Welche SPS-Programmiersprachen gibt es?

Die Norm IEC 61131-3 kennt heute vier SPS-Programmiersprachen: drei grafische – Kontaktplan (KOP), Funktionsbausteinsprache (FBS, bei Siemens FUP) und Ablaufsprache (AS) – und eine textbasierte, den Strukturierten Text (ST). Die Anweisungsliste (AWL) war jahrzehntelang die fünfte Sprache. Aus der aktuellen Ausgabe der Norm ist sie gestrichen, sie lebt nur noch in Bestandsanlagen und in einzelnen Entwicklungsumgebungen weiter.

Wer eine Anlage plant, übernimmt oder modernisiert, entscheidet mit der Sprache auch darüber, wie schnell die Instandhaltung später einen Fehler findet. Deshalb lohnt sich ein genauer Blick auf jede einzelne Sprache und darauf, wie die großen Hersteller sie nennen.

Welche SPS-Programmiersprachen definiert die IEC 61131-3?

Die IEC 61131-3 unterscheidet grafische und textbasierte SPS-Sprachen. Grafisch sind KOP, FBS/FUP und AS, textbasiert ist ST. Die Anweisungsliste war ebenfalls textbasiert, gehört aber seit der 4. Ausgabe der Norm nicht mehr dazu.

Die Norm erschien erstmals 1993. In der 3. Ausgabe von 2013 (in Deutschland DIN EN 61131-3:2014-06) wurde die AWL als veraltet („deprecated“) gekennzeichnet, mit der 4. Ausgabe vom Mai 2025 entfiel das Kapitel zur Anweisungsliste vollständig. Hersteller dürfen AWL weiterhin anbieten, sie ist dann aber eine Herstellererweiterung und kein Normbestandteil mehr.

Kontaktplan (KOP, engl. LD)

Der Kontaktplan stammt direkt aus dem Stromlaufplan: Schließer und Öffner stehen für Eingänge oder Zustände, Spulen für Ausgänge, dazwischen fließt der „Strom“ von der linken zur rechten Stromschiene. Elektriker lesen KOP ohne Programmierschulung, und genau das ist seine Stärke an der Maschine. Verriegelungen, Start/Stopp-Logik und Freigaben einer Station sind in KOP auf einen Blick nachvollziehbar.

Funktionsbausteinsprache (FBS, bei Siemens FUP, engl. FBD)

In der Funktionsbausteinsprache verbinden Sie Bausteine wie UND, ODER, Timer, Zähler oder eigene Funktionsbausteine über Signalleitungen. Das Programm liest sich wie ein Logikschaltplan mit Datenfluss von links nach rechts. FBS eignet sich gut für verknüpfte Binärlogik, Analogwertverarbeitung und Regelkreise, weil Ein- und Ausgänge jedes Bausteins sichtbar bleiben.

Ablaufsprache (AS, engl. SFC)

Die Ablaufsprache beschreibt Prozesse als Folge von Schritten und Transitionen. Ein Schritt bleibt aktiv, bis die Bedingung der nachfolgenden Transition erfüllt ist, wobei auch alternative und parallele Verzweigungen möglich sind. AS passt zu allem, was in fester Reihenfolge abläuft: Spannen, Fügen, Prüfen, Ausschleusen. Im Störfall zeigt die Schrittkette sofort, an welcher Stelle die Anlage steht.

Strukturierter Text (ST, bei Siemens SCL)

Der Strukturierte Text ist eine Hochsprache mit einer an Pascal angelehnten Syntax: IF-THEN-ELSE, CASE, FOR- und WHILE-Schleifen, Arrays und Strukturen. ST ist die erste Wahl für Berechnungen, Rezepturverwaltung, Datenhandling und wiederverwendbare Funktionsbausteine, die in einem Projekt vielfach instanziiert werden. Wer aus der Softwareentwicklung kommt, findet über ST den leichtesten Einstieg in die SPS-Welt.

Anweisungsliste (AWL, engl. IL)

Die Anweisungsliste ist eine maschinennahe, an Assembler erinnernde Sprache aus kurzen Befehlen und Operanden. In Siemens STEP 7 Classic war sie früher weit verbreitet, viele S7-300-Programme bestehen noch heute zu großen Teilen aus AWL. Für neue Projekte ist sie keine gute Wahl: Sie ist schwer zu lesen, schwer zu testen, und die Norm hat sie gestrichen. Wer heute noch AWL lernt, braucht sie meist für Bestandsanlagen.

Wie heißen die SPS-Sprachen bei Siemens, CODESYS und Rockwell?

Die großen Hersteller nutzen dieselben Sprachen der IEC 61131-3, geben ihnen aber eigene Namen. Am häufigsten führt das bei Siemens zu Verwechslungen, weil SCL und GRAPH auf den ersten Blick wie zusätzliche Sprachen wirken.

SCL ist also keine sechste Sprache, sondern die Siemens-Umsetzung von ST, und GRAPH ist die Ablaufsprache von Siemens. Im TIA Portal hängt die Auswahl auch von der Steuerung ab: Die S7-1500 bietet KOP, FUP, AWL, SCL und GRAPH, die S7-1200 nur KOP, FUP und SCL. CODESYS deckt alle Sprachen der Norm ab und ergänzt sie um CFC (Continuous Function Chart), einen frei platzierbaren Funktionsplan, der selbst nicht zur IEC 61131-3 gehört. Auch Siemens kennt CFC, vor allem aus der Prozessautomatisierung mit SIMATIC PCS 7.

Vergleich der SPS-Programmiersprachen: welche eignet sich wofür?

Es gibt keine beste SPS-Sprache, sondern eine passende für jede Aufgabe. In größeren Projekten werden die Sprachen deshalb kombiniert, oft sogar innerhalb eines Programms.

Als Faustregel gilt:

• Logik, die die Instandhaltung online lesen muss, gehört in KOP oder FUP.
• Algorithmen, Rezepturen und wiederverwendbare Bausteine schreiben Sie in ST bzw. SCL.
• Sequenzen mit festen Schritten bilden Sie in AS bzw. GRAPH ab.

Welche SPS-Sprache eignet sich für Einsteiger und für Automotive-Projekte?

Für den Einstieg eignen sich KOP und FUP, weil sie an Schaltpläne erinnern und sich im Online-Modus gut beobachten lassen. Danach ist ST bzw. SCL der logische nächste Schritt, denn ohne Hochsprache lassen sich moderne Bausteinbibliotheken weder verstehen noch erweitern.

In der Automobilindustrie entscheidet der Konzernstandard mit. Bei Projekten nach VASS (Volkswagen-Konzern), BMW TMO oder Daimler Integra geben Architektur, freigegebene Funktionsbausteine und Diagnosekonzept den Rahmen vor, in dem das Programm für S7-1500-Steuerungen im TIA Portal entsteht. Oft legt der Standard auch fest, in welcher Sprache bestimmte Bausteintypen geschrieben werden. Welche Vorgaben im konkreten Projekt gelten, steht im jeweiligen Lastenheft.

Bei Amister programmieren wir S7-1500-Projekte in KOP, FUP, SCL und GRAPH. SCL setzen wir für komplexe Datenverarbeitung, Rezepturen und Berechnungen ein, KOP für die Programmteile, in denen Instandhaltungsteams im Stillstand schnell die Ursache finden müssen.

Welche Programmierumgebungen gibt es für SPS-Sprachen?

Die drei am weitesten verbreiteten Umgebungen sind Siemens TIA Portal, CODESYS und Rockwell Studio 5000 Logix Designer. Alle drei bieten Editoren für mehrere Sprachen, Online-Beobachtung, Debugging und Simulation ohne reale Hardware. CODESYS ist herstellerunabhängig und läuft auf Steuerungen vieler Anbieter, TIA Portal und Studio 5000 sind an die Hardware des eigenen Herstellers gebunden. In allen drei Umgebungen sparen fertige Bibliotheken der Hersteller oder des Konzernstandards viel Zeit, weil Standardfunktionen nicht jedes Mal neu geschrieben werden müssen.

Was bedeutet das Ende der AWL für Bestandsanlagen?

Bestehende AWL-Programme laufen weiter, die Streichung aus der Norm schaltet keine Steuerung ab. Spürbar wird sie bei der Modernisierung und bei der Personalfrage.

• Migration von S7-300 auf S7-1500: Der AWL-Code lässt sich ins TIA Portal übernehmen, denn die S7-1500 unterstützt AWL. Bei einem Wechsel auf die S7-1200 dagegen muss jede AWL-Zeile in eine andere Sprache übertragen werden.
• Know-how: Immer weniger Nachwuchsprogrammierer lernen AWL. Wer eine Anlage noch viele Jahre betreiben will, sollte kritische AWL-Bausteine bei der nächsten Modernisierung in SCL oder KOP neu aufbauen.
• Wartbarkeit: Ein Mix aus altem AWL-Code und neuen SCL-Bausteinen ist möglich, erschwert aber die Fehlersuche, wenn die Schnittstellen nicht sauber dokumentiert sind.

Wie eine solche Umstellung ohne lange Stillstände abläuft, beschreiben wir auf unseren Seiten zur Migration von SPS-Steuerungen und zur Programmierung von S7-300-Steuerungen.