Tvornički automatizirani sustavi za industriju 4.0 obično se sastoje od tri razine opreme kako bi se omogućila-komunikacija i kontrola u stvarnom vremenu:
Na razini polja, I/O moduli, aktuatori i pogoni upravljaju fizičkim operacijama unutar tvornice;
Na razini upravljanja, programabilni logički kontroleri (PLC-ovi) ili sustavi računalnog numeričkog upravljanja (CNC) odgovorni su za prikupljanje informacija s razine polja i izdavanje naredbi terenu.
Na razini operatera, uređaji sučelja čovjek-stroj (HMI) komuniciraju s operaterima koji mogu istovremeno izdavati naredbe.
Svaka razina zahtijeva optimizirana hardverska i softverska rješenja za rješavanje svojih jedinstvenih dizajnerskih izazova. Među njima, izazove na razini kontrole posebno je teško riješiti.
Kako se broj čvorova koje podržava jedan kontroler nastavlja povećavati, dizajneri uređaja na-razini upravljanja suočavaju se s specifičnim izazovima koji nadilaze uobičajene probleme projektiranja industrijske automatizacije, kao što su potrošnja energije, produljeni životni vijek napajanja i zahtjevi za pouzdanošću. Podrška za više čvorova znači da je potrebno manje kontrolera u cijelom rješenju postrojenja, stvarajući troškovno-učinkovitije rješenje za automatizaciju. Alternativno, ovi dodatni čvorovi mogu se rasporediti u cijeloj tvornici kako bi se postigla viša razina automatizacije. Međutim, kako broj podržanih čvorova raste, performanse procesora moraju se skalirati u skladu s tim uz održavanje dovoljno niske potrošnje energije kako bi se izbjeglo povećanje veličine paketa. Nadalje, većina PLC-ova je dizajnirana bez ventilatora, zbog čega je rasipanje snage kritično razmatranje dizajna.
Budući da PLC-ovi i CNC-ovi istovremeno kontroliraju brojne čvorove ili funkcije unutar tvornice, priroda-njihovih operacija u stvarnom vremenu je kritična. Za rješenje za postizanje preciznog vremena bitne su dvije komponente:-operativni sustav u stvarnom vremenu (RTOS) i fleksibilne, vremenski-svjesne periferije za industrijsku komunikaciju. RTOS se koristi u ovim uređajima za upravljanje-donošenjem odluka i kontrolu latencije, osiguravajući usklađenost s kritičnim vremenskim zahtjevima. Komercijalni RTOS već je godinama široko prihvaćen u industrijskoj kontroli, dok interes za RT Linux® rješenja nastavlja rasti. Ova rješenja pružaju vremensku-osjetljivost i-mogućnosti donošenja odluka potrebne za aplikacije industrijske automatizacije dok iskorištavaju sve prednosti velike Linux-zajednice otvorenog koda.
Za komunikacijski periferni dio-rješenja u stvarnom vremenu, primarni zahtjev je podržavanje protokola industrijske sabirnice putem metode koja postiže nisku latenciju i kratka vremena ciklusa protokola, čak i kada se povećava broj čvorova. Ovo postaje složeniji izazov kada više standarda sabirnice polja mora biti podržano unutar jednog dizajna. Podrška za više-protokola ključna je kako bi se osiguralo da su krajnji proizvodi kompatibilni s višestrukim standardima-kao što su EtherCAT, PROFINET i Ethernet/IP-koji su možda već implementirani u tvornici. Postizanje podrške za više-protokola putem hardvera (ASIC) je složeno jer svaki protokol može zahtijevati vlastiti namjenski ASIC, što zahtijeva različite dizajne ploča za svaku podržanu sabirnicu polja. Programabilni pristup pojednostavljuje ovaj izazov. U ovim pristupima, promjene protokola sabirnice polja mogu se implementirati samo putem ažuriranja softvera ili firmvera.
Da bi se ovo-komunikacijsko rješenje u stvarnom vremenu omogućilo učinkovito, kontroleri zahtijevaju opsežna periferna sučelja. To je zato što moraju komunicirati preko više slojeva: s fieldbus mrežama unutar tvornice, stražnjim pločama koje povezuju I/O, aktuatorima, pogonima ili drugim kontrolerima i poslužiteljima koji izvode tvorničku dijagnostiku putem protokola za prikupljanje podataka kao što je OPC UA. Sve to zahtijeva veliki broj perifernih sučelja, posebice Ethernet sučelja. Dodatno, potrebno je fleksibilno i programabilno komunikacijsko rješenje.
TMDXIDK5728 Industrijski razvojni komplet (IDK) za procesor Sitara™ AM572x sada je dostupan za procjenu rješenja tvorničke automatizacije na-razini upravljanja. AM572x dvojezgreni-jezgreni ARM® Cortex®-A15 procesor idealan je za industrijske primjene zbog svoje podrške za industrijske temperaturne raspone, produljenog životnog vijeka do 100.000 sati,-softverske podrške u stvarnom{10}}vremenu i opsežnih perifernih uređaja-uključujući dvostruki PRU-ICSS (procesor) -Jedinica stvarnog vremena-Industrijski komunikacijski podsustav) za programabilne industrijske komunikacije. TMDXIDK5728 pruža četiri Ethernet porta, s dva potencijalno izvorna iz gigabitnog preklopnika, a druga dva potencijalno izvorno iz PRU-ICSS (zadana konfiguracija), ili sva četiri porta izvorno iz PRU-ICSS. TMDXIDK5728 omogućuje procjenu TI-jevih najnovijih rješenja za protokole industrijske sabirnice polja temeljene na AM57x, isporučenih putem PRU-ICSS-INDUSTRIAL-SW unutar Processor-SDK-RTOS. Dodatno, TMDXIDK5728 može pokretati softverski paket Processor-SDK-Linux-RT, koji pruža optimiziranu RT Preempt zakrpu za TI-jev glavni Linux kernel kako bi se omogućio razvoj-industrijskih aplikacija za automatizaciju u stvarnom vremenu.