Med lastebil i Formel-1

automatisering på dagsordenen

Sentrale aktører i Norsk Forening for Automatisering (NFA) skriver i Teknisk Ukeblad

ØYVIND KVÅLSVOLL

er FoU-sjef ved Industrial Control Design AS

Vi hører stadig om tilfeller der teknikken får skylda for at ting går galt. Det blir konkludert med at teknologi ikke er til å stole på. En mer korrekt konklusjon er at den teknikken som brukes er utilstrekkelig.

Selv om industrielle styreenheter av type PLS (programmerbare logiske styresystemer) ikke nødvendigvis er dårlig designet, kan de bli til en dårlig løsning når man prøver å bruke dem til noe de ikke er beregnet til. Som om man stiller til start i et racerbilløp med en amerikansk truck.

Systemer som virker og har hensiktsmessig funksjonalitet kan lages med rett kompetanse og verktøy. Dette gjelder for all slags teknologi, og absolutt for styresystemer. Slike systemer blir stadig mer avanserte og har ofte en avgjørende betydning for maskiners og tekniske installasjoners sikkerhet. Ikke minst derfor er det grunn til å stille spørsmålstegn ved en del vedtatte "sannheter" som lever i automasjonsverdenen.

Unødige begrensninger

PLS-er er laget for enkel styring og basert på proprietær, gammel teknologi. Slike systemer er i dag mye brukt. I mange tilfeller er det en god og hensiktsmessig løsning; man kan relativt lett programmere enklere logiske styringer av type av/på, og maskinvaren er standard hyllevare.

Når behovet for mer funksjonalitet, dynamisk styring med regulatorer og systemintegrasjon melder seg, blir PLS-løsninger fremdeles brukt. Da ender man ofte opp med en mindre hensiktsmessig løsning fordi styresystemet setter grunnleggende begrensninger for hva som er mulig å få til. Dette er ikke bra. Som anvendelsesutvikler skal man kunne bestemme hvordan maskinen skal fungere ut i fra krav til hensiktsmessig funksjon - ikke diktert av unødvendige begrensninger i PLS-verktøy.

Helt passé

Det er flere årsaker til at PLS-en er avleggs. Mangel på høynivå programmeringsspråk gjør det veldig tungvint å implementere annet enn de mest elementære logiske funksjoner. PLS-er er også trege og mangler ekte sanntidsegenskaper. De kjører ikke prosesser og tråder med forskjellig prioritet slik en ekte sanntidsdatamaskin gjør. Dessuten er frekvensrespons og tidsforsinkelser i signalbehandlingen som oftest uspesifisert.

Det er også svakheter nå det gjelder sikkerhet. Tilhengerne hevder at PLS-er må brukes nettopp fordi de er pålitelige. Det er feil. De er ikke pålitelige. Mangel på forutsigbar sanntidsytelse og svært begrensede programmeringsmuligheter gir et mindre sikkert styresystem. Heldigvis for oss er PLS-er aldri brukt til kritiske funksjoner i fly og lignende.

Et annet problem er at PLS-er ikke kommuniserer. De har bare enkle seriekommunikasjonsprotokoller - såkalte feltbusser - implementert. Det er umulig å implementere mer intelligente kommunikasjonsløsninger eller lagre selv begrensede mengder data. Disse skavankene gjør det nødvendig å bygge mer komplisert og kostbar systemarkitektur med flere typer kommunikasjonsgrensesnitt. På grunn av den proprietære maskinvaren og programvaren er det umulig å flytte den ferdigprogrammerte anvendelsesløsningen din til en annen maskinvareplattform. Du er låst til din nåværende leverandør. Dessuten er maskinvarekostnaden for samme prosessorytelse ekstremt høy for PLS-er sammenlignet med andre datamaskiner.

Kunnskapskrevende alternativ

Alternativer finnes. Problemet er at de krever kompetanse på programmering og ofte detaljert kunnskap om operativsystemer og maskinvare. For mange systemer er dedikerte sanntidskontrollere som kjører sære sanntidsoperativsystem den eneste gangbare måten.

Men verden endrer seg. Maskinvaren blir stadig bedre og rimeligere. Plattformprogramvare som effektiviserer utviklingen av løsningen vesentlig vil bli tilgjengelig. Kommunikasjon, operativsystem og maskinvaregrensesnitt blir skjult for anvendelsesutvikleren, som da kan konsentrere seg om det han skal; nemlig å lage funksjonelle og sikre løsninger.

C++ er fremtiden

Tilgjengeligheten av utviklingsverktøy og "ferdig" maskinvare vil gjøre ekte sanntidskontrollere som er programmerbare i C++ til det opplagte valget for fremtidens styresystem. Utviklingsingeniører vil programmere anvendelsesfunksjoner, mens oppsett og testing for den enkelte installasjonen vil bli gjort med effektive verktøy som konfigurerer styresystemet på en enkel måte.

Den nye generasjonen ingeniører er godt utdannet og ivrige etter å lage morgendagens løsninger. De vil ønske å programmere i kraftige programmeringsspråk som C++. Man må velge hva man vil bruke tiden til; enten å lage imponerende styringer med avanserte funksjoner som virker eller å fikle med bits og bytes.