Kompakte SPS: Eine sachliche Bestandsaufnahme zu Herstellern, Modellen und Einsatzgrenzen

Autor: DerSchneider

Einleitung

Kompakte Speicherprogrammierbare Steuerungen – oft auch als Mikro- oder Nano-SPS bezeichnet – sind das Rückgrat der diskreten Automatisierung im unteren und mittleren Leistungsbereich. Sie vereinen CPU, Netzteil, Ein- und Ausgänge sowie Kommunikationsschnittstellen in einem einzigen Gehäuse. Der vorliegende Artikel unternimmt den Versuch einer sachlichen, an den verfügbaren Herstellerdaten orientierten Übersicht. Dabei werden bewusst keine Vollständigkeitsansprüche erhoben, sondern diejenigen Produktlinien betrachtet, für die belastbare technische Dokumentationen und Marktinformationen vorliegen. Der Fokus liegt auf der Frage, was diese Geräte technisch leisten, wo ihre sinnvollen Einsatzgrenzen liegen und welche Differenzierungen innerhalb des Segments bestehen.

Technische Charakteristika und Abgrenzung

Kompakte SPS unterscheiden sich von modularen Systemen primär durch die feste Integration der E/A-Peripherie auf dem Grundgerät. Während bei modularen Steuerungen die Anzahl der Ein- und Ausgänge durch Steckmodule nahezu beliebig skaliert werden kann, ist bei kompakten Geräten die Grundausstattung fixiert; eine Erweiterung erfolgt zumeist über seitlich anreihbare Ergänzungsmodule, deren Anzahl und Typ jedoch herstellerspezifischen Limitierungen unterliegt.

Diese Architektur hat Konsequenzen: Kompakte SPS eignen sich für Anwendungen mit einem von vornherein überschaubaren und wenig variablen E/A-Bedarf. Typische Punktzahlen liegen zwischen 10 und 60 integrierten Ein- und Ausgängen, wobei Erweiterungen je nach Serie auf das Drei- bis Fünffache möglich sind. Die Verarbeitungsgeschwindigkeit ist in den vergangenen Jahren deutlich gestiegen; so gibt Delta für die dritte Generation der DVP-ES-Serie eine minimale Ausführungszeit von 25 ns für Basisbefehle an . Solche Werte sind jedoch mit Vorsicht zu interpretieren, da sie unter Idealbedingungen gemessen werden und die tatsächliche Zykluszeit von der Programmstruktur und der Kommunikationslast abhängt.

Ein weiteres Differenzierungsmerkmal ist die Programmierung. Während etablierte Hersteller wie Siemens auf ihre eigenen Engineering-Umgebungen setzen (TIA Portal für die S7-1200-Familie), hat sich bei vielen kleineren und mittleren Anbietern CODESYS als herstellerübergreifende Plattform durchgesetzt. WAGO, Kendrion und eine Reihe weiterer Anbieter nutzen diese IEC-61131-3-konforme Entwicklungsumgebung, was den Wechsel zwischen Systemen unterschiedlicher Hersteller erleichtert – ein Faktor, der in der Praxis oft unterschätzt wird .

Hersteller und Modelllinien im Überblick

Die folgende Tabelle fasst die im Rahmen der Recherche identifizierbaren kompakten SPS-Linien zusammen. Die Auswahl erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit; sie spiegelt diejenigen Produkte wider, für die technische Spezifikationen oder belastbare Marktinformationen vorlagen.

Siemens S7-1200 G2 stellt die aktuelle Generation der weit verbreiteten S7-1200-Familie dar. Die wesentlichen Neuerungen gegenüber der Vorgängerserie umfassen einen integrierten OPC-UA-Server, NFC-Konfigurationszugriff über Smartphone-App sowie erweiterte Motion-Control-Funktionen bis hin zu SCARA-Kinematik . Die CPU 1212 unterstützt bis zu sechs Erweiterungsmodule, die CPU 1214 bis zu zehn . Diese Erweiterbarkeit ist für ein kompaktes Gerät bemerkenswert, führt aber auch dazu, dass die Grenze zur unteren Mittelklasse fließend wird.

Mitsubishi ALPHA2 verfolgt einen grundlegend anderen Ansatz. Diese Serie ist explizit als Ersatz für traditionelle Relaissteuerungen und Zeitschaltuhren positioniert . Die Programmierung erfolgt über Funktionsblöcke statt über eine vollwertige IEC-61131-3-Umgebung. Mit 200 Funktionsblöcken, integriertem Display und analognutzbaren Digitaleingängen (0–10 V, 9 Bit) deckt sie einfache Verknüpfungs- und Zeitsteuerungsaufgaben ab. Die AL2-10MR-D bietet sechs Digitaleingänge, vier Relaisausgänge und sechs analog nutzbare Eingänge bei Abmessungen von 71 × 90 × 52 mm . Für Anwendungen, die über diese einfache Logik hinausgehen, ist die Serie nicht ausgelegt – und das ist auch nicht ihr Anspruch.

WAGO CC100 ist ein Beispiel für die Konvergenz von SPS und industriellem IoT-Gateway. Das Gerät läuft unter einem Echtzeit-Linux und unterstützt neben CODESYS V3 auch Docker-Container, was die Ausführung zusätzlicher Anwendungen auf demselben Gerät ermöglicht . Die Kommunikationsausstattung umfasst Modbus TCP/UDP, EtherCAT-Master, EtherNet/IP, OPC UA und MQTT; BACnet/IP ist gegen zusätzliche Lizenz verfügbar. Diese Bandbreite an Protokollen prädestiniert das Gerät für Aufgaben, bei denen die SPS nicht nur steuert, sondern auch Daten aus unterschiedlichen Quellen aggregiert und an übergeordnete Systeme weiterleitet.

Delta DVP-Serie ist im kostensensiblen Segment positioniert. Die dritte Generation (ES3, SV3, SX3) bietet 64K Programmspeicher und unterstützt bei den entsprechenden Modellen EtherCAT, EtherNet/IP und CANopen. Die DVP20SX311R beispielsweise verfügt über 8 Digitaleingänge, 6 Digitalausgänge sowie je 4 analoge Ein- und 2 analoge Ausgänge bei einem Erweiterungspotenzial auf bis zu 248 Eingänge und 246 Ausgänge . Diese Erweiterbarkeit ist für eine kompakte SPS ungewöhnlich hoch und macht die Serie für Anwendungen interessant, bei denen der E/A-Bedarf zwar wächst, aber kein Wechsel auf eine modulare Plattform gerechtfertigt erscheint.

Insevis verfolgt eine Nischenstrategie: Die CC300V und CC307T sind als S7-300-kompatible Steuerungen konzipiert, die mit dem Siemens SIMATIC Manager oder TIA Portal programmiert werden können . Für Betriebe, die über einen Bestand an S7-300-Programmen und -Know-how verfügen und eine kompakte Hardware für kleine Serien oder Nachrüstungen suchen, bietet dieser Ansatz einen pragmatischen Migrationspfad. Die Referenz-CPU ist eine S7-315-2DP/PN; die Onboard-Peripherie fehlt allerdings, sodass I/O über CANopen, Profibus DP oder INSEVIS-eigene Module angebunden werden müssen.

Einsatzmöglichkeiten und sinnvolle Grenzen

Die Einsatzfelder kompakter SPS lassen sich grob in vier Kategorien gliedern:

Einfache Verknüpfungs- und Ablaufsteuerungen. Hierzu zählen Förderbänder, Pumpensteuerungen, Lüftungsanlagen und ähnliche Aufgaben, bei denen digitale Signale nach festen Regeln verknüpft werden. Für diese Klasse ist die ALPHA2-Serie konzipiert, aber auch die unteren Modelle der übrigen Hersteller sind hier angemessen. Die entscheidende Frage ist weniger die Rechenleistung als die Anzahl der benötigten Ein- und Ausgänge sowie die Frage, ob Kommunikationsschnittstellen erforderlich sind.

Maschinensteuerungen mit begrenzter Motion-Funktionalität. Wenn einfache Positionieraufgaben über Pulsrichtungs-Signale oder klemmnahe Frequenzumrichter zu lösen sind, stoßen Einsteigergeräte an ihre Grenzen. Hier kommen Modelle wie die S7-1200 G2 mit integrierten PTO-Ausgängen oder die MELSEC iQ-F mit Hochgeschwindigkeitszählern und Positionierausgängen ins Spiel . Die Grenze zur echten Motion-Control-Anwendung ist dort erreicht, wo interpolierende Mehrachsbewegungen oder Kurvenscheibenfunktionen benötigt werden – dann sind entweder spezialisierte Motion-Controller oder modulare Systeme die angemessene Wahl.

Gebäudeautomation und Infrastruktur. Für die Steuerung von HLK-Anlagen, Beleuchtung oder Zugangssystemen sind die Anforderungen anders gelagert: Weniger Zykluszeit, mehr Kommunikationsprotokolle. BACnet/IP, MQTT und die Fähigkeit, Daten an übergeordnete Leitsysteme zu übermitteln, sind hier wichtiger als Motion-Funktionen. Der WAGO CC100 ist für diese Nische explizit positioniert , aber auch andere Hersteller bieten entsprechende Protokollstacks an.

Datenaggregation und Edge-Funktionen. Eine wachsende Rolle spielen kompakte SPS als Bindeglied zwischen Maschinenebene und IT. OPC UA, MQTT und die Möglichkeit, benutzerdefinierte Web-Anwendungen auf dem Gerät zu hosten (wie bei der S7-1200 G2 über den integrierten Web-Server ), verschieben die funktionale Grenze. Hier ist weniger die SPS-Logik als die Konnektivität das Differenzierungsmerkmal.

Eine kritische Anmerkung ist an dieser Stelle angebracht: Die in Herstellerprospekten oft genannten maximalen Erweiterungszahlen sind mit Vorsicht zu lesen. Sie beziehen sich auf die theoretische Adressierbarkeit, nicht auf die praktisch sinnvolle Konfiguration. Eine kompakte SPS, die auf das Vierfache ihrer Grundausstattung erweitert wird, nähert sich in Kosten und Komplexität modularen Systemen an, ohne deren Flexibilität zu erreichen. Die wirtschaftlich sinnvolle Grenze liegt in der Regel bei ein bis zwei Erweiterungsmodulen.

Einordnung und Ausblick

Der Markt für kompakte SPS ist fragmentiert und von einer Koexistenz unterschiedlicher technologischer Ansätze geprägt. Auf der einen Seite stehen geschlossene Ökosysteme wie Siemens mit seiner tiefen Integration in TIA Portal und PROFINET, auf der anderen Seite öffene CODESYS-basierte Plattformen, die herstellerübergreifende Portabilität versprechen. Beide Ansätze haben Berechtigung: Ersterer dort, wo einheitliche Anlagenstandards und ein etabliertes Wartungsnetzwerk den Ausschlag geben; letzterer dort, wo Flexibilität und die Vermeidung von Herstellerbindung prioritär sind.

Ein Trend, der sich in den verfügbaren Quellen abzeichnet, ist die zunehmende Bedeutung von Cybersicherheit auch in dieser Gerätekategorie. Die europäische Cyber Resilience Act, deren Meldeplichten für Schwachstellen ab September 2026 greifen, dürfte den Druck auf Hersteller erhöhen, Secure Boot, signierte Firmware-Updates und dokumentierte Sicherheitsprozesse auch in kompakten Steuerungen zu implementieren . Für Anwender bedeutet dies, dass die Sicherheitsarchitektur eines Geräts langfristig ein ebenso wichtiges Auswahlkriterium werden könnte wie die Anzahl der E/A-Punkte.

Die Frage nach der „richtigen“ kompakten SPS lässt sich daher nicht pauschal beantworten. Sie hängt von den konkreten Anforderungen ab: der benötigten E/A-Zahl, den geforderten Kommunikationsprotokollen, der vorhandenen Engineering-Umgebung, dem Wartungsnetzwerk und nicht zuletzt den regulatorischen Rahmenbedingungen am Einsatzort. Wer diese Parameter vor der Auswahl systematisch klärt, vermeidet die häufigsten Fehlentscheidungen – die sich in der Praxis meist nicht in fehlender Rechenleistung, sondern in mangelnder Integration in die bestehende Systemlandschaft manifestieren.

Quellen

1. Siemens AG: SIMATIC S7-1200 G2 – Technical data and applications. PDF, o. J.
2. Siemens AG: SIMATIC S7-1200 G2 Systemhandbuch, Kapitel 2.3 und 3.1
3. Mitsubishi Electric: AL2-10MR-D Produktdatenblatt, eShop
4. Mitsubishi Electric: ALPHA 2 – Simple Application Controllers, Product Flyer, 2021
5. WAGO: Compact Controller 100 (CC100), Produktkatalog (japanisch)
6. Kendrion: Modulare SPS – Produktfinder, technische Daten
7. Delta Electronics: DVP-ES3/EX3/SV3/SX3 – The 3rd Generation DVP-ES Series PLC, Produktbroschüre
8. Delta Electronics: DVP20SX311R – Technische Daten, Auszug aus Betriebsanleitung
9. Insevis: S7-Kompakt-SPS CC300V, Produktinformation, Rev. 05
10. Insevis: S7-Compact-PLC CC307T, Technical Data, Rev. 03
11. Kwoco: Omron vs. Mitsubishi SPS: Welche sollten Sie wählen?, 2026
12. Mordor Intelligence: Micro and Nano PLC Market – Industry Report, 2025