Synergy Logic SLM-RP4: Raspberry-Pi-4-SPS mit modularen Industrie-I/O

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Wer eine Raspberry-Pi-basierte Steuerung für echte Maschinen sucht, steht schnell vor der Frage, ob ein Einplatinencomputer mit ein paar GPIO-Pins reicht. Meist reicht er nicht: 3,3-V-Logik, kein sauberer 24-V-Anschluss, keine industrietauglichen Ein- und Ausgänge. Die SLM-RP4 von Synergy Logic geht den anderen Weg. Sie nimmt einen Raspberry Pi 4 als Rechenkern und stellt ihm ein Hutschienen-Gehäuse aus Aluminium, eine 24-V-Versorgung und eine Backplane für bis zu acht stapelbaren I/O-Module zur Seite 1 , 4 .

Dieser Text beantwortet eine konkrete Aufgabe: Sie wollen klären, ob die SLM-RP4 für eine Maschinen- oder Messaufgabe taugt, was Sie dafür kaufen und wie Sie das Gerät mit OpenPLC in Betrieb nehmen. Dazu gehören die technischen Daten, eine Schritt-für-Schritt-Inbetriebnahme, das Hysterese-Muster für analoge Regelungen und die Grenzen, die der Hersteller selbst benennt.

Kurzantwort
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Die SLM-RP4 kombiniert einen Raspberry Pi 4 mit einer SPI-Backplane für bis zu acht I/O-Module. Technik, OpenPLC-Inbetriebnahme und Grenzen im Überblick.

Was die SLM-RP4 ist
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Die SLM-RP4 ist ein DIN-Schienen-Controller um einen Raspberry Pi 4 Model B mit 2 GB RAM. Hersteller und Vertrieb ordnen sie als industrielle SPS für Automatisierung, Maschinensteuerung, Datenerfassung und Industrial IoT (IIoT) ein 1 , 12 . Technisch ist sie ein lüfterloses Aluminiumgehäuse für die 35-mm-Hutschiene, in dem der Pi samt 16-GB-microSD-Karte steckt; nach außen führt der Controller industrielle Klemmen statt Stiftleisten 5 , 12 .

Zwei Dinge unterscheiden die SLM-RP4 von einem nackten Pi. Erstens die Versorgung: 24 V DC an einer Schraubklemme speisen Controller und Backplane. Der USB-C-Port versorgt nur den Controller, nicht die Module 5 . Zweitens die Erweiterung: Eine SPI-Backplane verbindet über die Kantenstecker bis zu acht Module ohne zusätzliche Kabel. Die Steckposition rechts neben der Basis bestimmt die Slot-Adresse 4 . Bei 18 verfügbaren Modultypen sind so laut Hersteller bis zu 128 I/O-Punkte möglich 1 , 12 .

Auf der Software-Seite ist das Gerät ab Werk vorkonfiguriert: Raspberry Pi OS, OpenPLC Runtime sowie Python- und C++-Bibliotheken sind vorinstalliert 1 , 6 .

Technische Daten
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Die Kernwerte stammen aus Produktseite, Hersteller-Store und Datenblatt 1 , 2 , 12 .

Rechenkern: Raspberry Pi 4 Model B, 2 GB RAM
Speicher: 16 GB microSD (eingelegt, für den Boot erforderlich)
Netzwerk: Gigabit-Ethernet, WiFi 5 (802.11ac), Bluetooth 5.0/BLE
Peripherie: 2× micro-HDMI, 3,5-mm-Klinke, 2× USB 3.0, 2× USB 2.0, 1× USB-C
Versorgung: 24 V DC an der Klemme (±25 %), 5 V/3 A über USB-C nur für den Controller
Temperaturbereich: 0 bis 50 °C, lüfterlos (Produktseite; der Hersteller-Store nennt abweichend 60 °C)
Gewicht: 289 g
Zertifizierungen: UL 61010-1 und UL 61010-2-201 (File E547748, Kanada und USA), CE nach EN 61131-2, EN 61010-1 und EN 61010-2-201
Garantie: zwei Jahre ab Fertigung oder achtzehn Monate ab Installation durch den Erstkäufer
Preis: 249 USD für die Basis, Module separat

Der Preis stammt aus dem Hersteller-Store, der die Basis als lieferbar führt 2 . Den Vorgänger SL-RP4 ohne integrierte Backplane nennt der Hersteller selbst mit 149 USD 1 , 12 .

synergy logic slm-rp4 – a raspberry pi 4 plc with modular industrial i – Illustration 2

Bildquelle: Synergy Logic – SLM-RP4 Produktseite

Module und Backplane
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Alle Ein- und Ausgänge liefern Module, die rechts neben der Basis auf die Hutschiene geklippt werden. Der Modulkatalog nennt 18 Typen in sieben Gruppen 3 .

Digitale Eingänge: 16 Kanäle 12–24 V DC als Sink/Source (SLM-DCI-16NP), 16 Kanäle 24 V AC/DC (SLM-ACDCI-16NP), 8 Kanäle 100–240 V AC (SLM-ACI-8) sowie ein Simulator mit acht Kippschaltern (SLM-SIM-8) 3 .

Digitale Ausgänge: 15 Kanäle als Sink mit 3,3–24 V (SLM-DCO-15N) oder als Source mit 12–24 V (SLM-DCO-15P) 3 .

Kombinierte Digitalmodule: 8 Eingänge 12–24 V DC mit 7 Ausgängen als Sink (3,3–24 V DC) oder Source (12–24 V DC) sowie 8 Eingänge 24 V AC/DC mit 8 Relaisausgängen (SLM-DCI-8NP-DCO-7N, SLM-DCI-8NP-DCO-7P, SLM-ACDCI-8NP-RLY8) 3 .

Relais: 16 Kanäle SPST (SLM-RLY-16, 6,25–30 V DC / 6–120 V AC) oder 8 Kanäle gemischt aus sechs SPST- und zwei SPDT-Kontakten (SLM-RLY-8-ISO, 6–24 V DC / 6–120 V AC) 3 .

Analogeingänge: 8 Kanäle 0–10 V oder 0–20 mA mit 13 Bit Auflösung (0–8191); Analogausgänge: 8 Kanäle 0–10 V oder 4–20 mA mit 12 Bit (0–4095), jeweils als eigene Spannungs- und Strommodule. Daneben gibt es Kombi-Module mit vier Analogeingängen und zwei Analogausgängen 3 .

Temperatur: das Modul SLM-THM-4 hat vier Thermoelement-Kanäle für die Typen J, E, K, R, S, T, B, N und C sowie Millivolt-Bereiche. Das Datenblatt nennt eine Genauigkeit von ±0,1 °C oder °F. Der Sensortyp wird pro Kanal konfiguriert, ein Modul darf also verschiedene Thermoelement-Typen und Roh-Millivolt mischen 3 .

Zwei Punkte sind beim Aufbau entscheidend. Erstens ist die Backplane nicht hot-swappable: Module dürfen nicht bei anliegender Spannung gesteckt oder gezogen werden, sonst drohen Schäden 4 . Zweitens muss die Software-Konfiguration exakt zum physischen Aufbau passen. Ist Slot 2 als 0–10-V-Eingang deklariert, steckt aber ein 0–20-mA-Modul, adressiert das Programm falsche Daten und jede Messung dieses Slots ist falsch 4 . Hinzu kommt die Verdrahtung: Die 24 V der Versorgung sind nicht die Feldspannung, die Lasten schaltet; Ausgangsmodule brauchen je nach Verdrahtungsplan eine eigene Feldversorgung 5 . Die G-Klemme gehört mit möglichst kurzer Leitung auf die Schrank-Erde, weil analoge Module empfindlich auf Erdschleifen reagieren 5 .

Inbetriebnahme mit OpenPLC
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Die SLM-RP4 wird mit der Desktop-Version des OpenPLC Editors programmiert, ab Version 4.3.1. Die folgenden Schritte folgen dem Quick Start des Herstellers und sind in etwa fünfzehn Minuten durchlaufen 6 .

Editor installieren. Die Downloads liegen bei autonomylogic.com; unter Linux ist es eine AppImage-Datei, die vor dem Start ausführbar gemacht wird.
24 V anlegen. Das Gerät bootet in unter einer Minute und startet OpenPLC Runtime automatisch.
Neues Projekt anlegen: Typ PLC Project, als erste Sprache Ladder Diagram, Zykluszeit bei den vorgeschlagenen 20 ms belassen.
Supportpaket installieren. Unter Device → Configuration den Geräte-Dropdown öffnen, „Install additional boards" wählen und im Package Manager unter „Browse Catalog" das Paket „Synergy Logic SLM-RP4" installieren.
Board auswählen. Nach der Installation erscheint unter dem Dropdown die Gruppe SYNERGY LOGIC; SLM-RP4 wählen. Erst danach tauchen im Projektbaum die Einträge Backplane Configuration und HAL Settings auf.
Gerät suchen. „Search" sendet einen UDP-Broadcast und listet antwortende Laufzeiten auf. Der Broadcast läuft laut Dokumentation auf Port 33333 und überquert keine Subnetze; VPN, getrennte VLANs oder Gast-WLAN mit Client-Isolation verhindern die Erkennung. In dem Fall die IP-Adresse von Hand eintragen, die Verbindung selbst funktioniert dann normal 6 , 11 .
Erstes Benutzerkonto anlegen. Eine neue SLM-RP4 hat keine Konten; beim ersten Verbinden wird eines angelegt. Diese Zugangsdaten liegen auf dem Gerät und nicht in einer Cloud 6 .
Backplane konfigurieren. Unter Device → Backplane Configuration die Module in Slot-Reihenfolge hinzufügen, links beginnend direkt neben der Basis.
Programm schreiben. Für einen ersten Test genügt eine Rung aus Öffner (Ruhekontakt), TON, TOF und Spule, die einen Ausgang blinken lässt.
Build & Upload. Der Editor übersetzt und überträgt das Projekt; die Laufzeit baut und lädt es. Danach läuft das Programm automatisch. Startet es nicht, liegt es meist am Kompilierfehler oder am T/F-Schalter, der für Run auf T stehen muss 6 .

Derselbe Blink-Test lässt sich in Strukturiertem Text knapper notieren. Mit der Variable blink am Alias Blink_Out sowie einem TON (pulse) und einem TOF (off_delay) lauten die drei Zeilen 6 :

pulse(IN := NOT blink, PT := T#500ms);
off_delay(IN := pulse.Q, PT := T#500ms);
blink := off_delay.Q;

Der Ablauf ist identisch zur Ladder-Variante: Der Impuls dreht den Ausgang alle 500 ms um.

Beim ersten Einschalten helfen die LEDs an der Front. PWR leuchtet, sobald 24 V anliegen, BASE, sobald die Basis angemeldet ist und die Backplane gescannt wird. Leuchtet BASE nicht, erreicht die Basis die Module nicht 13 . Die grüne ACT-LED neben dem SD-Slot blinkt bei Kartenzugriff; vor dem Trennen der Versorgung wartet man, bis sie dunkel ist, damit das System sauber heruntergefahren ist 13 . Im OpenPLC-Betrieb zeigt die RGB-LED den Laufzustand: grün bedeutet Programm läuft, rot bedeutet Fehler 13 .

Ein Detail spart später Arbeit: Der Editor vergibt IEC-Adressen automatisch in Slot-Reihenfolge. Fügt man weiter links ein Modul ein, verschieben sich alle Adressen. Deshalb verbindet man I/O über Aliase (freie Namen wie Start_PB oder Tank_Level) statt über Roh-Adressen; ein Alias bleibt an seinem I/O-Punkt hängen, auch wenn die Adresse darunter wechselt 6 , 7 .

Analoge Werte lesen und Hysterese setzen
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Der Umgang mit analogen Kanälen ist die Stelle, an der die Doku konkret wird. Ein 13-Bit-Eingang liest bei 0–10 V Werte von 0 bis 8191. In Strukturiertem Text skaliert man das in Volt:

level_volts := UINT_TO_REAL(level_raw) / 8191.0 * 10.0;

Alternativ stellt man das Modul in der Backplane-Konfiguration auf „Engineering Units" um. Dann liefert der Kanal direkt einen REAL-Wert in Volt, Milliampere oder Grad, und die Skalierungszeile entfällt 7 .

Das Beispielprojekt des Herstellers schaltet vier Ausgänge bei 2, 4, 6 und 7,9 V. Der vierte Schwellwert liegt bewusst bei 7,9 V statt 8,0 V: Konvertertoleranz, Referenzdrift und die Genauigkeit der Quelle führen dazu, dass ein nominelles 8-V-Signal auch 7,98 V lesen kann. Ein Schwellwert exakt auf dem erwarteten Niveau flackert oder löst nie aus 9 .

Für eine echte Regelung kommt Hysterese hinzu: einschalten auf einem Niveau, ausschalten auf einem etwas niedrigeren. Der Hersteller zeigt das Muster für einen Kanal mit einem Totband von 0,2 V 9 :

IF level_volts >= 2.0 THEN
  bar_1 := TRUE;
ELSIF level_volts < (2.0 - hysteresis) THEN
  bar_1 := FALSE;
END_IF;

Wichtig ist der dritte Fall: Liegt der Wert innerhalb des Bands, trifft keiner der beiden Zweige zu, und der Ausgang hält seinen Zustand. Genau das verhindert das schnelle Takten. Die Doku formuliert es als Regel für alles, was ein Schütz, eine Pumpe oder ein Ventil ansteuert: schnelles Takten verkürzt die Lebensdauer der Komponenten 9 .

Fehler sicher erkennen
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Die SLM-RP4 bringt mehrere Absicherungen mit, die beim Betrieb über Erfolg oder Schaden entscheiden.

Ein Hardware-Watchdog soll die Steuerung nach Anwendungsfehlern wieder in einen definierten Zustand bringen 12 . Auf der Backplane-Ebene ergänzt die HAL-Einstellung eine Bus-Fehler-Erkennung: Standardmäßig aktiv, zählt der Treiber pro Slot die aufeinanderfolgenden fehlgeschlagenen Transfers und löst nach zehn Fehlern aus. Bei den voreingestellten 10 ms Bus-Scan-Zyklus entspricht das etwa 100 ms Dauerausfall — unabhängig von der PLC-Zykluszeit. Die Standardaktion fährt alle Ausgänge auf null und stoppt die SPS 8 .

Die Alternative „nur Warnung protokollieren" lässt die Maschine auf I/O weiterlaufen, dem der Treiber selbst nicht mehr traut. Die Doku hält sie nur für unkritische Anwendungen wie Datenlogger oder Umgebungsmonitoring für vertretbar; wer Motoren, Ventile oder Heizungen ansteuert, soll bei „Ausgänge nullen und stoppen" bleiben. Die Bus-Fehler-Erkennung ist ausdrücklich eine Diagnose und kein Ersatz für einen hardverdrahteten Sicherheitskreis 8 .

Bei Temperaturmessung kommt die Burnout-Erkennung des SLM-THM-4 hinzu. Jeder Kanal hat ein eigenes Status-Bit, das einen offenen Fühlerkreis anzeigt, unabhängig vom Messwert selbst. Die Burnout-Richtung wird so gewählt, dass sie die Logik in den sicheren Zustand treibt: Bei einem Heizprozess wählt man High, damit ein gebrochener Fühler als Übertemperatur liest und die Heizung aus statt an schaltet. Das Status-Bit sollte man zusätzlich lesen und auswerten, weil es zuverlässiger ist, als einen Fehler aus dem Wert abzuleiten 10 .

Für die häufigsten Symptome nennt die Fehlerbehebung konkrete Ursachen, in ungefährer Reihenfolge der Häufigkeit 11 :

Editor findet das Gerät nicht: gleiches Subnetz prüfen, Bootzeit abwarten, Host-Firewall und WLAN-Client-Isolation ausschließen. Der Ausweg ist immer derselbe, die IP manuell eintragen, etwa mit hostname -I am Gerät.
„No modules found": meist sitzt das erste Modul nicht vollständig in der Basis oder die Backplane-Spannung fehlt.
„No base controller activity": fast immer ein Versorgungsproblem, 24 V an der Klemme messen.
Ausgang schaltet nicht: häufigste Ursache ist fehlende Feldspannung, denn die Backplane versorgt nur die Modul-Logik, nicht die Last.
Analogkanal liest immer null: der Kanal ist nicht aktiviert oder die Konfiguration wurde nicht hochgeladen.
Analogwerte um etwa Faktor acht daneben: falsche Zählerskalierung, Code für „Module resolution" trifft auf „Rescaled to 0-65535" oder umgekehrt.
Temperatur fällt, während der Prozess heizt: Thermoelement falsch gepolt, Anschlüsse tauschen.
SPS stoppt immer wieder: Bus-Fehler durch ein lockeres Modul, elektrisches Rauschen oder einen Zyklus-Überlauf. Dann eher den Bus-Scan-Zyklus erhöhen als die Fehlerschwelle maskieren.

Grenzen und Einordnung
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Die SLM-RP4 hat klare Grenzen, und es ist sinnvoll, sie vor dem Kauf zu kennen.

Die Backplane ist nicht hot-swappable, Module steckt man nur spannungsfrei 4 . Der Raspberry Pi 4 mit microSD-Karte ist keine Echtzeit- und keine Sicherheits-SPS; die Bus-Fehler-Erkennung ersetzt keinen Safety-Kreis 8 . Der Temperaturbereich von 0 bis 50 °C schließt Außenmontage oder warme Schaltschränke aus; der Hersteller-Store nennt abweichend 60 °C 1 , 2 , 12 . Die 128 I/O-Punkte sind die Obergrenze aus acht Modulen, und die 18 Modultypen decken diskrete, Relais-, Analog- und Thermoelement-Funktionen ab, aber keine Sonderfelder wie Zählmodule mit schnellen Encodern 1 , 3 .

Einordnung: Die SLM-RP4 schließt eine konkrete Lücke. Sie macht einen Pi in einem 24-V-Schaltschrank anschließbar, ohne dass man sich eigene Netzteile, Pegelwandler und Gehäuse baut. Für 249 USD Basis plus Module ist das ein vergleichsweise niedriger Einstieg in eine echte IEC-61131-3-Programmierung. Der eigentliche Wert liegt in der Dokumentation: Backplane-Konfiguration, Fehlerverhalten, Thermoelement-Burnout und Hysterese sind präzise beschrieben. Wer Sicherheitsfunktionen, einen weiten Temperaturbereich oder lange Ersatzteil- und Garantieketten braucht, bleibt bei etablierten SPS-Herstellern.

Als Alternativen auf Pi-Basis nennt der Ausgangsartikel die Industrial Shields Raspberry Pi PLC, den EDATEC ED-PLC2010 (CM4, CODESYS, bis 32 Erweiterungsmodule) und den Sfera Labs Strato Pi Max (CM4) 12 . Welche davon passt, entscheidet sich weniger am Rechenkern als an Feldbussen, Zulassungen und daran, ob CODESYS oder OpenPLC die geforderte Programmierumgebung ist.

Häufige Fragen
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Wie funktioniert eine Raumklima-Automation mit Temperatur- und Feuchtesensoren, ohne dass es ständig hin und her schaltet?
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Der Kern ist Hysterese: ein Schwellwert zum Einschalten und ein zweiter, niedrigerer zum Ausschalten, sodass dazwischen ein Totband liegt. Ein Temperatur- oder Feuchtesensor lässt sich über das Analogmodul anschließen, als 4–20-mA-Transmitter am SLM-AI-8-mA oder als Thermoelement am SLM-THM-4 3 . Der Messwert wird auf die physikalische Einheit skaliert, direkt über die Einstellung „Engineering Units" oder im Programm 7 , 9 .

Die Logik überträgt das Hysterese-Muster auf Grad oder Prozent statt Volt: einschalten, sobald der Wert den oberen Schwellwert erreicht, ausschalten erst, wenn er unter den unteren fällt. Liegt der Wert dazwischen, trifft keiner der Zweige zu und der Ausgang behält seinen Zustand 9 . Das verhindert das schnelle Takten von Lüfter, Heizung oder Entfeuchter, das laut Doku die Lebensdauer von Schützen, Pumpen und Ventilen verkürzt 9 . Die Breite des Totbands richtet sich nach Sensorrauschen und der Trägheit der Anlage: ein großer Raum mit trägem Sensor verträgt ein breiteres Band, ein schneller Prozess ein schmaleres.

synergy logic slm-rp4 – a raspberry pi 4 plc with modular industrial i – Illustration 3

Weiterführende Artikel
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Passende Produktrecherchen
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Wenn du die praktische Seite vertiefen möchtest: Diese konkreten Produkte passen zum Thema dieses Artikels. Es ist keine Rangliste und keine Kaufpflicht, sondern eine kurze Auswahl mit Begründung, für wen sie interessant sein kann:

MeanWell MDR-60-24 Hutschienen Netzteil, 60W, 24V, 2,5A – Leser, die die Steuerung mit sauberer 24-V-Versorgung in Betrieb nehmen wollen. – Versorgt die SLM-RP4 über die 24-V-DC-Klemme samt Backplane-Modulen; 60 W reichen für Basis und mehrere Module.
Hutschienen 25-35-50-75-100 cm DIN Schiene 7,5x35mm gelocht Stahl (3 Stück je 50cm) – Leser, die Basis und I/O-Module fest und vibrationssicher montieren. – Die SLM-RP4 wird auf 35-mm-Hutschiene montiert; gelochte Stahlschiene trägt Basis und Modulstapel im Schaltschrank.
PeakTech TF-50 - Temperaturfühler Typ-K -50°C bis 250°C Thermoelement – Leser, die Temperaturmessung und Burnout-Erkennung am Temperatureingang aufbauen oder testen. – Passender Fühler für das SLM-THM-4-Temperatureingangsmodul, das Thermoelemente vom Typ K unterstützt.
Temperatursensor, 4-20mA IP65 wasserdicht, wandmontierter Temperatur- und Feuchtigkeitssammler – Leser, die Temperatur und Luftfeuchte über einen 4-20-mA-Eingang erfassen und regeln. – Passt an das SLM-AI-8-mA-Analogeingangsmodul und ist die Messgrundlage für eine Raumklima-Automation mit Hysterese.
Kingston Industrial microSD 32GB microSDHC Industrial C10 A1 pSLC Karte – Leser, die Recovery und Austausch des Betriebssystem-Datenträgers einplanen. – Ersatzkarte für Reimage und Backup: Die SLM-RP4 bootet ausschließlich von der SD-Karte, die fürs Reimaging getauscht werden muss.
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Entscheidungshilfe: Wann ist das sinnvoll?
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Eher abwarten, wenn die Quellenlage noch dünn ist, wichtige technische Details fehlen oder der Nutzen nur aus Hersteller- oder Projektversprechen besteht. Dann ist Beobachten besser als vorschnelles Umstellen.

Worauf du achten solltest: konkrete Verfügbarkeit, nachvollziehbare Kosten, offene Einschränkungen, Sicherheits- oder Datenschutzfolgen und belastbare Quellen statt bloßer Ankündigungen.