Echtzeitsystem

Um technische Systeme wie eine Automatisierungsanlage zu steuern, ist es notwendig, dass der entsprechende Rechner ein Echtzeitverhalten aufweist. Häufig und gerade heute wird ein Echtzeitverhalten meist mit schnellen Rechnern assoziiert. Dieser Ansatz ist jedoch grundfalsch. Das Echtzeitverhalten eines Rechnersystems beschreibt vielmehr die verlässliche Reaktion auf ein Eingangssignal in endlicher, vorbestimmter Zeit und ist eine Eigenschaft des verwendeten Betriebssystems sowie der Programmierung.
Je nach Kritikalität der Reaktion unterscheidet man dabei noch zwischen der harten und weichen Echtzeit. In der Regelungstechnik und Automatisierung wird vor allem harte Echtzeit mit kurzen Reaktionszeiten meist im Millisekunden-Bereich benötigt. Ein Echtzeitsystem kann laufende Programmteile, sogenannte Tasks, jederzeit unterbrechen, um auf dringende, hochpriore Signale zu reagieren. Nur so ist es möglich, eine Roboterachse zu regeln oder einen Motor auf ein Sensorsignal hin positionsgenau zu stoppen.
Zunehmend werden auch in der Automatisierung Steuerungen auf Basis einfacher Microcontroller eingesetzt. Hierbei ist zu beachten, dass diese Systeme häufig nicht über ein Echtzeitverhalten verfügen und somit bei hohen Anforderungen an die Reaktionszeit kritisch betrachtet werden sollten.

Prof. Dr. Martin Ruskowski. Bild: A. Sell

Definitionen von Prof. Dr. Martin Ruskowski,
Inhaber des Lehrstuhls für Werkzeugmaschinen und Steuerungen an der TU Kaiserslautern und Forschungsbereichsleiter „Innovative Fabriksysteme“ am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI)


Diese Definitionen entstehen 2018 fortlaufend für die Fachzeitschrift messtec drives Automation (www.md-automation.de) in der Reihe „Grundlagen definiert – Begriffe in der Welt von Industrie 4.0