Die SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung) ist seit Jahrzehnten ein Eckpfeiler der industriellen Automatisierung. Doch in einer Welt, die von rasanten technologischen Fortschritten, Cloud-Technologien, **IIoT (Industrial Internet of Things)** und künstlicher Intelligenz (KI) geprägt ist, stellt sich unweigerlich die Frage: Hat die SPS noch eine Zukunft? Oder wird sie von neueren, agileren Lösungen verdrängt? Dieser Artikel beleuchtet die aktuelle Situation der SPS, analysiert ihre Stärken und Schwächen und wagt einen Blick in die Zukunft dieser etablierten Technologie.
Die SPS: Ein kurzer Rückblick auf eine Erfolgsgeschichte
Die SPS wurde in den späten 1960er Jahren entwickelt, um die starre und wartungsintensive Relaissteuerung in der Automobilindustrie zu ersetzen. Ihr Erfolg beruht auf ihrer Robustheit, Zuverlässigkeit und Flexibilität. Sie kann eine Vielzahl von Aufgaben übernehmen, von einfachen Steuerungsfunktionen bis hin zu komplexen Prozessregelungen. Die Programmierung erfolgt meist in standardisierten Sprachen wie Ladder Diagram (LD), Funktionsbausteinsprache (FBS) oder Structured Text (ST), was die Einarbeitung erleichtert und die Wiederverwendbarkeit von Code fördert.
Über Jahrzehnte hinweg hat sich die SPS stetig weiterentwickelt. Sie wurde leistungsfähiger, kompakter und vernetzungsfähiger. Heutige SPS-Systeme integrieren oft Funktionen wie Motion Control, Robotersteuerung oder Datenkommunikation. Trotz dieser Fortschritte steht die SPS vor neuen Herausforderungen.
Herausforderungen für die SPS in der modernen Automatisierung
Die moderne Automatisierung ist geprägt von einer steigenden Komplexität, kürzeren Innovationszyklen und dem Bedarf an höherer Flexibilität und Konnektivität. Diese Trends stellen die traditionelle SPS vor einige Herausforderungen:
* **Cloud-Integration:** Die Integration von SPS-Daten in die Cloud für Analysen, Überwachung und Predictive Maintenance ist oft komplex und erfordert zusätzliche Schnittstellen und Protokolle. Die starre Architektur vieler SPS-Systeme erschwert die nahtlose Anbindung an Cloud-Plattformen.
* **IIoT und Konnektivität:** Das **IIoT** erfordert die Vernetzung einer Vielzahl von Geräten und Sensoren. Während moderne SPS-Systeme Ethernet-basierte Kommunikationsprotokolle unterstützen, fehlt es oft an der Agilität und Skalierbarkeit, die für das **IIoT** erforderlich sind. Die Integration von drahtlosen Technologien und neuen Kommunikationsstandards stellt ebenfalls eine Herausforderung dar.
* **Künstliche Intelligenz (KI) und Machine Learning (ML):** Die Integration von KI- und ML-Algorithmen in SPS-Systeme ist noch in den Anfängen. Die Rechenleistung und der Speicherplatz vieler SPS-Systeme sind begrenzt, was die Ausführung komplexer KI-Modelle erschwert.
* **Agilität und Flexibilität:** Die traditionelle SPS-Programmierung erfordert oft spezialisiertes Fachwissen und ist zeitaufwendig. In einer sich schnell verändernden Produktionsumgebung ist jedoch eine hohe Agilität und Flexibilität erforderlich, um schnell auf neue Anforderungen reagieren zu können.
* **Cybersecurity:** Die zunehmende Vernetzung von SPS-Systemen erhöht das Risiko von Cyberangriffen. Es ist wichtig, SPS-Systeme vor unbefugtem Zugriff und Manipulation zu schützen. Die Implementierung von robusten Sicherheitsmaßnahmen erfordert jedoch spezialisiertes Know-how und kann die Leistung der SPS beeinträchtigen.
Alternativen zur SPS: Ein Blick auf neue Technologien
Angesichts der oben genannten Herausforderungen entstehen neue Technologien und Architekturen, die als Alternativen zur traditionellen SPS in Betracht gezogen werden:
* **Edge Computing:** Edge Computing verlagert die Datenverarbeitung näher an die Quelle, also direkt an die Maschine oder Anlage. Dies reduziert die Latenzzeiten, entlastet die Cloud und ermöglicht die Ausführung von KI-Algorithmen in Echtzeit. Edge-Controller können SPS-Funktionen übernehmen und gleichzeitig die Vorteile des Edge Computing nutzen.
* **Software-defined Control (SDC):** SDC ist ein Ansatz, bei dem die Steuerungslogik in Software implementiert wird, die auf Standard-Hardware läuft. Dies ermöglicht eine höhere Flexibilität, Skalierbarkeit und Konnektivität. SDC-Systeme können in der Cloud oder am Edge ausgeführt werden und lassen sich leichter in bestehende IT-Infrastrukturen integrieren.
* **Open Source Automation:** Open-Source-Plattformen bieten eine kostengünstige und flexible Alternative zu proprietären SPS-Systemen. Sie ermöglichen es den Anwendern, die Steuerungslogik selbst zu entwickeln und anzupassen. Allerdings erfordert der Einsatz von Open-Source-Lösungen ein hohes Maß an Fachwissen und Eigenverantwortung.
* **Cloud-basierte Steuerung:** Cloud-basierte Steuerungsplattformen bieten eine zentrale Steuerung und Überwachung von Produktionsprozessen. Sie ermöglichen die einfache Integration von KI- und ML-Algorithmen und bieten eine hohe Skalierbarkeit und Flexibilität. Allerdings sind Cloud-basierte Systeme von einer stabilen Internetverbindung abhängig und bergen potenzielle Sicherheitsrisiken.
Die Zukunft der SPS: Evolution statt Revolution?
Obwohl neue Technologien und Architekturen aufkommen, wird die SPS in absehbarer Zeit nicht vollständig verschwinden. Sie hat sich über Jahrzehnte bewährt und ist in vielen Bereichen immer noch die beste Wahl. Die Zukunft der SPS liegt wahrscheinlich in einer Evolution statt einer Revolution.
* **Integration von IIoT-Technologien:** SPS-Hersteller integrieren zunehmend IIoT-Technologien in ihre Produkte. Dies ermöglicht die einfache Anbindung an Cloud-Plattformen, die Erfassung und Analyse von Maschinendaten und die Implementierung von Predictive-Maintenance-Strategien.
* **Unterstützung von Open Standards:** Die Unterstützung von offenen Standards wie OPC UA und MQTT erleichtert die Interoperabilität zwischen verschiedenen Systemen und die Integration in bestehende IT-Infrastrukturen.
* **KI-Integration:** SPS-Hersteller arbeiten an der Integration von KI-Funktionen in ihre Produkte. Dies ermöglicht die Optimierung von Produktionsprozessen, die Erkennung von Anomalien und die autonome Steuerung von Maschinen und Anlagen.
* **Modulare SPS-Systeme:** Modulare SPS-Systeme ermöglichen eine flexible Anpassung an die jeweiligen Anforderungen. Sie können einfach erweitert oder reduziert werden und bieten eine hohe Skalierbarkeit.
* **Benutzerfreundliche Programmierung:** SPS-Hersteller entwickeln benutzerfreundlichere Programmierschnittstellen und Tools, die es auch Nicht-Programmierern ermöglichen, einfache Steuerungsaufgaben zu übernehmen.
Fazit: Die SPS wird sich anpassen und weiterleben
Die SPS steht vor großen Herausforderungen in der modernen Automatisierung. Neue Technologien und Architekturen drängen auf den Markt und bieten attraktive Alternativen. Dennoch hat die SPS viele Stärken, die sie weiterhin relevant machen. Durch die Integration von **IIoT**-Technologien, die Unterstützung von offenen Standards, die Integration von KI und die Entwicklung modularer und benutzerfreundlicher Systeme wird sich die SPS an die neuen Anforderungen anpassen und weiterleben. Sie wird wahrscheinlich nicht mehr die alleinige dominierende Technologie sein, aber sie wird weiterhin eine wichtige Rolle in der Automatisierung spielen – sei es als eigenständige Steuerung oder als Teil einer umfassenderen Automatisierungsarchitektur. Die SPS ist also noch lange nicht tot, sondern befindet sich in einem spannenden Transformationsprozess.