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Qu'est-ce qu'un RTOS ? Les systèmes d'exploitation temps réel en automatisation

TSL Automation Solutions 6 mai 2025 Mis à jour le 18 mai 2026

RTOS, système d'exploitation temps réel pour le contrôle industriel, TSL Automation Solutions

Sommaire

Qu'est-ce qu'un RTOS ?

Un RTOS (Real-Time Operating System, système d'exploitation temps réel) est un système d'exploitation conçu pour exécuter des tâches dans des contraintes de temps garanties et déterministes. Contrairement à Windows ou Linux, qui privilégient le débit et le multitâche, un RTOS garantit qu'une tâche donnée sera exécutée dans une fenêtre de temps définie, généralement de quelques microsecondes à quelques millisecondes, quelle que soit l'activité du reste du système.

Pourquoi l'automatisation industrielle a besoin du temps réel

En commande d'axes, un variateur asservi reçoit des consignes de position toutes les 250 microsecondes. Si le contrôleur manque ne serait-ce qu'un cycle de commande, le moteur saccade et la machine se met en défaut. Dans les systèmes de sécurité, un arrêt d'urgence doit être traité dans les 10 ms qui suivent sa détection. Les systèmes d'exploitation standard comme Windows ne peuvent pas garantir ces temps de réponse, car les processus en arrière-plan (antivirus, mises à jour du système, interruptions de pilotes) peuvent retarder l'exécution des tâches de manière imprévisible.

Plateformes RTOS répandues

VxWorks : RTOS commercial de référence pour l'aérospatiale, la défense et l'automatisation industrielle
QNX : RTOS compatible POSIX utilisé dans l'automobile et les dispositifs médicaux
FreeRTOS : RTOS open source pour les microcontrôleurs et les passerelles IoT
PREEMPT_RT Linux : correctif temps réel pour Linux, utilisé dans les applications industrielles à temps réel souple
Windows CE / Windows IoT : temps réel souple, utilisé dans les panneaux IHM et les terminaux opérateur

Temps réel dur et temps réel souple

Temps réel dur : le non-respect d'une échéance constitue une défaillance du système (par exemple la commande d'axes, les automates de sécurité). Temps réel souple : des dépassements occasionnels d'échéance sont tolérables (par exemple les mises à jour d'IHM, l'enregistrement de données). La plupart des panneaux IHM Cermate fonctionnent sous Windows CE embarqué ou Linux avec des caractéristiques de temps réel souple, ce qui suffit pour les tâches d'interface opérateur et de communication avec les automates.

Questions fréquentes

Un RTOS (système d'exploitation temps réel) est un système d'exploitation conçu pour exécuter des tâches avec une garantie de temporisation, c'est-à-dire pour terminer les opérations dans une fenêtre de temps définie et déterministe. Contrairement aux systèmes d'exploitation généralistes (Windows, Linux), un RTOS garantit que les tâches à haute priorité s'exécutent toujours dans le délai imparti. Les RTOS sont utilisés dans les automates, les contrôleurs de mouvement, les systèmes de sécurité et les dispositifs embarqués nécessitant un déterminisme temps réel strict.

Les systèmes temps réel strict garantissent que chaque tâche se termine dans son délai imparti : un délai manqué constitue une défaillance du système (utilisés dans le contrôle critique pour la sécurité, les systèmes de freinage ABS, les contrôleurs d'airbag, les robots chirurgicaux). Les systèmes temps réel souple visent à respecter la plupart des délais mais peuvent tolérer une latence occasionnelle (utilisés dans le streaming multimédia, les mises à jour d'interface utilisateur et la journalisation de données non critiques pour la sécurité). Les automates utilisent le temps réel strict ; les systèmes SCADA sous Windows sont en temps réel souple.

Les RTOS industriels courants comprennent : VxWorks (Wind River, utilisé dans les automates Siemens et Rockwell), QNX (Blackberry, secteurs automobile et médical), FreeRTOS (open source, dispositifs IoT au niveau microcontrôleur), INTEGRITY (Green Hills, certifié sécurité) et des RTOS propriétaires intégrés aux CPU d'automates (firmware Siemens S7, système d'exploitation Mitsubishi iQ-R). Beckhoff TwinCAT exécute une extension de noyau temps réel dur sous Windows pour le contrôle basé sur PC.

Windows standard n'est pas temps réel, une latence d'ordonnancement de 1 à 50 ms le rend inadapté au contrôle machine temps réel strict. Les extensions temps réel (IntervalZero RTX64, Acontis EtherCAT Master, Beckhoff TwinCAT) ajoutent un noyau temps réel fonctionnant parallèlement à Windows, atteignant des temps de cycle de 250 microsecondes à 1 ms. Sans extension temps réel, les PC industriels Windows assurent des fonctions de supervision ; les automates gèrent le contrôle temps réel.

TSL Automation Solutions fournit des PC industriels Avalue pour les applications de supervision et SCADA (temps réel souple) et des panneaux IHM Cermate connectés aux automates programmables (qui assurent le contrôle en temps réel strict). Pour un contrôle en temps réel strict basé sur PC avec des extensions TwinCAT ou RTX, contactez notre équipe pour discuter des configurations de PC industriels Avalue appropriées prenant en charge ces extensions temps réel.

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TSL Automation Solutions

Responsable marketing, TSL Automation Solutions

Sanjana couvre les tendances de l'automatisation industrielle, les lancements de produits et les analyses technologiques pour TSL Automation Solutions, distributeur basé à Mumbai d'IHM, de Panel PC et de systèmes informatiques embarqués au service des industriels en Inde et dans le monde.