Verksmiðjusjálfvirknikerfi fyrir Industry 4.0 samanstanda venjulega af þremur búnaði til að gera-rauntíma samskipti og stjórnun:
Á vettvangi stjórna I/O einingar, hreyflar og drif líkamlegum aðgerðum innan verksmiðjunnar;
Á eftirlitsstigi eru forritanlegir rökstýringar (PLC) eða tölulegar tölvustýringar (CNC) ábyrgar fyrir því að safna upplýsingum frá vettvangsstigi og gefa út skipanir á vettvang.
Á stjórnandastigi hafa mannleg-vélviðmót (HMI) tæki í samskiptum við rekstraraðila, sem geta samtímis gefið út skipanir.
Hvert stig krefst bjartsýni vélbúnaðar- og hugbúnaðarlausna til að takast á við einstaka hönnunaráskoranir. Þar á meðal eru áskoranir á eftirlitsstigi sérstaklega erfiðar við að leysa.
Þar sem fjöldi hnúta sem studdir eru af einum stjórnanda heldur áfram að fjölga, standa hönnuðir stjórnunartækja á -stigi frammi fyrir sérstökum áskorunum umfram algengar áhyggjuefni iðnaðar sjálfvirkni, eins og orkunotkun, lengri líftíma aflgjafa og kröfur um áreiðanleika. Stuðningur við fleiri hnúta þýðir að færri stýringar eru nauðsynlegar í allri verksmiðjulausninni, sem skapar -hagkvæmari sjálfvirknilausn. Að öðrum kosti er hægt að dreifa þessum viðbótarhnútum um álverið til að ná meiri sjálfvirkni. Hins vegar, eftir því sem fjöldi studdra hnúta eykst, verður frammistaða örgjörva að skalast í samræmi við það en viðhalda nægilega lítilli orkunotkun til að forðast að auka pakkningastærð. Ennfremur eru flestar PLC hönnuð án viftu, sem gerir orkudreifingu að mikilvægu hönnunaratriði.
Þar sem PLC og CNC stjórna samtímis fjölmörgum hnútum eða aðgerðum innan verksmiðju er rauntímaeðli aðgerða þeirra mikilvægt.- Til að lausn nái fram nákvæmri tímasetningu eru tveir þættir nauðsynlegir: rauntímastýrikerfi (RTOS) og sveigjanlegt, tíma-jaðartæki fyrir iðnaðarsamskipti. RTOS er notað í þessum tækjum til að stjórna-ákvarðanatöku og stjórna töfum og tryggja að farið sé að mikilvægum tímasetningarkröfum. Commercial RTOS hefur verið mikið notað í iðnaðarstýringu í mörg ár, á meðan áhugi á RT Linux® lausnum heldur áfram að aukast. Þessar lausnir skila þeim tíma-næmni og ákvarðanatöku-getu sem þarf fyrir sjálfvirkni í iðnaði á sama tíma og nýta alla kosti hins stóra Linux opna-samfélags.
Fyrir útlæga samskiptahluta rauntímalausna- er aðalkrafan að styðja við samskiptareglur fyrir sviðsrútu í iðnaði með aðferð sem nær fram lítilli leynd og stuttum hringrásartímum, jafnvel þegar hnútum fjölgar. Þetta verður flóknari áskorun þegar styðja þarf marga fieldbus staðla í einni hönnun. Stuðningur við fjöl-samskiptareglur er nauðsynlegur til að tryggja að lokavörur séu samhæfðar mörgum stöðlum-eins og EtherCAT, PROFINET og Ethernet/IP-sem gætu þegar verið notaðir í verksmiðju. Það er flókið að ná fram stuðningi við fjöl-samskiptareglur með vélbúnaði (ASIC) þar sem hver samskiptaregla gæti þurft sína eigin ASIC, sem krefst sérstakrar töfluhönnunar fyrir hvern studd vettvangsrútu. Forritanleg nálgun einfaldar þessa áskorun. Í þessum aðferðum er hægt að útfæra breytingar á fieldbus siðareglum með hugbúnaði eða fastbúnaðaruppfærslum eingöngu.
Til að auðvelda þessa-rauntíma samskiptalausn á skilvirkan hátt þurfa stýringar víðtæk jaðarviðmót. Þetta er vegna þess að þeir verða að hafa samskipti á milli margra laga: við fieldbus net innan verksmiðjunnar, bakplan sem tengja I/O, stýrisbúnað, drif eða aðra stýringar, og netþjóna sem framkvæma verksmiðjugreiningu í gegnum gagnaöflunarsamskiptareglur eins og OPC UA. Allt þetta krefst mikils fjölda jaðarviðmóta, sérstaklega Ethernet tengi. Auk þess er þörf á sveigjanlegri og forritanlegri samskiptalausn.
TMDXIDK5728 Iðnaðarþróunarsettið (IDK) fyrir Sitara™ AM572x örgjörvann er nú fáanlegt til að meta sjálfvirknilausnir á stjórnun-stigi. AM572x tvískiptur-ARM® Cortex®-A15 örgjörvi hentar vel fyrir iðnaðarforrit vegna stuðnings við hitastig í iðnaði, lengri líftíma allt að 100.000 klukkustundir, rauntíma hugbúnaðarstuðning og víðtækar jaðartæki-þar á meðal{12}}PRUSS (þ. Raun-tímaeining-Industrial Communication Subsystem) fyrir forritanleg iðnaðarsamskipti. TMDXIDK5728 býður upp á fjögur Ethernet tengi, þar sem tvö eru hugsanlega fengin frá gígabita rofi og hinar tvær hugsanlega frá PRU-ICSS (sjálfgefin stillingu), eða allar fjórar tengin frá PRU-ICSS. TMDXIDK5728 gerir kleift að meta nýjustu lausnir TI fyrir iðnaðar fieldbus samskiptareglur byggðar á AM57x, afhentar í gegnum PRU-ICSS-INDUSTRIAL-SW innan örgjörva-SDK-RTOS. Að auki getur TMDXIDK5728 keyrt örgjörva-SDK-Linux-RT hugbúnaðarpakkann, sem býður upp á fínstilltan RT Preempt plástur fyrir aðal Linux kjarna TI til að gera þróun raun-tíma iðnaðar sjálfvirkniforrita kleift.