aufgaben werden für eine Steuerung der eingangs genannten Art durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Eine mikroprozessor-gesteuerte Steuerungseinrichtung für eine Spritzgiessanlage hat mindestens ein Bedien interface, mindestens einen Mehrfachkern-Rechner (oder Multikern-Rechner) und mindestens einen I/O-Controller für eine Sensor/Aktor-Einheit einer Spritzgiessmaschine (z.B. für eine Sensor/Aktor-Einheit eines Werkzeuges einer Produktionszelle der Spritzgiessmaschine), um in einer koordinierten Weise einen wesentlichen Prozessschritt abzudecken, in dem Kunststoffteile hergestellt werden. Dabei ist der mindestens eine I/O-Controller mit mindestens einem Kern des Mehrfachkern-Rechners der Steuerungseinrichtung über eine Echtzeit-Ethernet-Verbindung direkt oder indirekt verbunden. Der Mehr- fachkern-Rechner umfasst mindestens zwei Kerne, wobei auf jedem Kern ein eigenes Betriebssystem aufgesetzt ist, wobei mindestens ein Kern („Echtzeit- Prozessor") mit einem Echtzeitbetriebssystem (RT-OS) und ein Kern mit einem nicht echtzeitfähigen Betriebssystem (nRT-OS) aufgesetzt ist, wobei der mindestens eine Kern mit echtzeitfähigem Betriebssystem eine Virtualisierung der Res- sourcen des Mehrfachkern-Rechners echtzeitfähig verwaltet.
Ressourcen des Mehrfachkern-Rechners können beispielsweise Kerne, Speicher und/oder Devices sein. Die Erfindung basiert auf der Einsicht, dass Multikern-CPUs genutzt werden können, ohne dabei die erhöhte Komplexität des symmetrischen Multiprozessing einsetzen zu müssen. Dafür umfasst die Steuerungseinrichtung einen Mehrfachkern- Rechner mit mindestens zwei Kernen, wobei auf jedem Kern ein eigenes Betriebssystem aufgesetzt ist, wobei mindestens ein Kern mit einem Echtzeitbe- triebssystem und ein Kern mit einem nicht echtzeitfähigen Betriebssystem aufgesetzt ist, wobei mindestens ein Kern als Echtzeit-Prozessor eine Virtualisierung der Ressourcen des Mehrfachkern-Rechners wie Kerne, Speicher und Devices echtzeitfähig verwaltet. Die Virtualisierung kann alle Ressourcen welche von mehr als einem Benutzer (Kern) angefordert werden behandeln. Die Virtualisierung kann ein Interface erzeugen, sodass jeder Kern virtuell seine eigene Ressource sieht und nutzen kann. Die Virtualisierung kann Konflikte die durch gleichzeitigen Zugriff auf dieselbe Ressource entstehen können verhindern.
Eine Ausprägung/Ausgestaltung der Virtualisierung kann beispielsweise das sha- red Memory (gemeinsam genutzter Speicher) sein. Indem mehr als ein Kern allein auf den Speicher zugreifen kann, entsteht ein sehr effizienter Informationsaus- tausch zwischen den Echtzeitkernen. Die Information kann auch über RT-Ethernet ausgetauscht werden. Dies ist dann aber weniger effizient. Eine vorteilhafte Ausprägung/Ausgestaltung benutzt beispielsweise das TCP/IP-Protokoll und wendet es auf shared Memory an. Dies kann anstelle der Übertragung der Information über eine serielle Verbindung erfolgen.
Eine weitere Ausprägung/Ausgestaltung der Virtualisierung ist z.B. das virtuelle Anbieten eines graphischen Benutzerinterfaces für Kerne die keinen direkten Zugriff auf ein Interface haben. Ein Peripheriegerät könnte aus Kostengründen auf ein eigenes Bedienerinterface verzichten. Damit es aber bedient werden kann, braucht der Kern eine Möglichkeit ein Bedienerinterface zu nutzen. Dazu kann er sich von der Virtualisierung eines Kerns welcher einen Zugriff auf das Bedienerinterface hat die Möglichkeit geben lassen, in einem eigenen Bereich (z.B. Fenster) dieses mitzunutzen. Wird auf dem Bedienerinterface das entsprechende Fenster aufgerufen hat der Kern und damit das Peripheriegerät ein eigenes Bedieninterface. Diese Bereitstellung kann z. B. auch mittels Appletserver und Applets realisiert werden.
Die Idee besteht darin, eine Architektur zu schaffen, die es ermöglicht, ähnlich wie die Steuerungen nach aktuellem Stand mit einzelnen Rechnereinheiten zu skalieren, ohne dass die Hardwarekosten entsprechenden ansteigen. Dazu soll auch eine Ausprägung/Ausgestaltung der Virtualisierung beitragen, welche die Hardware-Ressourcen wie Kerne, Speicher und Devices (z. B. HD-Controller, Ethernet- Controller, USB-Controller verwalten u.s.w.) verwalten und gegen unzulässige Zugriffe schützen kann, ohne die Echtzeitfähigkeit zu verlieren.
Die Erfindung gestattet, dass die heute mit verteilten Rechnern verwendete Software-Architektur im Wesentlichen unverändert weiterverwendet werden kann und der Übergang zur symmetrischen Multiprozessing-Architektur vermieden werden kann.
Es ist damit eine flexible, hochgradig skalierbare Steuerungsplattform angegeben. Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. In den Zeichnungen zeigen: eine schematische Darstellung einer Spritzgiessmaschine mit dem Schaltbild der Komponenten einer bekannten Steuerung; eine schematische Darstellung einer Spritzgiessmaschine mit dem Schaltbild der Komponenten gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
eine schematische Darstellung einer Spritzgiessmaschine mit dem Schaltbild der Komponenten gemäss einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
eine schematische Darstellung einer Spritzgiessmaschine mit dem Schaltbild der Komponenten gemäss einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Spritzgiessmaschine mit dem Schaltbild der Komponenten einer bekannten Steuerung. Mit dem Bezugszeichen 10 ist ein Industrie-PC bezeichnet, welcher mit einer Bedienerkonsole 20 über eine computergestützte Benutzerschnittstelle 21 als Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) verbunden ist. Die Spritzgiessmaschine kann weiter über angebundene Komponenten 30 für ein Produktionsleitsystem (MES) und die Überwachung und Steuerung der technischen Prozesse in einer Leitebene (SCADA) verbunden sein. Diese Verbindung des Industrie-PC 10 mit der Leitsystem-Komponente 30 kann durch eine Ethernetverbindung 31 basierend auf TCP/IP realisiert sein. Der Industrie-PC 10 der Spritzgiessmaschine kommuniziert des Weiteren über ein nicht Echtzeit-Ethernet 31 mit Echtzeitrechnern 40, die ihrerseits eine Vielzahl von I/O-Controllern 50 bedienen, die mit Sensoren und Aktoren verbunden sind, die in der schematischen Darstellung der Fig. 1 pauschal mit dem Bezugszeichen 60 versehen sind. Die Aktoren / Aktuatoren bilden die Stellglieder im Regelkreis der nachfolgend beschriebenen Einheiten der schematisch dargestellten Produktionszelle 70. Für die Realisierung der Echt-Zeit-Ethernet 41 Verbindungen und den Schnittstellen der Echtzeitrechner 40 sind aus dem Stand der Technik verschiedene Feldbussysteme mit benötigten Buszyklen von weniger als 1 Millisekunde bis hinab zu 100 Mikrosekunden bekannt, wie Ethernet/IP als offener Industriestandard, für das Komponenten insbesondere durch Mitglieder der ODVA (Open Devi- ceNet Vendor Association) zu beziehen sind.
Dabei sind die Verbindungen zwischen I/O-Controllern 50 und Sensor/Aktor- Einheiten 60 mit einer Vielzahl von hier jeweils fünf Verbindungsleitungen 51 dargestellt. Sowohl diese Anzahl als auch die Anzahl und Ausgestaltung der I/O Controller 50 ist beispielhaft gewählt. Die technische Umsetzung der Spritzgiessmaschine ist mit dem alle Baugruppen verbindenden Bezugszeichen 70 für die Maschine insgesamt bezeichnet, welche die Sensor-Aktor-Baugruppen 60 umfasst, die der Kunststoff-Spritzgiessmaschine 71 , den Werkzeugen 72, den Handlings- Einheiten 73 und/oder allfälligen Peripheriegeräten 74 zugeordnet sind. Dabei ist zu notieren, dass üblicherweise eben zusätzlich zur Maschine 71 selber auch ein Informationsaustausch mit Werkzeug-, Handling- und/oder weiteren Peripheriegeräten 72, 73 und 74 stattfindet oder dass diese direkt gesteuert werden. Periphe- riegeräte können ihrerseits eigene Bedienkonsolen haben (hier nicht dargestellt; in der Umsetzung der Erfindung siehe Fig. 4).
Die Fig . 2 zeigt nun eine schematische Darstellung einer Spritzgiessmaschine mit dem Schaltbild der Komponenten gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei soll die verfügbare Technologie von Multikern-CPUs zu Hilfe genommen werden. Bei einem Multikern-Rechner 100 spricht man von 2 bis n Kernen pro CPU, z.B. Intel core2 Duo besitzt n=2 Kerne. In der Fig. 2 dargestellt ist ein n=4 Vierkernrechner 100. Dieser ist über einen Ethernetcontroller 1 10 an die Leitsystemkomponenten 30 angeschlossen. Ein Echtzeit-Ethernet-Controller 1 1 1 , auch als RT-Ethernet- Controller bezeichnet, verbindet einen Echtzeitausgang 1 12 des Multikernrechners 100 mit den einzelnen I/O Controllern 50, hinter denen, wie im konventionellen Fall der Fig. 1 die Spritzgiessmaschine vorgesehen ist.
Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 20, 21 sind ebenfalls aus Fig. 1 so übernommen worden.
Gleiche Merkmale sind in allen Fig. mit denselben Bezugszeichen versehen.
Es ist aus der Fig. 2 ersichtlich, dass die Anwendungen, die konventionell wie bei der Fig. 1 heute auf mehreren Industrierechnern 10 und getrennten als„embedded CPUs" bezeichneten Echtzeitrechnern 40 vorgenommen worden sind, nun auf einem einzigen Industrie-PC in Gestalt eines Multikern-Rechners 100 betrieben werden können.
Der Multikernrechner 100 hat in dem vorgestellten Ausführungsbeispiel vier Kerne 101 , 102, 103 und 104. Um die Ziele der Erfindung zu erreichen, ist eine spezifische Vorgehensweise notwendig. Von den vier Kernen ist der Kern 101 als einziger Kern mit einem nicht echtzeitfahigen Betriebssystem geladen, in der Folge auch mit nRT-OS abgekürzt. Die drei anderen Kerne 102, 103 und 104 sind mit einem echtzeitfahigen Betriebssystem geladen, in der Folge auch mit RT-OS ab- gekürzt.
Als geeignete Betriebssysteme werden vorzugsweise Windows XP oder Windows 7 oder Linux (oder die embedded Versionen davon) für ein nicht echtzeitfähiges Betriebssystem, mit nRT-OS bezeichnet, und vorzugsweise VxWorks oder RT- Linux für ein echtzeitfähiges Betriebssystem, mit RT-OS bezeichnet, eingesetzt. Für die Virtualisierung (oder Hypervisor) werden vorzugsweise Produkte wie VxWin, AT-RTOSVisor eingesetzt aber auch andere Produkte sind für den Fachmann geläufig und einsetzbar. Der Einsatz von mehreren Betriebsystemen verlangt nach erheblichem Arbeitsspeicher. Um davon genügend bereitstellen zu können sind vorzugsweise Betriebssysteme mit einem 64 bit Speicheradressbereich zu verwenden.
Die Kommunikation zwischen den Kernen wird über sogenannten gemeinsam genutzten Speicher oder auch Shared Memory 120 ausgeführt, wobei die Kommunikation zwischen dem oder in andern Ausführungsbeispielen„den" nRT-OS-Kernen
101 und von nRT-OS-Kernen 101 zu RT-OS-Kernen 102, 103, 104 vorzugsweise über Standard-Internet-Protokolle 131 (Internet Protokolle decken den ganzen Bereich der OSl-Model-Layers ab) wie z. B. TCP/IP abgewickelt werden. Beim Kern
102 ist mit RTE-M die Schnittstelle als Realtime Ethernet Master bezeichnet worden. Der Realtime Ethernet Master sorgt dafür, dass die Echtzeit-Kommunikation geordnet abläuft und die Pioritaten der Informationsübertragung berücksichtigt werden.
Die Kommunikation zwischen RT-OS-Kernen 102, 103 und 104, dargestellt als Interkern-Kommunikation 131 ' ist vorzugsweise echtzeitfähig und soll synchron stattfinden (sie ist aber auch über Internet-Protokolle möglich). Auch hier werden Shared Memory 120 verwendet auf denen Strategien wie FIFO, Shared Events, Interlocked Data Access, Synchronisation von Datum und Uhrzeit, Synchronisation von verteilten Echtzeituhren und von virtuellen seriellen Datenkanälen realisiert werden. Shared Memory 120 sind Speicherbereiche auf die mehr als ein Kern 102, 103, 104 Zugriff hat. Es werden dabei (z.B. softwareseitig) Maßnahmen eingesetzt, die sicherstellen, dass nur ein einzelner Kern gleichzeitig Zugriff auf den Speicherbereich erhält. Der Speicherbereich kann sich an einem beliebigen Ort befinden, auf der CPU oder außerhalb, wo der Zugriff gewährleistet ist, vorzugsweise auf dem Arbeitsspeicher-Speicher (DRAM).
Dass die einzelnen Kerne noch reaktiv sind, wird durch eine zyklische Aufforderung des Koordinationsrechners an alle Kerne, ihren Zustand zu melden, über- wacht. Der Koordinationsrechner wertet die Antworten aus und bedient den Hard- watchdog zyklisch. Als Hardwatchdog betätigt sich ein Infrastruktur-Teilnehmer am RT-Ethernet-Bus, der das Aufstarten und Herunterfahren der Speisung der Steuerung ausführt.
Wenn mindestens zwei Rechner (bzw. Kerne) im Verbund Aufgaben lösen, muss einer (z.B. als Koordinationsrechner oder Koordinationskern) die Koordination der Aufgaben übernehmen, dafür sorgen, dass gültige Daten verarbeitet werden und die Resultate aus Daten entstehen die zum gleichen Zeitpunkt und unter den glei- chen Rahmenbedingungen (z. B. Sollwerte) ermittelt wurden und Resultate erst verwendet werden, wenn alle verteilten Aufgaben erledigt sind.
Wenn mindestens zwei Rechner im Verbund arbeiten, muss sichergestellt werden, dass alle Rechner bestimmungsgemäß arbeiten. Dies kann durch die Kombination von Soft- und Hard-Watchdog erreicht werden. Der Koordinations-Kern kann zyklisch von allen Kernen intelligente Lebenszeichen (Softwatchdog) verlangen und so den Zustand des Systems kennen und verwalten.
Dies wird anhand der Fig. 3 näher erläutert. Der Koordinationsrechner (bzw. Koor- dinationskern) 203 koordiniert seine Aufgaben und die Aufgaben der Kerne 201 , 202, 204, 205, 206. Damit der Koordinationsrechner 203 feststellen kann, ob die anderen Kerne 201 , 202, 204, 205, 206 bestimmungsgemäß arbeiten, sendet er periodisch in kurzen Abständen codierte Anfragen z. B. über das Ethernet oder shared Memory, an alle anderen Kerne 201 , 202, 204, 205, 206. Die Kerne 201 , 202, 204, 205, 206 müssen auf diese Anfrage innerhalb einer Reaktionszeit eine vereinbarte individuelle Reaktion zurücksenden. Solange die richtigen Antworten rechtzeitig eintreffen, kann der Koordinationsrechner 203 davon ausgehen, dass die Kerne 201 , 202, 204, 205, 206 ihre Aufgaben bestimmungsgemäß erfüllen. Würde der Koordinationsrechner 203 nicht mehr richtig arbeiten und die Anfragen nicht mehr absetzen, würde die Störung nicht festgestellt. Deshalb ist es angebracht dies mittels eines Hardwatchdog abzusichern. Der Hardwatchdog ist eine unabhängige Hardware-Funktion (HW-Funktion) die üblicherweise in einem I/O-Controllermodul 50' untergebracht ist, das am Echtzeit- Ethernetbus 41 hängt. Auf diesem Modul 50 ist eine Zeitfunktion in Hardware realisiert. Nach einer bestimmten Verzögerungszeit (z. B. 10 ms) werden die Maschine und die Geräte stillgelegt. Damit die Maschine nicht stillgelegt wird, muss der Koordinationsrechner 203 periodisch die Zeitfunktion zurücksetzen, indem (z. B. alle 5 ms) der Befehl zum Zurücksetzen der Zeitfunktion ausgegeben wird.
Weiter sollen auch Situationen beherrscht werden, bei denen mehrere weitgehend unabhängige Domänen auf einer einzigen Steuerung betrieben werden sollen, ohne dass die Komplexität der Steuerung und der Software explodiert. Als weitere Domänen könnte beispielsweise eine multivariante Echtzeit-Fehlererkennungs- und Ausscheidungs-Anwendung bezeichnet werden, die dazu beiträgt, dass eine O-Fehler-Produktion erreicht werden kann oder eine Füllsimulation von Werkzeugen.
Eine multivariante Fehlererkennung und Ausscheidungs-Anwendung bedeutet in diesem Zusammenhang eine Anwendung welche aus ausgewählten Prozessdaten anhand einer Modellrechnung die zu erwartenden Eigenschaften der produzierten Teile errechnet und diese anhand der Daten nach Eigenschaften klassiert (z. B. Rundheit einer Bohrung und Dicke einer Membran). Die Teile können somit in entsprechende Gebinde gleicher Teile überführt werden. Als einfachste Variante wird eine Gut-/Schlecht-Teil Selektion vorgenommen.
Die Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung, die die multivariante Echtzeit-Fehlererkennung ermöglicht. Im Falle eines konventionellen Aufbaus wären zwei Industrie-PC 10, ein Echtzeit-Rechner 40 mit Master-Funktion und drei Echtzeit-Rechner 40 mit Slave-Funktion notwendig, was durch den einzelnen Mehrkernrechner 200 hat ersetzt werden können. Anstelle einer Master-Slave Konfiguration kann in anderen Ausführungsbeispielen auch eine„Publish-Subscribe" Funktion realisiert werden, was im Gegensatz zur Master-Slave Konfiguration keine feste hierarchische Struktur vorgibt, so dass flexibel auf Veränderungen reagiert werden kann, was beispielsweise mit TwinCAT realisierbar ist.
Weitere Ausprägung der Domäne ist eine abgegrenzte Funktionalität z. B. ein Regler mit seinen I/Os, der weitgehend autonom seine Aufgabe erledigt und durch Kommandos und Parameter vom Koordinations-Rechner gesteuert wird. Diese Domäne ist auch synchronisiert durch den Koordinationsrechner, kann aber in einer höheren Taktrate arbeiten als der Kommunikations- und Synchronisations- Takt. So kann auf erhöhte Anforderungen der Reaktivität reagiert werden, ohne dass das ganze System reaktiver werden muss. Die Fig. 4 zeigt schließlich ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung für den Einsatz einer zusätzlichen Domäne, ohne dass mehrere Zusatzrechner eingesetzt werden müssten. Es bliebt auch hier bei einem Mehrkernrechner 300 mit insgesamt sechs Kernen 301 bis 306 im Beispiel. Dabei wird ein Kern 303 eingesetzt, der zwei Echtzeit-Ethernet-Master besitzt und damit zwei RT-Ethernet-Busse erzeugt, die jeder für sich eine eigene Domäne bilden, z. B. kann in einer ersten Domäne die ganze Netzwerktopologie bestimmt werden, indem die auftragsspezifischen Anforderungen in Schaltpläne umgesetzt werden, die wiederum die Information über die Topologie der Steuerung liefern. Wird das Netzwerk und die Knoten (Slaves) anhand dieser Information konfiguriert, kann in diesem Umfeld jeder Teilnehmer ausgewechselt werden ohne weitere Maßnahme, aber es kann die Topologie nicht verändert werden ohne einen neuen Schaltplan. In der zweiten Domäne, wo z. B. der Benutzer der Maschine bestimmt, welche Geräte er anschließen will, ist die Topologie des Busses nicht vorausbestimmbar. In diesem Umfeld wird eine andere Strategie angewendet, indem jeder Teilnehmer eine Knotenadresse haben muss, anhand der ein Teilnehmer festgestellt und die Identität und die Eigenschaften des Gerätes aus diesem ausgelesen werden kann.
Die zweite Domäne wird über den zweiten Ethernet-Controller 1 1 1 ' zu der Ansteu- erung der aus der Produktionszelle 70 der Fig. 1 herausgezogenen Peripherie- Geräte 74 verwendet, wobei ein getrenntes Sensor/Aktor-Paar 60' beschaltet wird.
Eine weitere Ausprägung von Domänen ermöglicht die Intel Hyperthreading - Technologie. Dadurch kann zusätzlich eine weitere unabhängige Applikation pa- rallel auf dem gleichen Kern verarbeitet werden, ohne dass dazu ein zusätzlicher Verwaltungsaufwand notwendig ist.
Eine Weitere Ausprägung einer Domäne wird durch die Intel VT-Technologie ermöglicht. Mit dieser Technologie kann z. B. Fernwartung auf der Maschine betrie- ben werden, obwohl die Steuerungs-Applikation nicht mehr funktionsfähig ist.
Durch Bilden von Domänen kann die Steuerung bei wachsender Anzahl von Aufgaben und unterschiedlichen Anforderungen an die Reaktivität des Systems den Anforderungen folgen, ohne dass die Komplexität und die notwendige Rechenleis- tung des Gesamtsystems aus Rechnern stark ansteigen.
BEZUGSZEICHENLISTE
Industrie-PC 1 10 Ethernet-Controller
Bedienerkonsole 1 1 1 RT-Ethernet-Controller
Benutzerschnittstelle 1 12 Echtzeitausgang
Leitsystem-Komponenten 1 13 RTE-S
Ethernet-Verbindung 120 Shared Memory
Echtzeitrechner 131 Standard Internet-Protokoll
Echtzeit-Ethernet 131 ' Interkern-Kommunikation l/0-Controller 200 Multikern-Rechner
' Slave I/O-Controller 201 Kern mit nRT-OS
Verbindungsleitung 202 Kern mit nRT-OS
Sensor/Aktor 203 Kern mit RT-OS
' getrennter Sensor/Aktor 204 Kern mit RT-OS
Produktionszelle 205 Kern mit RT-OS
Kunststoff- 206 Kern mit RT-OS
Spritzgiessmaschine 300 Multikern-Rechner
Werkzeug 301 Kern mit nRT-OS
Handlings-Einheit 302 Kern mit nRT-OS
Peripheriegerät 303 Kern mit RT-OS
0 Multikern-Rechner 304 Kern mit RT-OS
1 Kern mit nRT-OS 305 Kern mit RT-OS
2 Kern mit RT-OS 306 Kern mit RT-OS
3 Kern mit RT-OS
4 Kern mit RT-OS

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1 . Mikroprozessor-gesteuerte Steuerungseinrichtung für eine Spritzgiessanla- ge (70; 71 , 72, 73, 74) mit mindestens einem Bedien interface (20, 21 ), mindestens einem Mehrfachkern-Rechner (100) und mindestens einem I/O-Controller (50) für eine Sensor/Aktor-Einheit (60) einer Spritzgiessmaschine (71 ), um in einer koordinierten Weise einen wesentlichen Prozessschritt abzudecken, in dem Kunststoffteile hergestellt werden, wobei der mindestens eine I/O-Controller (50) mit mindestens einem Kern (102) des Mehrfachkern-Rechners (100) der Steuerungseinrichtung über eine Echtzeit-Ethernet-Verbindung (41 ) direkt oder indirekt verbunden ist, wobei der Mehrfachkern-Rechner (100) mindestens zwei Kerne (101 , 102) um- fasst, und auf jedem Kern ein eigenes Betriebssystem aufgesetzt ist, wobei mindestens ein Kern (102) mit einem Echtzeitbetriebssystem (RT-OS) und ein Kern (101 ) mit einem nicht echtzeitfähigen Betriebssystem (nRT-OS) aufgesetzt ist, wobei der mindestens eine Kern (102) mit echtzeitfähigem Betriebssystem eine Virtualisierung der Ressourcen des Mehrfachkern-Rechners (100) echtzeitfähig verwaltet.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Nicht-Echtzeitkerne (nRT-OS) untereinander und mit den Echtzeitkernen (RT-OS) mit Internet-Protokollen, vorzugsweise TCP/IP und TELNET, kommunizieren und dass der oder die Echtzeitkerne (RT-OS) untereinander mit einem echtzeitfähigen Verfahren über Shared-Memory in einer Weise kommunizieren, dass ein ausgewählter Echtzeitkern (RT-OS) als Koordinationsrechner funktioniert und die anderen Echtzeitkerne (RT-OS) über Shared-Memory synchronisiert und mit ihnen in Echtzeit Daten austauscht und alle Echtzeitkerne (RT-OS)s taktsynchron zusammenarbeiten.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ausgewählte Echtzeitkerne (RT-OS) einen oder mehrere Echtzeit-Ethernet-Master besitzen, die diesen Echtzeitkern (RT-OS) ermöglichen, über, von der Virtualisierung zugeteilten, ein oder mehreren Standard-Ethernet-Controller ein oder mehre- re Echtzeit-Ethernet-Busse zu betreiben.
4. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass einem oder mehreren Nicht-Echtzeitkernen (nRT-OS), dem oder denen von der Virtualisierung kein graphisches Ausgabegerät zugewiesen ist, das graphische Ausgabegerät eines Kerns, welcher im Besitz eines Ausgabegerätes ist, zur Nutzung zuweisbar ist, indem der Kern ohne grafisches Ausgabegerät als Appletserver vorgesehen ist und der Kern mit dem grafischen Ausgabegerät die Applets im entsprechenden Kontext laufen lässt.
5. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als ein Echtzeit-Ethernet-Bus vorgesehen ist und dass die Busse über synchrone Uhren synchronisierbar sind, sodass ein minimaler Jitter entsteht und die Kerne alle auf den Bussen auftretenden Signale unabhängig vom Bus verwendet werden können.
6. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorbestimmter Echtzeit-Ethernet-Bus durch einen Echtzeitkern mit einem Echtzeit-Ethernet-Master bereitstellbar ist, der nur ausgewählte Teilnehmer, vorzugsweise ausgewählte I/O-Controller (50), hat und dadurch der Bus häufiger mit kleineren Telegrammen bedient werden kann und der Kern-Regler die Bus-Operationen und die Regleralgorithmen in einem höheren Takt als der Takt des Koordinations-Kerns abarbeiten kann, aber trotzdem synchron zum restlichen Echtzeit-System bleibt.
7. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens genau zwei unterschiedliche Bus-Ausführungen verwendet werden, für den Teil des Systems, der durch den Benutzer nicht verändert wird, indem automatisch eine Busstopologie beim Aufstarten der Steuerung erstellt wird, die durch die kundenspezifische Ausrüstung vorgegeben ist und dem Bereich des Systems in dem der Benutzer Veränderungen vornehmen kann, eine durch den Benutzer beeinflussbare Topologie anhand von Knotenadressen die der Benutzer selbst festlegen und einstellen kann.
8. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Koordinations-Kern zyklisch von allen Kernen intelligente Lebenszeichen verlangt und so den Zustand des Systems kennt und verwaltet.
9. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufstarten und das Herunterfahren der Speisung des Systems durch einen Infrastruktur-Teilnehmer im Echtzeit-Ethernet-Bus steuerbar ist, sowie die Funktion eines Hardwatchdogs anbietbar ist, welche vom Koordinations-Kern zyklisch bedient wird.
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