Cyber-physische Systeme

Verbindet man ein physikalisches System (z.B. eine Maschine) mit einem Steuerungsrechner, so erhält man ein cyber-physisches System (CPS).

Cyber-physische Systeme zeichnen sich dadurch aus, dass die physikalischen Eigenschaften wie Sensordaten und Stellgrößen für Aktoren über den Rechner durch entsprechende Schnittstellen zugänglich sind.

Ein klassisches CPS besteht dabei aus einem sog. eingebetteten System (meist ein Mikrocontroller), das über elektrische Schnittstellen mit seiner Umgebung interagiert, sowie einer Kommunikationsschnittstelle, über die es mit seiner Umgebung kommuniziert. Ein wesentliches Merkmal eines CPS ist dabei die Abstraktion der Ein- und Ausgänge durch höherwertige Kommunikationsdienste. Damit benötigen vernetzte Kommunikationspartner keine genaue Kenntnis über den internen Aufbau des CPS.

In der Automatisierung werden bislang vor allem speicherprogrammierte Steuerungen (SPS) als Steuerungsrechner eingesetzt, da sich diese flexibel und im laufenden Betrieb umprogrammieren lassen. Durch den zunehmenden Einsatz PC-basierter Steuerungen lassen sich CPS auch in diesem Umfeld durch eine entsprechende Programmierung realisieren.