Implementation and Evaluation of an Interface between a virtual Open-Source Software Programmable Logic Controller and the Physical GPIO-Pins of the Host Machine

Abstract

The Bachelor Thesis focuses on developing an interface between virt-Soft-PLC and physical hardware GPIO-Pins of the host machine based on existing code for a different interface. For this purpose, an existing interface between virt-Soft-PLC (Awlsim) has been used as template for the new interface. As foundation of the work the mapping of the I/O between Host-Operating System (Hypervisor) and GuestOperating System (Virtual Machine with Soft-PLC) has been configured. The objective is the reading of a digital signal trough this port, the signal must be read in the virtual machine to be receive by the PLC software that works in this virtual machine. To read the signal the host machine Kernel has been modified, because the project requires Real Time. The I/O pins mapping between the Host and the Guest machine must be configured to exchange the signal between them.

El trabajo se centra en el desarrollo de una interfaz entre el software virtual del PLC y los pines de entrada/salida de propósito general de la máquina anfitriona, en concreto, el ordenador embebido ARK-1550, que cuenta con un puerto con pines de entrada/salida Digital. La interfaz está basada en el código de una interfaz existente llamada Awlsim. El objetivo consiste en la lectura de una señal digital a través de dicho puerto, la señal debe ser leída en la máquina virtual para posteriormente ser recibida por el software del PLC que funciona en la misma. Para la lectura de la señal ha sido necesario modificar el Kernel de la máquina anfitriona, puesto que el proyecto requiere el uso de tiempo real. La configuración del mapeo de los pines de entrada y salida entre el sistema operativo de la máquina anfitriona (Hipervisor) y el sistema operativo de la máquina huésped (Máquina Virtual con el software del PLC) debe ser implementada para poder realizar el intercambio de una señal física entre ambas máquinas.