Definition und Zweck:
Eine Task (Aufgabe, Prozess) ist in modernen speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) und Echtzeitbetriebssystemen eine unabhängige, ausführbare Einheit von Programmcode, die parallel zu anderen Tasks ausgeführt werden kann. Jede Task verfügt über eine definierte Priorität und oft über eine eigene Zykluszeit oder wird durch ein bestimmtes Ereignis ausgelöst.
Das Konzept der Tasks ermöglicht die Strukturierung komplexer SPS-Programme und die effiziente Nutzung der Prozessorressourcen, insbesondere bei Multi-Core-CPUs.
Merkmale und Eigenschaften:
- Priorität: Jede Task hat eine Priorität. Tasks mit höherer Priorität werden vom Betriebssystem bevorzugt behandelt und können Tasks mit niedrigerer Priorität unterbrechen (Präemption).
- Zykluszeit / Auslöser: Tasks können:
- Zyklisch aufgerufen werden: Mit einer festen, definierten Zykluszeit (z.B. alle 1 ms, 10 ms).
- Ereignisgesteuert ausgelöst werden: Durch einen Interrupt (z.B. ein Eingangssignal, ein Alarm).
- Isolation: Tasks arbeiten in der Regel isoliert voneinander, haben aber Zugriff auf globale Daten oder können über definierte Schnittstellen kommunizieren.
- Determinismus: In Echtzeitbetriebssystemen ist die Abarbeitung von Tasks deterministisch, d.h., sie wird innerhalb garantierter Zeitschranken abgeschlossen.
Relevanz in der Automatisierung:
Tasks sind ein Kernkonzept der modernen SPS-Programmierung und des Echtzeitbetriebs:
- Strukturierung komplexer Programme: Das Hauptprogramm kann in logische, unabhängige Tasks aufgeteilt werden (z.B. eine Task für Motion Control, eine für Standardlogik, eine für Kommunikation).
- Echtzeitfähigkeit: Zeitkritische Programmteile (z.B. Regler, schnelle E/A-Verarbeitung) können in hochpriorisierten, schnellen Tasks abgelegt werden.
- Effiziente Ressourcennutzung: Der Prozessor kann Aufgaben parallel oder nach Priorität abarbeiten.
- Fehlerbehandlung: Spezielle Tasks können für die Fehlerbehandlung oder Diagnose reserviert werden.
- Multi-Core-CPUs: Können Tasks auf verschiedene Prozessorkerne verteilen.
Die Konfiguration der Tasks (Priorität, Zykluszeit, Auslöser) ist ein wichtiger Schritt bei der Projektierung einer SPS und erfordert ein Verständnis der Echtzeitanforderungen der Anwendung.
→ Siehe auch: Interrupt, Zyklus, Zykluszeit, Echtzeitfähigkeit, Multitasking, SPS-Programmierung, CPU (Central Processing Unit)
