Definition und Konzept:
Eine Soft PLC (Software PLC) oder PC-basierte Steuerung ist ein Automatisierungssystem, bei dem die Funktion einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) nicht durch dedizierte Hardware, sondern durch eine Software-Applikation auf einem Standard-Industrie-PC (IPC) oder einem Embedded-PC realisiert wird. Die PLC-Software („Runtime“) läuft dabei in einer echtzeitfähigen Umgebung auf dem PC.
Das Hauptziel ist es, die Vorteile der PC-Technologie (hohe Rechenleistung, Offenheit, Flexibilität, Integration von IT-Anwendungen) mit der Robustheit und Determinismus einer SPS zu kombinieren.
Architektur und Merkmale:
- Hardware: Ein Industrie-PC oder Embedded-PC.
- Betriebssystem: Ein echtzeitfähiges Betriebssystem oder ein Standard-Betriebssystem (Windows, Linux) mit einem Echtzeit-Kernel-Erweiterung (z.B. TwinCAT/BSD, IntervalZero RTX64).
- Soft PLC-Software: Die eigentliche SPS-Software (Runtime), die die IEC 61131-3 Sprachen unterstützt (z.B. Beckhoff TwinCAT, CODESYS Runtime, Siemens SIMATIC Software Controller).
- I/O-Anbindung: Über Feldbusse oder Industrial Ethernet-Karten.
Vorteile von Soft PLCs:
- Hohe Rechenleistung: Nutzung der Leistung moderner PC-Prozessoren für komplexe Algorithmen, Motion Control und Datenverarbeitung.
- Offenheit und Flexibilität: Einfache Integration von IT-Anwendungen, Datenbanken, Cloud-Diensten und Programmiersprachen (C++, Python) auf demselben PC.
- Konsolidierung: Mehrere Funktionen (SPS, HMI, Bildverarbeitung, MES-Client) können auf einem IPC laufen, was Hardwarekosten und Platzbedarf spart.
- Skalierbarkeit: Leistung kann durch die Wahl des IPCs flexibel angepasst werden.
- Standardisierung: Nutzt Standard-PC-Technologien.
- Virtualisierung/Containerisierung: Die Soft PLC kann in einer virtuellen Maschine oder einem Container laufen, was die Portabilität und das Deployment vereinfacht.
Anwendungsbereiche:
Soft PLCs finden breite Anwendung in:
- Komplexe Maschinen und Anlagen (Werkzeugmaschinen, Verpackungsmaschinen).
- Robotik- und CNC-Steuerungen.
- Edge Computing und IIoT-Gateways.
- Test- und Messsysteme.
- Virtuelle Inbetriebnahme und Simulation.
- Anlagen, die eine hohe IT/OT-Konvergenz erfordern.
Führende Hersteller sind Beckhoff (TwinCAT), CODESYS, Siemens (SIMATIC Software Controller).
→ Siehe auch: CODESYS, TwinCAT, Industrie-PC (IPC), IEC 61131-3, Software-Defined Automation, Echtzeitfähigkeit
