CODESYS ist in vielen Automatisierungsprojekten längst Standard – vom kompakten Hutschienen-Controller bis zur virtualisierten Soft-SPS im Rechenzentrum. Als herstellerunabhängiges IEC-61131-3-Entwicklungssystem adressiert CODESYS klassische SPS-Programmierung ebenso wie moderne Industrie-4.0- und IIoT-Szenarien. Der folgende Fachartikel beleuchtet Architektur, typische Einsatzszenarien, Stärken und Herausforderungen – und zeigt, warum kontinuierliche Weiterbildung im Umgang mit CODESYS für Unternehmen entscheidend ist.
Begriffserklärung & Einleitung
CODESYS (Controller Development System) ist eine herstellerunabhängige Softwareplattform für industrielle Automatisierung. Kern ist das CODESYS Development System V3, ein Engineering-Tool zur Programmierung von Steuerungsanwendungen nach IEC 61131-3.
Im Unterschied zu vielen klassischen SPS-Entwicklungsumgebungen ist CODESYS nicht an einen bestimmten Hersteller gebunden. Gerätehersteller integrieren das CODESYS Control Runtime System in ihre Steuerungen, HMI-Panels oder Industrie-PCs. Endanwender programmieren diese Geräte dann mit demselben Engineering-Tool – unabhängig davon, ob das Zielsystem von einem großen SPS-Hersteller oder einem spezialisierten OEM stammt.
Die Relevanz von CODESYS im IT-/OT-Umfeld ergibt sich aus mehreren Trends:
- IEC-61131-3 als etabliertes Standardprogrammiermodell für Automatisierung.
- Bedarf an herstellerunabhängiger SPS-Programmierung zur Vermeidung von Vendor-Lock-in.
- Integration von Steuerungen in Industrie-4.0- und IIoT-Architekturen, u. a. via OPC UA und MQTT.
Für IT-Professionals, Architekt:innen und OT-Verantwortliche ist CODESYS daher nicht nur ein Tool zur SPS-Programmierung, sondern eine Plattform im Automatisierungstechnologie-Stack.
Funktionsweise & technische Hintergründe von CODESYS
Architektur: Engineering Tool und Runtime
CODESYS folgt grundsätzlich einem Zweiteiler-Modell:
- CODESYS Development System
Windows-basierte Engineering-IDE (32- und 64-Bit). Es unterstützt die IEC-61131-3-Sprachen (u. a. Structured Text, Ladder Diagram, Function Block Diagram, Sequential Function Chart) sowie Projektverwaltung, Debugging, Simulation, Online-Änderungen, Trace-Funktionen und Versionierung. - CODESYS Control Runtime System
Portierbare Laufzeitumgebung für Steuerungsgeräte, Panels und IPCs. Sie läuft auf unterschiedlichen CPU-Architekturen (ARM, x86, etc.) und Betriebssystemen (u. a. Embedded Linux, Windows, RTOS) und stellt IEC-Tasks, I/O-Treiber, Feldbus-Stacks sowie optionale Module (Motion, Safety, Visualization, IIoT) bereit.
Der typische Engineering-Workflow:
- Projekt im Development System anlegen, Steuerungstyp / Zielsystem auswählen.
- Programmiereinheiten (POUs) in IEC-Sprachen definieren, Bibliotheken einbinden.
- Feldbusse, I/Os und Kommunikationsschnittstellen konfigurieren.
- Projekt kompilieren und via Ethernet/Seriell/VPN auf die Zielsteuerung laden.
- Online-Debugging, Monitoring, ggf. Online-Änderungen durchführen.
Damit fügt sich CODESYS in gängige OT- und DevOps-Prozesse ein – inklusive automatisierter Builds, Teststrategien und Roll-out über zentrale Plattformen wie den CODESYS Automation Server.
Programmiersprachen, Bibliotheken und Tooling
CODESYS unterstützt alle wesentlichen IEC-61131-3-Sprachen:
- Structured Text (ST) – PASCAL/Modula-ähnliche Hochsprache
- Ladder Diagram (LD) – kontaktplanorientierte Darstellung
- Function Block Diagram (FBD) – Blockschaltbild
- Sequential Function Chart (SFC) – Schrittketten
- Instruction List / IL (v. a. in älteren Projekten)
Zusätzlich existiert das proprietäre Continuous Function Chart (CFC) für frei platzierte Funktionsblöcke.
Ein einfaches ST-Beispiel in CODESYS könnte so aussehen:
PROGRAM PLC_PRG
VAR
rSetpoint : REAL := 50.0;
rActual : REAL;
bStart : BOOL;
END_VAR
IF bStart THEN
(* Einfache P-Regelung *)
rActual := rActual + 0.1 * (rSetpoint - rActual);
END_IF;
Neben dem „klassischen“ Editor bietet CODESYS zusätzliche Werkzeuge wie den CODESYS Application Composer für modellbasiertes, modulorientiertes Engineering modularer Maschinen.
Die Plattform stellt umfangreiche Bibliotheken bereit:
- Standardfunktionen (Mathematik, Strings, Zeitfunktionen, PID-Regler)
- Motion/CNC/Robotics-Funktionsbausteine
- Safety-Funktionsbausteine mit zertifizierten Komponenten
- Visualisierungsbibliotheken für HMI- und Web-Visualisierungen
- Kommunikations-Stacks für Feldbusse und IIoT-Protokolle
Kommunikation: Feldbusse und IIoT-Integration
Ein Kernargument für CODESYS ist die breite Feldbus- und Kommunikationsunterstützung. Im Feldbus-Umfeld werden u. a. unterstützt:
- Klassische Feldbusse: CANopen, J1939, PROFIBUS, Modbus TCP/RTU, IO-Link, KNX
- Ethernet-basierte Feldbusse: EtherCAT, PROFINET, EtherNet/IP
Für Industrie 4.0 und IIoT stehen zusätzlich bereit:
- OPC UA (Server/Client, inkl. Pub/Sub-Ansätze)
- MQTT für Cloud- oder Edge-Anbindungen
- Weitere Protokolle und optionale Add-ons je nach Zielplattform
Mit dem CODESYS Automation Server existiert zudem eine cloudbasierte Verwaltungsplattform, über die CODESYS-Steuerungen zentral verwaltet, aktualisiert und aus der Ferne gewartet werden können.
Anwendungsbeispiele in der Praxis
Maschinen- und Anlagenbau
Im Maschinenbau ermöglicht CODESYS die Realisierung komplexer Steuerungskonzepte auf unterschiedlichen Hardwareplattformen – vom kleinen Hutschienen-Controller bis zum leistungsfähigen IPC. Features wie Motion Control, CNC und Robotik lassen sich direkt in die Steuerungsanwendung integrieren, ohne separate Spezialsteuerungen.
Beispiele:
- Verpackungsmaschinen mit synchronisierten Achsen
- Handlingsysteme und Pick-and-Place-Roboter
- Modulare Produktionsanlagen mit wiederverwendbaren Softwaremodulen (Application Composer)
Prozessindustrie und Energie
CODESYS eignet sich auch für prozessnahe Anwendungen, etwa:
- Energieverteilung, Mittel- und Niederspannungsanlagen
- Wasser-/Abwasseranlagen
- Erneuerbare Energien (PV, Wind, Biogas)
Insbesondere die Kombination aus Feldbus-Vielfalt und IEC-Standardlogik ist hilfreich, um heterogene Aktorik und Sensorik zu integrieren und gleichzeitig standardisierte Steuerungslogik zu implementieren.
Gebäudeautomation und Infrastruktur
Über Protokolle wie KNX und Modbus kann CODESYS auch in der Gebäudeautomation eingesetzt werden, etwa für:
- HLK-Steuerungen
- Pumpen- und Lüftersteuerungen
- Licht- und Beschattungssysteme
Dabei profitiert man von den gleichen Werkzeugen wie im industriellen Bereich, z. B. integrierte HMI/Visualisierung und Remote-Wartung.
Gerätehersteller und OEMs
Für Gerätehersteller ist CODESYS eine White-Label-Steuerungsplattform:
- Integration des CODESYS Control Runtime Systems auf eigenen Geräten.
- Nutzung der breiten Marktakzeptanz von CODESYS-kompatiblen Geräten mit vielen installierten Steuerungen und einer großen Community.
Damit lassen sich individuelle Automatisierungsgeräte entwickeln, die nahtlos in das CODESYS-Ökosystem und in bestehende Engineering-Prozesse der Kunden passen.
Vorteile und Herausforderungen
Vorteile von CODESYS
- Herstellerunabhängigkeit
Wechsel der Hardware, ohne das Engineering-Werkzeug zu ändern; Reduktion von Vendor-Lock-in im SPS-Umfeld. - Standardisierte Programmierung nach IEC 61131-3
Mehrere Programmiersprachen in einer Plattform, Wiederverwendbarkeit von Know-how und Code. - Breite Kommunikations- und Feldbusunterstützung
Nahtlose Integration klassischer Feldbusse, moderner Industrial-Ethernet-Systeme und IIoT-Protokolle. - Integrierte Visualisierung und HMI
Erstellung von Target- und Web-Visualisierungen direkt im Development System, ohne externe HMI-Tools. - Industrie-4.0-Fähigkeit
Cloudbasierter Automation Server, Remote Maintenance, Data Logging, Integration mit externen Analytics- und AI-Systemen. - Große Community und Ökosystem
Viele Beispielprojekte, Bibliotheken, Foren und Third-Party-Komponenten.
Herausforderungen und Risiken
- Komplexität der Plattform
Durch Funktionsvielfalt ist CODESYS kein „Einsteiger-Spielzeug“. Fehlkonfigurationen können schnell zu Performance- oder Echtzeitproblemen führen. - Heterogene Zielplattformen
Unterschiedliche Gerätehersteller implementieren CODESYS Control mit variierenden Optionen. Projekte sind daher nicht immer 1:1 portierbar. - Lizenz- und Versionsmanagement
Runtime-Lizenzen, optionale Pakete und verschiedene CODESYS-Versionen müssen sauber verwaltet werden – insbesondere bei verteilten Anlagen und langen Lebenszyklen. - Security und Updates
Wie jede vernetzte Steuerungsplattform erfordert CODESYS ein klares Security- und Patch-Management-Konzept. - Know-how-Abhängigkeit
CODESYS-Projekte können hochindividuell sein. Unternehmen sollten auf strukturierte Architektur, saubere Dokumentation und kontinuierliche Weiterbildung setzen.
Alternative Lösungen
CODESYS tritt im Markt gegen eine Reihe etablierter Engineering-Umgebungen an, u. a.:
- Herstellerspezifische Engineering-Tools
Siemens TIA Portal / Step7, Beckhoff TwinCAT, Rockwell Studio 5000, B&R Automation Studio. Diese Lösungen sind oft eng mit der jeweiligen Hardware verzahnt und bieten sehr gute Integration in das Ökosystem des Herstellers, gehen jedoch typischerweise mit einem stärkeren Vendor-Lock-in einher.
Daneben existieren Open-Source- oder Speziallösungen (z. B. OpenPLC oder proprietäre C-/C++-Frameworks auf Linux-Steuerungen), die mehr Freiheit, aber auch mehr Eigenaufwand im Engineering und Lebenszyklusmanagement bedeuten.
Die Entscheidung „CODESYS oder herstellerspezifisches Tool“ hängt stark von Unternehmensstrategie, vorhandener Infrastruktur und dem gewünschten Grad an Unabhängigkeit ab.
Fazit: CODESYS im Technologie-Stack von heute
CODESYS hat sich als plattformunabhängige IEC-61131-3-Umgebung im industriellen Umfeld etabliert und adressiert sowohl klassische SPS-Aufgaben als auch moderne Industrie-4.0- und IIoT-Szenarien. Die Kombination aus herstellerunabhängigem Engineering, breiter Feldbusunterstützung, integrierter Visualisierung und Cloud-Anbindung macht CODESYS für viele Unternehmen zur strategisch wichtigen Plattform.
- Für Softwareentwickler:innen und SPS-Programmierer:innen bietet CODESYS ein leistungsfähiges Ökosystem mit vertrauten IEC-Sprachen, modernen Debugging-Funktionen und umfangreichen Bibliotheken.
- Architekt:innen und OT/IT-Strateg:innen profitieren von der Offenheit der Plattform, den Integrationsmöglichkeiten in IoT- und Cloud-Landschaften sowie von der Option, Hardwarelieferanten flexibel zu wählen.
- Entscheider:innen sollten neben den technischen Vorteilen auch Lizenzmodell, Security-Konzept und den Aufbau internen Know-hows berücksichtigen. Ohne gezielte Schulung und kontinuierliche Weiterbildung bleibt das Potenzial von CODESYS häufig ungenutzt.
Wer CODESYS langfristig im Unternehmen etablieren will, sollte daher Architektur-Guidelines, Coding-Standards, Teststrategien und Weiterbildungspläne definieren. So wird CODESYS nicht nur ein weiteres SPS-Tool, sondern ein zentraler Baustein in einer zukunftsfähigen Automatisierungs- und Digitalisierungsstrategie.
Autor
Michael Deinhard
Artikel erstellt: 17.12.2025
Artikel aktualisiert: 17.12.2025
