I/O an bestehender SPS ergänzen, ohne das Programm zu ändern

Wann neue Signale an der SPS vorbeilaufen können, wann ihr Programm geändert werden muss und welche Ethernet-I/O, Feldbus-I/O und Gateways jeweils passen.

Veröffentlicht 28. Oktober 2026

I/O an bestehender SPS ergänzen, ohne das Programm zu ändern — Foto: AJ Yorio · CC0 · Wikimedia Commons

Eine Maschine, die seit Jahren läuft, braucht oft ein paar zusätzliche Signale: Motortemperaturen für die Instandhaltung, einen Taktzähler für die OEE oder einen Sensor für einen neuen Prozessschritt. Eine Änderung des SPS-Programms erfordert das Originalprojekt, jemanden, der den Code kennt, einen Produktionsstillstand und manchmal eine erneute Abnahme. Dieser Beitrag erklärt, wie Sie ein bestehendes SPS-System um I/O erweitern, wann das Programm unverändert bleiben kann und wann sich eine Änderung nicht vermeiden lässt.

Zuerst klären: Wer nutzt das Signal?

Entscheidend ist, wer den Wert benötigt. Nutzen ihn nur Menschen und IT-Systeme, etwa für Dashboards, Protokolle oder Wartungsalarme, muss die SPS ihn nicht sehen, und die neuen I/O können von SCADA oder einem Edge-Gerät gelesen werden.

Muss der Wert dagegen auf die Maschine wirken, etwa als Verriegelung, Startfreigabe oder Sollwert, muss die SPS-Logik ihn verarbeiten, und das Ziel ist, diese Änderung klein zu halten. Sicherheitsfunktionen gehören in den Sicherheitskreis der Maschine und sind nicht Gegenstand dieses Beitrags.

Vier Wege, eine bestehende SPS um I/O zu erweitern

1. Parallele Ethernet-I/O, gelesen von SCADA oder einem Edge-Gerät

Ein Ethernet-I/O-Modul wird mit den neuen Sensoren verdrahtet und an das Anlagennetz statt an die SPS angeschlossen. SCADA liest es über Modbus TCP aus. Die ET-2200-Serie kann Werte zusätzlich über MQTT veröffentlichen, und OPC-UA-I/O-Module wie das U-7560M haben OPC UA, MQTT und eine RESTful-API integriert. SPS-Programm und Hardwarekonfiguration bleiben unberührt.

Sollen die Daten an ein MES oder eine Cloud-Plattform gehen, liest ein Kommunikationsserver UA-5231M Modbus-TCP- und -RTU-Geräte aus und setzt die Werte auf OPC UA, MQTT oder SNMP um. Für einfache lokale Logik führt ein Edge-Controller WISE-5231M im Webbrowser konfigurierte WENN-DANN-SONST-Regeln aus und bindet bis zu 16 Modbus-TCP-Module sowie bis zu 32 DCON- oder Modbus-RTU-Module an.

2. Feldbus-Slave-I/O im eigenen Netzwerk der SPS

Braucht die SPS das Signal, ist ein I/O-Modul am Feldbus der SPS der direkte Weg. ICP DAS bietet Slave-I/O für PROFINET (PFN-2000, mit GSDML-Datei), PROFIBUS DP (PROFI-5000, mit GSD-Datei), EtherNet/IP (EIP-2000, mit zwei Ports für Daisy-Chain-Verkabelung) und CANopen (CAN-2000C, mit EDS-Datei). Das Modul wird mit seiner Gerätebeschreibungsdatei in die Hardwarekonfiguration der SPS aufgenommen.

Das ist eine Konfigurationsänderung und bedeutet bei den meisten SPSen einen Download. Die Logik ändert sich nur, wenn die neuen Werte darin verwendet werden.

3. Ein Gateway zu Modbus-I/O

Sind bereits Modbus-I/O installiert oder passen sie besser zu den Signalen oder Entfernungen, bildet ein Gateway die Modbus-Daten auf den Feldbus der SPS ab. Mit dem GW-7662 greift ein PROFINET-Controller auf Modbus-RTU/ASCII-Geräte wie die Module M-7000 zu, das GW-7663 leistet dasselbe für Modbus-TCP-Geräte wie die Module ET-7000. Das GW-7553 gibt einem PROFIBUS-Master Zugriff auf Modbus-TCP-Geräte, das GW-7472 verbindet einen EtherNet/IP-Scanner mit Modbus-RTU- und -TCP-Geräten, und das I-7232D bindet bis zu 10 Modbus-RTU-I/O-Module an einen CANopen-Master an.

Für die SPS ist das Gateway ein einzelnes Feldbusgerät, es gilt also dieselbe Regel.

4. Modbus-TCP-I/O, von der SPS abgefragt

Viele SPSen können als Modbus-TCP-Client arbeiten und jedes Modbus-TCP-Modul direkt auslesen. Die Abfrage muss in der SPS eingerichtet werden, daher ist bei diesem Weg immer das SPS-Projekt betroffen.

Wann das SPS-Programm geändert werden muss

Anforderung	Änderung am SPS-Programm	Typischer Weg
Wert als Trend darstellen, protokollieren oder auswerten	Nein	Ethernet-I/O, gelesen von SCADA (1)
Wartungsalarme oder E-Mail-Meldungen	Nein	Edge-Controller oder Kommunikationsserver (1)
Wert auf dem HMI der SPS anzeigen	Meist ja, außer das HMI kann das Modul über Modbus TCP lesen	(1) oder (2)
Wert in einer Verriegelung, Schrittkette oder einem Regelkreis verwenden	Ja	Feldbus-Slave-I/O oder Gateway (2, 3)
Unkritischen Ausgang von SCADA aus schalten, etwa eine Warnleuchte	Nein, aber festlegen, welches System den Ausgang führt	Ethernet-I/O mit Digitalausgängen (1)

Praxisbeispiel: zwei Anforderungen, zwei Wege

Eine Abfüllmaschine wird von einer PROFINET-SPS gesteuert. Die Instandhaltung möchte acht Lager- und Motortemperaturen mit Trends, und die Produktion will, dass die Maschine gestoppt bleibt, bis ein neu installierter Kaltwassersatz Bereitschaft meldet.

Die Temperaturen sind für Menschen bestimmt, nicht für die Steuerungslogik. Ein ET-2215H mit acht RTD-Eingängen, Leitungswiderstandskompensation für 3-Leiter-Anschluss und Drahtbrucherkennung wird an das Anlagennetz angeschlossen. SCADA fragt es über Modbus TCP ab, die SPS bleibt unberührt.
Das Signal des Kaltwassersatzes ist eine Startfreigabe, die SPS muss es also sehen. Ein PFN-2051 mit 16 isolierten Digitaleingängen wird mit seiner GSDML-Datei in das PROFINET-Netz aufgenommen, und die Startlogik erhält eine zusätzliche Bedingung.

Das Ergebnis ist eine kleine Programmänderung mit einem klar definierten Test.

Praktische Prüfpunkte vor der Installation

Betreiben Sie parallele Ethernet-I/O im Anlagen- bzw. SCADA-Netz und nach Möglichkeit getrennt vom Echtzeit-Feldbusverkehr der SPS.
Planen Sie IP-Adressen und beschränken Sie den Zugriff. Die ET-2200-Serie unterstützt ein Passwort und einen IP-Filter.
Legen Sie Einschalt- und sichere Werte für Ausgänge fest, damit sie bei Kommunikationsausfall einen definierten Zustand einnehmen. Das ET-2242 zum Beispiel unterstützt beides sowie einen doppelten Watchdog.
Prüfen Sie die Isolation zwischen Feldverdrahtung und Netzwerk. Die hier genannten ET-2200-Module haben eine I/O-Isolation von 3000 VDC.
Sichern Sie die Modulversorgung separat ab und aktualisieren Sie die Schaltpläne.

Passende Produktgruppen von ICP DAS

Ethernet-I/O-Module (ET-2200, ET-7200, OPC-UA-I/O) für paralleles Monitoring ohne Änderungen an der SPS.
Feldbus-I/O-Module (PFN-2000, PROFI-5000, EIP-2000, CAN-2000C), wenn die SPS das Signal lesen muss.
Feldbus-Gateways (GW-7662, GW-7663, GW-7553, GW-7472, I-7232D), um Modbus-I/O in das Netzwerk der SPS einzubinden.
IIoT-Kommunikationsserver und Edge-Controller (UA-5231M, WISE-5231M), um Daten an MES- oder Cloud-Plattformen weiterzugeben.

Senden Sie unserem technischen Vertrieb den SPS-Typ, ihren Feldbus und Ihre Signalliste, und wir schlagen Ihnen den passenden Weg und die passenden Module vor.

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