Virtual PLC

Virtuelle SPS

Kundenspezifische virtuelle SPS-Lösungen

Mit steigenden Anforderungen an komplexe Systeme mit unterschiedlicher Hardware und Software wird die Virtualisierung immer wichtiger. Bei Promwad sorgen wir für eine effiziente, anpassungsfähige und zentralisierte Steuerung von Prozessen, indem wir hardwareunabhängige virtuelle SPSen in Ihre IT-Umgebung integrieren.
Durch den Einsatz eines Echtzeit-Hypervisors für Ihre industriellen Systeme ermöglichen wir den Betrieb mehrerer Betriebssysteme auf derselben Hardware, einschließlich RTOS. Entdecken Sie die umfangreichen Möglichkeiten und Vorteile der digitalen Transformation mit unseren maßgeschneiderten virtuellen SPS-Lösungen.

Wachstum der IT/OT-Konvergenz

Ersetzen Sie mehrere Controller durch virtuelle, die auf einer zentralisierten Plattform laufen und von IT-Spezialisten statt Automatisierungsexperten verwaltet werden.
Evolution of IT/OT Convergence

Die Vorteile der Virtuellen SPS

Einheitliche Hardware-Plattform
Schnelle Bereitstellung
Vereinfachte Zertifizierung
Hardware independence
Erhöhte Zuverlässigkeit
IoT- und Industrie-4.0-Bereitschaft
Erhaltung der Echtzeit-Leistung
Erhöhte Flexibilität
Optimale Ressourcennutzung
Sind Sie daran interessiert, eine virtuelle SPS einzusetzen, um die Automatisierung Ihrer Systeme zu verbessern?

Anwendungsbereiche

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Embedded Server

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Automobilproduktion

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Robotiklösungen

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Fertigungsautomatisierung

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Medizintechnik

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Gebäudemanagementsysteme

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Verkehrsleitsysteme

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Prüf- und Messsysteme

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Erneuerbare Energiesysteme

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Rundfunk und Streaming

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Wasserverteilungssysteme

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Intelligente Stromnetze und
Versorgungsdienstleistungen

Gewährleistung der Sicherheit in kritischen Umgebungen

Als zuverlässige Wahl für Anwendungen mit strengen Sicherheitsanforderungen bietet ein Hardware-agnostischer Hypervisor:

  • Effiziente Modularisierung für eine rationalisierte Entwicklung.
  • Verbesserte Funktionsvalidierung und Qualitätssicherung.
  • Isolierung von kritischen Sicherheitsbereichen für erhöhten Schutz.
  • Vereinfachte Zertifizierungsprozesse für die Einhaltung von Vorschriften.
  • Anpassungsfähige Moduländerungen ohne umfangreiche erneute Tests.

Erkunden Sie unsere Fallstudien

Echtzeit-Basisaktivierungssoftware

Wir haben eine Basisaktivierungssoftware entwickelt, die eine isolierte Echtzeit-Domäne auf leistungsstarken 64-Bit ARM Cortex-A Kernen bereitstellt. Wir verwendeten den Jailhouse-Hypervisor zur Ressourcentrennung der Hardware, wodurch der gleichzeitige Betrieb eines Domänen-RTOS und einer funktionsreichen Linux-Distribution mit minimaler Leistungseinschränkung ermöglicht wurde.

Implementierte Funktionen:

  • Der Jailhouse-Hypervisor teilt die physische Hardware und erstellt dedizierte Ressourcen für jeden Bereich.
  • Unterstützung für FreeRTOS und Zephyr als Gast-Betriebssysteme, die die Entwicklung auf leistungsstarken Cortex-A Kernen (Armv8-A) ermöglichen.
  • Basierend auf NXP Anwendungsprozessoren – i.MX 8M Mini, i.MX 8M Nano, i.MX 8M Plus und i.MX 93.
  • Unterstützung von MCUXpresso für nahtlose Portierung von Kundeanwendungen.
  • Nutzung standardisierter IPC-Mechanismen (RPMsg, VirtIO) für effiziente Kommunikation zwischen Linux und Gast-Betriebssystem.
  • Vorintegrierte Echtzeit-Referenzanwendungen zur schnellen Bewertung der Softwarearchitektur.
  • AVB Talker und Listener Streaming durch NXP GenAVB/TSN Middleware-Stack.
  • Yocto-Unterstützung für Linux-Entwicklung.

Optimierung von Embedded-Systemen mit Jailhouse-Hypervisor

Herausforderung: Die Anforderungen an die Virtualisierung in modernen Embedded-Systemen und industriellen Anwendungen mit Fokus auf Echtzeitfähigkeiten, Kosteneinsparung und Platzersparnis zu erfüllen.

Lösung: Wir verwenden Jailhouse, das die ARM Virtualisierungserweiterungen nutzt, um CPUs, GPUs und Peripheriegeräte effizient zu trennen und zu steuern und einen unabhängigen Betrieb zu gewährleisten.

Auf der RZ/G1H-Plattform hat Jailhouse Kerne und GPU für eine Qt-Benutzeroberfläche, einen Kern für FreeRTOS mit der CAN-Schnittstelle und einen Kern für eine Bare-Metal-App mit der I2C-Schnittstelle zugewiesen. Diese Aufteilung garantiert einen Echtzeitbetrieb für spezifische Anwendungen.

Vorteile:

  • Kombinierte Benutzeroberflächen und Echtzeitautomatisierung auf der gleichen Hardware.
  • Effiziente Zuweisung von CPU-Kernen und Peripheriegeräten für spezifische Aufgaben.
  • Unterstützung für Boards der RZ/G-Serie, Bereitstellung von Entwickler-Kits mit vorkonfigurierten “Insassen” wie Linux und FreeRTOS für eine nahtlose Integration.

Unsere Technologie-Stack

Intel VT und AMD-V

– I/O MMU-Virtualisierung (AMD-Vi und Intel VT-d)
– Intel Virtualisierungstechnologie für Konnektivität (VT-c)
– PCI-SIG Single Root I/O Virtualisierung (SR-IOV): Adressübersetzungsdienste (ATS) | Single-Root IOV (SR-IOV oder SRIOV) | Multi-Root IOV (MR-IOV)

Hypervisoren

ACRN | Jailhouse | Leichte Linux-Container-Systeme: LXC und OpenVX | Kernel-basierte Virtuelle Maschine/QEMU (KVM) | Xen | User-Mode Linux (UML) | VirtualBox | Echtzeit-VMware ESXi und GSX | Echtzeit-VMware Workstation und Player | Hyper-V | PowerVM | Bhyve | AVF, PKVM und pvmfw

Laufzeitmaschinen

PLCopen Editor, Beremiz, OpenPLC Editor (basierend auf wxpython) | Matiec (IEC 61131-3 Compiler) | Eclipse 4diac FORTE | Eclipse 4diac IDE (IEC 61499) | CODESYS Laufzeit | CODESYS Control Laufzeit Toolkit | ISaGRAF Laufzeit | ISaGRAF Laufzeit Toolkit | TwinCAT Laufzeit (XAR) | Individuelle IDE-Entwicklung für PLC-Programmierung (C, C++, Rust) | Node-RED

RTOS

FreeRTOS | CMSIS-RTOS | CMSIS-RTOS v2 | Keil RTX | Azure RTOS ThreadX | Mbed OS | ChibiOS/RT | RTEMS | NuttX | embOS | SafeRTOS | VxWorks | Zephyr | μC/OS-II | μC/OS-III | TI-RTOS (SYS/BIOS) | NXP MQX RTOS | eCos | RIOT | UNISON RTOS | Apache Mynewt

Symmetrische Verschlüsselungsalgorithmen

Twofish, Serpent, AES, Camellia, Salsa20, ChaCha20, Blowfish, CAST5, RC4, DES, 3DES, Skipjack, Safer, IDEA

Verwaltungssoftware

Virsh | Openstack | Ovirt | virt-manager

Programmiersprachen

С++, C, Rust

Emulatoren

QEMU

APIs für Echtzeit-Virtualisierung

Libvirt, libguestfs

Asymmetrische Verschlüsselung

Diffie-Hellman-Schlüsselaustauschprotokoll | DSS (Digital Signature Standard) | ElGamal | Elliptische Kurvenkryptografie | Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA) | Elliptic-curve Diffie-Hellman (ECDH) | Ed25519 | Ed448 (EdDSA) | X25519 | X448 (ECDH/EdDH) | Paillier-Kryptosystem | RSA-Verschlüsselungsalgorithmus (PKCS#1) | Cramer-Shoup-Kryptosystem | YAK-authentisches Schlüsselvereinbarungsprotokoll | NTRUEncrypt-Kryptosystem | Kyber | McEliece-Kryptosystem | Merkle-Hellman-Knapsack-Kryptosystem | S/MIME | GPG (eine Implementierung von OpenPGP) | EMV | EMV-Zertifizierungsstelle | IPsec | PGP | ZRTP | SILC | SSH | Bitcoin | Off-the-Record Messaging

Intel-System

– Unterstützung für 64-Bit-Architektur und VMX, einschließlich EPT (Extended Page Tables), uneingeschränktem Gastmodus und Vorablaufzeitgeber.
– Intel IOMMU (VT-d) mit Unterstützung für Interrupt-Umleitung (außer innerhalb von QEMU).

Oder AMD-System

– Unterstützung für 64-Bit-Architektur und SVM (AMD-V), einschließlich einer erforderlichen Funktion - NPT (Nested Page Tables) und einer empfohlenen Funktion - Decode Assists.
– AMD IOMMU (AMD-Vi)

2+ logische CPUs

x86-Architektur

ARM-Architektur

– ARMv7 mit Echtzeit-Virtualisierungserweiterungen oder ARMv8.
– Mindestens zwei logische CPUs

Unterstützte ARM-Boards

– Banana Pi
– Orange Pi Zero (256 MB version)
– NVIDIA Jetson TK1
– ARM Versatile Express mit Cortex-A15 oder A7-Kernen (einschließlich ARM Fast Model)
– emtrion emCON-RZ/G1x Serie basierend auf Renesas RZ/G

Unterstützte ARM64-Boards

– AMD Seattle/SoftIron Overdrive 3000
– LeMaker HiKey
– NVIDIA Jetson TX1 and TX2
– Xilinx ZCU102 (ZynqMP Evaluationsboard)
– NXP MCIMX8M-EVK

Bereit, die Anwendungssicherheit und Echtzeitleistung mit virtuellen PLC-Lösungen zu erhöhen?

Kontaktieren Sie uns bezüglich Ihres Projekts! Wir werden Sie heute oder am nächsten Werktag kontaktieren. Alle übermittelten Informationen werden vertraulich behandelt.