Prozessrechner

Prozessrechner sind Rechner, die durch folgende technische Spezifikationen gekennzeichnet sind:

• Eingangssignale kommen ausschließlich oder überwiegend von Sensoren,
• Ausgangssignale werden ausschließlich oder überwiegend über Aktoren ausgegeben,
• lediglich die Programmierung erfolgt durch den Menschen, etwa durch Tastatureingaben
• die Datenverarbeitung erfolgt in Echtzeit, angepasst an die Schnelligkeit des zugehörigen Prozesses, sodass die Reaktionen des Prozessrechners rechtzeitig erfolgen.

Dadurch unterscheiden Prozessrechner sich insbesondere von Arbeitsplatzrechnern, die ihre Eingaben vorwiegend über die Tastatur erhalten. Von den klassischen Großrechnern im Batch Betrieb unterscheiden sie sich durch ihre Auslastung: Großrechner sollten zu 100 % ausgelastet sein, Prozessrechner sollen im Normalfall unter 50 % ausgelastet sein, um auch Lastspitzen in Echtzeit abfangen zu können.

Typische Beispiele für Prozessrechnereinsätze sind:

• Steuerungsrechner von Anlagen, wie etwa Fertigungsstraßen oder Hochöfen oder Chemieanlagen oder Kraftwerke
• Motorsteuerungen, etwa von Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen
• Mikrocontroller, z. B. zur Steuerung von Haushaltsgeräten.

Größe und Leistung von Prozessrechnern reichen vom vernetzten Großrechner bis zum Ein-Chip-Mikrocontroller. Besondere Bedingungen ergeben sich aus der Echtzeitanforderung, die Ausgangsdaten müssen für den laufenden Prozess rechtzeitig bereitstehen, sowie der Verlässlichkeit, da ein Rechnerabsturz etwa über die angeschlossene Leittechnik in den verbundenen technischen Anlagen und Einrichtungen weitaus größere Folgeschäden verursachen könnte als der Absturz eines Bürorechners.

Ab den 1980er Jahren wurden Prozessrechner häufig durch Speicherprogrammierbare Steuerungen ersetzt oder ergänzt. Die „Intelligenz“ wanderte in die Peripherie.

Deutsche Entwicklungen

Mehrere Industriekonzerne wie Siemens und AEG entwickelten in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts eigene Prozessrechnerlinien: Simatic von Siemens und AEG 80 Prozessrechner von AEG. Die Programmiersprache PEARL speziell für Echtzeit-Anforderungen wurde in Deutschland entwickelt.

Literatur

• Werner Kriesel, Hans Rohr, Andreas Koch: Geschichte und Zukunft der Mess- und Automatisierungstechnik. VDI-Verlag, Düsseldorf 1995, S. 115–127, ISBN 3-18-150047-X.