Die Speicherprogrammierbare Steuerung wird 40 – Ein System in den besten Jahren

Komplexer Aufbau, aufwendige Verdrahtung, regelmäßige Wartung der elektromechanischen Relais und hoher Aufwand bei nachträglicher Änderung der Steuerung bei Umbauten oder Erweiterungen einer Produktion kennzeichneten den Einsatz von Relais in der Steuerungstechnik. Der Einsatz einer programmierbaren Steuerung versprach also eine Menge Potenzial. Was aber die ersten potenziellen Anwender überzeugte, denen die neue Technik präsentiert wurde, war nicht die hohe Flexibilität, sondern der auf industrielle Bedürfnisse abgestimmte robuste Aufbau des Systems. Dick Morley erinnert sich auf seiner Webseite \’barn.org\‘ daran, dass es eigentlich ein Unfall unmittelbar vor einer der ersten Präsentationen der Modicon 084 war, der die Anwender von der Brauchbarkeit dieser neuen Technik überzeugte: Beim Transport krachte die Steuerung im Eingangsbereich auf den Boden, die Demonstration danach verlief jedoch ohne Probleme. Die Zentraleinheit der Modicon 084 bestand aus drei Platinen, dem Prozessor, einem speziellen Rechenwerk für logische Verknüpfungen und der Speicher-Platine mit bis zu 4kByte Kernspeicher. SPS-Kommunikation Bereits zehn Jahre nach Vorstellung der ersten SPS werden Steuerungen kommunikationsfähig. Gould-Modicon spezifiziert das Modbus-Protokoll, und legt mit dem seriellen Bus einen wichtigen Grundstein für die industrielle Kommunikation. Das Protokoll entwickelt sich rasch zum defacto Indus­triestandard, mit dem Steuerungen und Geräte unterschiedlicher Hersteller untereinander kommunizieren können. Entscheidend mitgeprägt wird die industrielle Kommunikation sicher auch durch die Initiative von GM Mitte der Achtziger Jahre, die zur Spezifikation des Manufacturing Automation Protocol MAP führte. Als Infrastruktur werden zunächst Koaxialkabel und das Token-Bus-Prinzip nach IEEE 802.4 verwendet. Mit Veröffentlichung der Spezifikation MAP 3.0 werden dann aber als Infrastruktur Netze auf Basis von Ethernet nach IEEE 802.3 verwendet. Damit ist der Grundstein für den Siegeszug von Ethernet in der indus­triellen Kommunikation gelegt. Die Feldbusse erblicken Ende der Achtziger das Licht der Welt. Auf der Suche nach weiteren Rationalisierungspotenzialen gewinnt die Idee, die parallele Verkabelung der E/A und den damit verbundenen Aufwand durch ein Bussystem zu ersetzen und damit eine Menge Zeit und Kupfer einzusparen. Die Idee setzt sich durch. Sie führt jedoch zu einer breiten Palette von Systemen, denn jeder größere Anbieter verfolgt sein eigenes Konzept, wie beispielsweise Interbus, Profibus oder FIP. Programmierung Die Anfänge der SPS-Programmierung sind geprägt von der \’Ladder Logic\‘ als Analogie zum Stromlaufplan der Relais-Steuerung und der maschinennahen Anweisungsliste, die sehr stark an die Assembler-Programmierung von Prozessrechnern und den ersten Mikroprozessoren erinnert. Programmiert wird auf \’Programmierkonsolen\‘, wie der PRU-03 von Telemecanique. Erst im Laufe der Zeit kommen Funktionsplanprogrammierung oder die in den Achtziger Jahren von Telemecanique entwickelte grafische Ablaufsteuerung dazu. Die Bedienoberflächen für die Programmierung sind zunächst geprägt von der zeichenorientierten Bildschirm-Darstellung, die bei zu der Zeit gängigen Mikroprozessor-Betriebssystemen wie CP/M zur Verfügung standen. Einflüsse von PC und Internet 1981 bringt IBM den Personal Computer auf den Markt und definiert damit die Grundzüge der PC-Technik, mit der auch heute noch gearbeitet wird. Die Idee setzt sich durch und verhilft im weiteren Verlauf auch der grafischen Bedienoberfläche für die Betriebssysteme zum Durchbruch. Mit OS/2, das von einigen Herstellern favorisiert wird, und Windows 95 und NT wird SPS-Programmierung komfortabel. PC-Technik hält verstärkt Einzug in die Entwicklung von SPS. Zunehmend werden beispielsweise Intel-Prozessoren auch in der SPS-CPU eingesetzt, die dadurch vor allem bei der Wortverarbeitung an Leistung zulegen und die SPS auch für die Führung von Prozessen ertüchtigen. Die SPS profitiert von der rasanten Speicher-Entwicklung. Technik aus dem PC wird immer häufiger in die SPS integriert: PCMCIA-Speicherkarten und später SD-Karten etablieren sich als Speicher für Programm und Daten. Die USB-Schnittstelle hält Einzug in die SPS als schnelle Verbindung zwischen Programmierplatz und SPS. Die zunehmende Verbreitung des Internets übt ihren Einfluss auf die SPS aus. Schneider Automation, Tochterunternehmen von Schneider Electric, stellt 1997 als Weltneuheit den ersten Web-Server für die SPS vor. Eng damit verbunden ist der Einsatz von Ethernet in der Automatisierungstechnik bis hinunter in die Feldebene. Damit wird die industrielle Kommunikation transparent, denn Ethernet kann damit vom Büronetzwerk bis zur E/A-Ebene durchgängig verwendet werden. Kommunikationsprotokolle auf Basis von TCP/IP vereinfachen den Datenaustausch über die verschiedenen Ebenen. Fazit