Steuerungslogiken

Steuerungslogiken bezeichnet in der Informatik und Automatisierung jene Mengen an Regeln, Algorithmen und Zustandsübergängen, die festlegen, wie ein technisches System auf Eingangssignale reagiert, um gewünschte Ausgangszustände herbeizuführen. Sie bilden das Kernstück der Steuerungstechnik in Bereichen wie Fertigung, Robotik, Energietechnik und Gebäudetechnik.

Typische Bausteine sind Sensoren, Aktoren, Speicher und Kommunikationsmodule sowie der eigentliche Steuerungsprozess (Controller), der in Hardware, Software oder hybriden Strukturen implementiert ist. Zur Umsetzung der Logik kommen unterschiedliche Darstellungsformen zum Einsatz, darunter Zustandsmaschinen, boolesche Logik sowie Programmiersprachen für speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS). Nach IEC 61131-3 gehören Ladder Diagram, Function Block Diagram, Structured Text, Instruction List und Sequential Function Charts zu den gängigen Programmiermodi.

Steuerungslogiken können offen oder geschlossen arbeiten. Offene Schleifen erzielen Output ohne Berücksichtigung des aktuellen Systemzustands; geschlossene Schleifen nutzen Rückmeldungen, um Abweichungen zu minimieren, oft mittels Regelkreisen wie PID (Proportional-Integral-Derivative). In technischen Systemen ist Determinismus und Realtime-Fähigkeit oft entscheidend, weshalb robuste Fehlererkennung, Timing-Planung und Sicherheitsanforderungen berücksichtigt werden.

Zu den Anwendungsfeldern gehören Produktionslinien, Montageroboter, Prozesssteuerung in der Chemie- oder Nahrungsmittelindustrie, Gebäudetechnik, Energieversorgung und Verkehrssysteme. Typische Probleme betreffen Zuverlässigkeit, Sicherheit, Skalierbarkeit und Wartbarkeit der Logik.

Zukünftige Entwicklungen der Steuerungslogiken umfassen modellbasierte Entwicklung, Simulation, Edge-Computing, Cybersecurity-Aspekte und die Verbindung mit digitalen Ziemen wie Digital Twins, um Effizienz, Flexibilität und Transparenz in der Automation zu erhöhen.