Das Android-Prinzip für mobile Arbeitsmaschinen“
Mobile Controller mit Linux-Support

Kaufbeuren, 25.04.2024 (PresseBox) - Hersteller von Bau- oder Landmaschinen erwarten immer anwenderfreundliche Softwaresysteme zur Realisierung ihrer Applikationen. Proprietäre Systeme können Entwicklungsingenieuren unliebsame Grenzen setzen. Deswegen ermöglicht STW mit dem Linux-Support der Co-Prozessoren seiner ESX.4cl-Controller völlige Flexibilität im Aufbau individueller Systeme, wie Christian Klausner, Director Product Management bei STW, in diesem Interview erläutert.

Herr Klausner, STW steht seit jeher für frei programmierbare Mobilsteuerungen. Was bedeutet für Sie diese Freiheit?

Es ist im Prinzip das Apple vs. Android Prinzip, das man aus dem Smartphone-Markt kennt. Wir vertreten dabei die Android-Seite und bieten unseren Kunden eine Plattform, auf der sie völlig frei entscheiden können, welche Applikationen sie brauchen, und wie sie diese realisieren und kombinieren möchten. Deswegen setzen wir einerseits auf openSYDE, unsere open-source Software-Plattform zur Implementierung, Inbetriebnahme und Analyse von Steuerungssystemen. Andererseits können unsere ESX.4cl-Controller mit einem optionalen leistungsstarken Co-Prozessor ausgestattet werden, der ein Linux-Betriebssystem bietet – und alle damit einhergehenden Vorteile hinsichtlich Anwenderfreundlichkeit, Programmierungskomfort und -freiheit.

Welche Vorteile meinen Sie konkret?

Linux bietet Entwicklungsingenieuren ein bewährtes und nutzerfreundliches System, mit dem jeder Programmierer umzugehen weiß. Wir liefern zudem einen Distributionsgenerator, mit dem sich der Maschinenhersteller sein eigenes System bauen kann. Über diesen Generator können die notwendigen Linux-Applikationen und -Kommandos ausgewählt und automatisiert installiert werden. Beispiele hierfür wären die Bereitstellung von Python oder einem Debug-Server. Gleichermaßen können nicht benötigte Softwarekomponenten im Generator abgewählt werden.

Für ein Linux-System müssen vorrangig die entsprechenden Dienste konfiguriert werden. Im Prinzip schaltet der Nutzer diese einfach über Häkchensetzen im Generator frei und hat nach einem Neustart die entsprechenden Services zur Verfügung. Aufwändige Programmierung und Kompilierung sind nicht notwendig. Das macht die Arbeit extrem komfortabel und schnell.

So lassen sich flexibel schlanke und auf die Anwendung zugeschnittene Systeme realisieren. Typische open-source Protokolle wie OPCA_UA oder DDS lassen sich ebenfalls sehr einfach integrieren.

Welche Anwendungen könnten auf dem Linux-System typischerweise laufen?

Unser Co-Prozessor i.MX6 ist sehr leistungsstark und bietet vor allem einen mehrere Gigabyte großen Speicher. Mit diesem Speicher lassen sich beispielsweise Lastmomenttabellen oder zusätzliche Karten integrieren, die für den Flash-Memory des Aurix-Controllers der ESX.4cl zu umfangreich wären. Der Co-Prozessor kann hierfür als zusätzliche Recheneinheit eingesetzt werden. In der Landtechnik ist er zudem beispielsweise als ISOBUS-Jobrechner nutzbar. Dank des schnellen 32-Bit Prozessors sind auch datenintensive ISOBUS-Applikationen über den Co-Prozessor abbildbar.

Der i.MX6 bietet zudem die vollständige Funktionalität des Telematics Application Frameworks. Damit steht unter anderem ein leistungsstarker Datenlogger zur Verfügung. In Verbindung mit einem Kommunikationsmodul, das die kabellose Verbindung zum Internet herstellt, können Cloudplattformen direkt angebunden werden. Darüber hinaus ermöglicht das Framework die Nutzung von Remote Flash-Diensten wie unserem STW SYDEsup, um Over-the-Air-Updates aufzuspielen. Damit reduziert sich für Maschinenhersteller nochmals die Komplexität.

Zu reduzierter Komplexität trägt auch die direkte interne Kommunikation zwischen i.MX-Co-Prozessor und dem Aurix-Prozessor des Main-Controllers bei. Seit dem neuesten Release ist eine API-gestützte Kommunikation zwischen beiden Prozessoren möglich. Im Vergleich zum bisher notwendigen Austausch über die Ethernet-Protokolle macht dieser Ansatz die Programmierung und Arbeit mit der Steuerung nochmals anwenderfreundlicher.

Inwiefern wird dies von Ihren Kunden gefordert?

Es geht nicht darum, ob Kunden diese Funktionen aktiv verlangen. Wir wollen nicht auf das reagieren, was der Markt fordert, sondern proaktiv Mehrwerte schaffen. Programmierungskapazitäten sind in unserer Branche ein rares Gut, daher wollen wir unsere Kunden dahingehend entlasten so gut es geht. Intuitive Softwarelösungen, die das Arbeiten mit unseren Controllern erleichtern, sind ein Weg, dies sicherzustellen.

Weiterhin ist insbesondere im Bereich der Automatisierung und Assistenzfunktion die Time-to-Market ein immer entscheidenderer Faktor. Der Fachkräftemangel und das Bedürfnis der Maschinenbetreiber nach Komfort und Effizienz im Arbeitsprozess machen eine schnelle Integration von hochautomatisierten Lösungen notwendig.

Mit dem Linux-Support und openSYDE versuchen wir, unseren Kunden das Leben softwareseitig so leicht wie möglich zu machen – ohne sie dabei in ihrem Engineering einzuschränken, Stichwort Android-Prinzip. Wir wollen intuitive Automatisierungsplattformen bereitstellen, mit denen unsere Kunden frei und individuell ihre Visionen umsetzen können.

Welche Vorteile bringt die ESX.4cl über das Linux-System auf dem Co-Prozessor hinaus?

Wir bieten mit der ESX.4cl eine enorme Zahl an Schnittstellen. Über sechs CAN-Bus-Schnittstellen und zwei gemanagte Ethernet-Switches mit insgesamt drei 100Mbit/s-Ethernet-, einem 1Gbit/s-Ethernet- und zwei Single-Pair-Ethernet-Ports lässt sich die ESX.4cl mit anderen Komponenten im System vernetzen. Insgesamt stehen 53 Low-Side- und High-Side-Ausgänge sowie 60 Multifunktionseingänge zur Verfügung. Unsere Steuerungsvariante für die Landwirtschaft unterstützt zudem High-Speed ISOBUS und ermöglicht damit den Austausch von sehr großen Datenströmen, etwa Videosignalen, zwischen Anbaugerät und Zugmaschine. Damit ist auch die Hardware-Basis mehr als leistungsfähig genug für anspruchsvollste Applikationen in der Land-, Bau-, Kommunal- und Forsttechnik.

Die Experten von STW teilen ihr Know-how mit interessierten Messebesuchern auf der Agrishow in Brasilien am German Pavilion, G8d Stand 3, vom 29. April bis 3. Mai 2024.