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Prozeßrechner simuliert Spacelab-Systeme:

Weltraumlabor auf dem Prüfstand

24.06.1977

Das im Auftrag der europäischen Weltraumorganisation ESA, Paris, vom Hauptauftragnehmer VFW-FOKKER/ERNO - Bremen entwickelte Weltraum-Laboratorium "Spacelab" ist wichtigster Bestandteil des amerikanischen Raumtransportsystems "Space-Shuttle" und soll mit dem amerikanischen Raumtransporter Mitte 1980 zum erstenmal starten.

Bei der Realisierung derartiger Projekte haben Systemsimulation und Systemtest einen außergewöhnlichen Umfang und Stellenwert. Einerseits können -da "Versuchsmissionen nicht möglich sind - notwendige Erkenntnisse und damit Rückwirkungen auf die Projektdurchführung nur mittels simulativer Techniken gewonnen werden; andererseits ist eine Vielzahl von Geräten und Komponenten zu einem zuverlässigen Gesamtsystem zu integrieren, wobei eine große Zahl von Testaufgaben anfällt. Diese Sachlage stellt besondere Anforderungen an die Flexibilität und Erweiterbarkeit der Simulations- und Testeinrichtungen.

Innerhalb des Spacelab-Arbeitspaketes ESI (Electrical System Integration) werden diese Simulations- und Testaufgaben mit einem Prozeßrechnersystem EPR 1100 von Krupp Atlas Elektronik durchgeführt. Für die Systemauswahl waren zwei Entscheidungskriterien maßgebend: Die Verfügbarkeit von Compilern und Plattenbetriebssystemen mit Pearl-Eigenschaften für den Realzeit-Multiprogrammbetrieb sowie eine modulare Hardwarestruktur für projektabhängige Erweiterungen und eine Vielzahl von Prozeßperipherieeinheiten für die Ein-/Ausgabe von analogen und digitalen Signalen.

Das Arbeitspaket ESI umfaßt die Verwaltung, Steuerung- und Überwachung des bordeigenen Energiesystems, d. h. Koordinierung des Energiebedarfes für den Kabinen-Innenraum (Temperaturregelung, Atemluftversorgung u.a.), die wissenschaftlichen Experimente und die Außenbordinstrumentierung .

Vom Prozeßrechnersystem werden folgende Realzeitfunktionen ausgeführt: Steuerung und Zustandsabfrage der bereits realisierten ESI-Komponenten, Funktionsnachbildung noch in Entwicklung befindlicher Geräte sowie allgemeine Belastungssimulationen im Energiesystem- darüber hinaus wird das System für weitere Programmentwicklungen und -modifikationen benutzt.

Das bei Erno eingesetzte Rechnersystem EPR 1100 umfaßt folgende Hardware: 16 Bit-Zentraleinheit mit BUS-Steuerwerk, Hauptspeicher 64 k Byte (Speichereinheiten Ó 32 k Byte) mit 600 ns Zykluszeit, alphanumerisches Display (9600 Baud), Matrix-Drucker (30 Zeichen/sec) und Floppy-Disk-System mit 2 Laufwerken. Die Ein-/Ausgabe der 168 analogen und digitalen Prozeßsignale (Signalpegel bis 110 V ~ bei 100 Watt Schaltleistung) erfolgt mit galvanischer Trennung über die Prozeßperipherieeinheiten. Ergänzt wird die Systemhardware um einen rechnergesteuerten Eastsimulator mit Bedien- und Meßfeld. Falls erforderlich, kann das System um Wechselplattenspeicher, Gleitkommaarithmetik oder Analogeingaben für schnelle Analogsignalerfassung erweitert werden. Für die farbie Darstellung aktueller Simulations- und Testsituationen in Fließbildform, Kurven und Texte auf Sichtgeräten ist Rechnersystem eine Standardschnittstelle für den Anschluß eines Prozeßvideosystems PVS 1100 von Krupp Atlas-Elektronik vorhanden.

Die Software-Realisierung bei Erno erfolgte mit einer unter dem Arbeitstitel Datran laufenden Pearl-Compilerversion mit dem vollen Umfang der prozeßbezogenen Realzeit-Sprachanweisungen von Pearl. Mit diesen Sprachanweisungen sind für den Multi-Tesk-Betrieb beliebige Zeitbedingungen, Ereignisabhängigkeiten, Prioritätssteuerungen und Programmlaufkoordinationen sowie Erfassung und Ausgabe von Prozeßsignalen einfach und übersichtlich formulierbar.

Das Programmsystem für das Spacelab-Arbeitspaket ESI läuft unter dem Realzeitbetriebssystem DROPS 1100 (DISK-Realtime-Operating-System) mit File-Management, Overlay-Struktur und Job-Kontroll-Sprache. Dem Systembenutzer stehen zusätzlich Fortran IV, die Makrosprache MC 1100, Assembler sowie eine Reihe Dienstprogramme zur Verfügung.

* Ing. grad. Hermann Hattermann ist Mitarbeiter der Krupp Atlas-Elektronik, Bremen, Abteilung Anwender-Programmierung.