Cyber-Physical Programmable Logic Controller

Flexible Fertigung, intelligentes Energiemanagement und Mobilität entwickeln sich zu einer komplexen und geografisch verteilten Topologie von physikalischen (zum Beispiel elektro-mechanisch, chemisch) und informationstechnischen Prozessen (beispielsweise Steuerungen und Software). In diesem Beitrag stellen die Autoren eine zusätzliche Funktionalität für speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS beziehungsweise PLC, programmable logic controller) vor, um die Interaktion mit ihrer Umwelt zu verbessern. Die Architektur cyber-physical systems programmable logic controller (CPS-PLC) ermöglicht die Kommunikation mit externen und geografisch verteilten Geräten und physikalischen Prozessen zusätzlich zur üblichen Automatisierungspyramide von lokalen, vernetzten Geräten. So ist es dem CPS-PLC möglich, mit komplexer Information von entfernten Quellen umzugehen und auf unerwartete Ereignisse intelligent zu reagieren. Im Artikel wird auch eine modellbasierte Entwurfsmethode beschrieben, um CPS-PLC-Anwendungen zu projektieren, wobei das physikalische Verhalten des kontrollierten Systems ebenso wichtig ist wie Hardware und Software der eingebetteten Steuerung. Die Machbarkeit des Verfahrens wird durch eine Smart-Grid-CPS-Anwendung demonstriert.