Steuerung 3.0: elektronische Steuerungen

Der Einzug der Elektronik und insbesondere programmierbarer Prozessoren machte den Weg frei für Steuerungen, wie sie heute noch gängig sind. Dabei werden die Funktionen insbesondere für kommerzielle Anwendungen in großen Stückzahlen nach wie vor hart ins Silikon eingebrannt. Für kleinere Serien bzw. sich ändernde Applikationen hinterlegt man die Funktion im Systemspeicher – früher in PROM-, EPROM- und EEPROM- – heutzutage in Flash-Bausteinen. Die freie Programmierbarkeit der Funktion in den Speicher des Systems brachte die Geburtsstunde des industriellen Gerätetyps der speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS), deren Applikation in PC-basierten Programmier-Tools erstellt und dann auf das Gerät geladen wird. Mit dem Start der SPS wird die hinterlegte Applikation sofort ausgeführt und läuft im Regelfall über Jahrzehnte im 24/7-Betrieb.

Steuerung 4.0: Software-basierte Steuerungen

Bereits vor mehr als 20 Jahren hielten Betriebssysteme Einzug in die Steuerungstechnik. Sie bringen viele nützliche Technologien mit sich, wie man sie unter anderem von PC kennt. Dazu gehören beispielsweise das Dateisystem, TCP/IP-Protokollstacks, Multitasking oder die komfortable Unterstützung von Grafikfunktionen. Per Laufzeitsystem-Software, sprich Soft-SPS, lassen sich solche Systeme zur vollwertigen SPS aufrüsten. Wurden diese Geräte für den industriellen Einsatz konzipiert, dann unterscheiden sie sich äußerlich kaum von „normalen“ SPS. Allerdings kann der Anwender damit nicht nur eine einzige programmierte Logikfunktion abarbeiten lassen. Die Multitasking-Eigenschaften des Betriebssystems und die Leistungsfähigkeit der CPU machen diese Systeme jetzt multifunktional. Und so werden heute nicht nur Automatisierungsfunktionen, wie Visualisierung und die Steuerung koordinierter Verfahrbewegungen bis hin zu CNC-Systemen und Robotern, in einem Gerät ausgeführt, sondern auch allgemeine Kommunikationsaufgaben. Parallel dazu lassen sich komplett andere Aufgaben problemlos umsetzen, insbesondere wenn CPU mit mehr als einem Prozessorkern im Einsatz sind. Aufgrund der Nachladbarkeit von Funktionen durch zusätzliche Softwaremodule bewerben Hersteller ihre Systeme mit Analogien wie „Smartphone für die Automatisierungstechnik“. Hier können Anwender quasi über Apps die Funktion des Geräts selbst bestimmen. Verbindet man solche Systeme mit Internet- und Cloud-Plattformen, dann werden sie zu Edge-Controllern.