Data Exchange Layer Technologie
Ihre Daten, Ihr Weg, Ihre Kontrolle.
Der Data Exchange Layer ermöglicht den kontrollierten und sicheren Datenaustausch zwischen verschiedenen Anwendungen auf dem Controller. Er dient als zentrale Komponente, die einerseits eine latenzarme und deterministische Kommunikation und andererseits einen flexiblen und standardisierten Datenaustausch ermöglicht.
Der Begriff "Data Exchange Layer" (D.E.L.) bezieht sich auf die übergreifende Technologie oder das Framework, das für die Orchestrierung und Optimierung des Datenaustauschprozesses zwischen Echtzeit- und Nicht-Echtzeit-Anwendungen innerhalb der Linux-basierten containerisierten Anwendungen verantwortlich ist.
Im SALZ Steuerungssystem ist D.E.L. für die folgenden Aufgaben verantwortlich:
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Daten-Routing: D.E.L. leitet Daten zwischen verschiedenen Echtzeit- und Nicht-Echtzeit-Anwendungen weiter. Es verwaltet den Datenfluss zwischen Containern und stellt sicher, dass die Daten das richtige Ziel erreichen.
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Datenzugriff: D.E.L. ermöglicht einen einfachen Datenzugriff, da die Daten im Nicht-Echtzeitbereich durch einen integrierten OPC-UA Server zugänglich gemacht werden. Die Sicherheit wird durch ein integriertes Zertifikatsmanagement hergestellt.
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Sicherheit und Zugriffskontrolle: D.E.L. beinhaltet Sicherheitsmaßnahmen und Zugriffskontrollen, sowohl auf der Echtzeit- als auch auf der Nicht-Echtzeitseite. Dadurch wird sichergestellt, dass der Benutzer jederzeit die Kontrolle über den Datenfluss hat.
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Synchronisierung: D.E.L. spielt eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Datensynchronisation zwischen Echtzeit- und Nicht-Echtzeit-Datenpools, um sicherzustellen, dass beide Datensätze aktuell und konsistent bleiben.
Funktionsweise des Data Exchange Layer
Bei den Operationen von D.E.L. wurde Shared Memory kritisch genutzt, um ein leistungsfähiges und latenzarmes Mittel für die Kommunikation zwischen Prozessen bereitzustellen, insbesondere wenn mehrere Prozesse schnell Daten austauschen müssen. Shared Memory ist sehr effizient, da es keine Serialisierung und Deserialisierung von Daten erfordert, wie dies bei anderen IPC-Mechanismen (Intra-Process Communication) wie Sockets oder Message Queues üblich ist. D.E.L. eignet sich gut für Echtzeit- und leistungsrelevante Anwendungen, da die Prozesse direkt auf den gemeinsamen Speicher zugreifen und zulässige Daten austauschen können.
D.E.L. gewährleistet die Datenkonsistenz und verhindert Datenverfälschungen durch Datensynchronisation. Das Middleware-Framework von D.E.L. bietet eine Reihe von Diensten und Werkzeugen für die prozessübergreifende Kommunikation in Echtzeitsystemen. Es ist so konzipiert, dass es in Verbindung mit Shared Memory und anderen IPC-Mechanismen (Intra-Process Communication) eine effiziente und zuverlässige Kommunikation ermöglicht.
Während OPC-UA ein Client-Server-Modell mit einem standardisierten Informationsmodell und Adressraum definiert, das sicherstellt, dass Daten und Methoden organisiert und für Nicht-Echtzeitanwendungen zugänglich sind, ist es mit dem Shared-Memory-Teil von D.E.L. verbunden, um den Zugriff auf die Daten von verschiedenen anderen Echtzeitanwendungen zu ermöglichen.
Sowohl die Echtzeit- als auch die Nicht-Echtzeit-Speicherzugriffe werden gespiegelt, so dass der gesamte Prozess sehr leistungsfähig ist und die Datenübertragungszeit nur 5 µs beträgt.
HAUPTMERKMALE UND Nutzen der D.E.L. Technologie
- Die mehrschichtige Architektur beseitigt die Komplexität der Kommunikation und verringert die Verzögerung bei der Datenübertragung.
- OPC UA ist weithin bekannt und unterstützt wichtige Anwendungen, wodurch das Spektrum der D.E.L.-Steuerung erweitert wird.
- D.E.L. verwendet ein Publish-Subscribe-Kommunikationsmodell, bei dem Publisher (Datenproduzenten) Daten in das System einspeisen und Subscriber (Datenkonsumenten) die Daten empfangen, so dass die Daten an mehrere Konsumenten verteilt werden können.
- D.E.L. eignet sich gut für komplexe Anwendungen, bei denen verschiedene Komponenten unterschiedliche Laufzeiteigenschaften haben können.
- D.E.L. ermöglicht die Kommunikation mit geringer Latenz zwischen Echtzeit- und Nicht-Echtzeit-Anwendungen, bei denen Datenaustausch und -synchronisation von größter Bedeutung sind.
- Bei D.E.L. steht wahrscheinlich die Interoperabilität im Vordergrund. Es eignet sich für verschiedene Laufzeitsysteme, unabhängig davon, ob es sich um Echtzeit- oder Nicht-Echtzeitsysteme oder eine Kombination aus beidem handelt.
- D.E.L. setzt Verschlüsselung, Authentifizierung und Autorisierung ein. Die zwischen Echtzeit- und Nicht-Echtzeit-Anwendungen ausgetauschten Daten werden verschlüsselt, um sie vor unberechtigtem Zugriff zu schützen.
- D.E.L. ist skalierbar. Daher kann es mit verschiedenen Modulen und Komponenten integriert werden, um sicherzustellen, dass es die Kommunikationsanforderungen eines großen und komplizierten Systems erfüllen kann.
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