Hohe Performance und vielfältige Funktionsbereiche

Abbildung von Twincat

Bild 02: Twincat kombi­niert als modulare Automatisierungs­ suite Standard­ Steuerungsfunk­tionen nahtlos mit weiteren Funk­tionalitäten, wie Robotik, Machine Vision und Artificial Intelligence (Quelle: Beckhoff)

Twincat ist als umfassende Automatisierungssuite in vielen unterschiedlichen Bereichen mit den passenden Komponenten vertreten. Hierzu zählen einerseits die Engineering-Produkte zum Konfigurieren und Programmieren einer Applikation. Zum anderen stehen die Runtime-Produkte zur Verfügung, deren Basis die Echtzeitumgebung für die unterschiedlichen Betriebssysteme ist. Dabei können im Twincat-System auf einem PC mehrere SPS gleichzeitig verwendet werden und zudem mehrere Tasks aufweisen, die auch auf unterschiedlichen Kernen des Industrie-PC ausführbar sind. Auf diese Weise lässt sich die Leistungsfähigkeit des Rechners bestmöglich ausnutzen.

Zu den Engineering-Werkzeugen, die das Basis-Twincat Engineering erweitern, zählt u. a. Twincat Scope mit vielen Möglichkeiten der grafischen Darstellung von analogen und digitalen Signalen. Aber auch Diagnosewerkzeuge, wie der ADS Monitor und der Realtime Monitor, gehören dazu. Zahlreiche Twincat-Messtechnik-Produkte ermöglichen es dem Maschinen- oder Anlagenbauer, Messwerte aufzunehmen und zu analysieren. Mit Twincat Analytics kann das zum Beispiel einfach grafisch konfiguriert werden. Ausgeführt wird Twincat Analytics meist auf einem Server oder sogar in einer virtuellen Maschine in der Cloud. Twincat Condition Monitoring ist dagegen eher eine Applikation, die auf einem Zielgerät permanent ausgeführt wird.

Prädestiniert für IoT und Industrie 4.0

Mit dem Einzug von Industrie 4.0 und dem Internet of Things (IoT) wurde schnell klar, dass auch die in der IT schon lange bekannte Cloud in den Automatisierungsmarkt einziehen wird. Beckhoff hat deshalb bereits 2015 Lösungen für IoT und Cloud-Anbindung vorgestellt. Das große Interesse der Kunden zeigt, dass auch dieses Mal der Schritt in eine neue Richtung honoriert wird. Cloudbased Control wird in den nächsten Jahren die Automatisierungstechnik stark beeinflussen und erneut geht Beckhoff dabei mit Twincat voran.

Die lokale und insbesondere die standortübergreifende Vernetzung von Maschinen und Anlagen ermöglicht nicht nur die Implementierung neuer Geschäftsmodelle, sondern sie erhöht zugleich die Effizienz des kompletten Produktionsprozesses vom Engineering bis zur Cloud-basierten Daten analyse im Betrieb, inklusive zuverlässiger Predictive Maintenance-Konzepte für erhöhte Verfügbarkeit und reduzierte Stillstandzeiten. Als Spezialist für PC-based Control unterstützt Beckhoff die Umsetzung effizienter IoT-basierter Automatisierungskonzepte, indem mit Twincat alle Maschinenfunktionen auf einer zentralen, offenen Steuerungsplattform integriert sind. Damit lassen sich Maschinen, Anlagen und Fertigungslinien so miteinander vernetzen, dass Effizienzpotenziale prozessübergreifend ausgeschöpft werden können. 

Am Anfang steht dabei das einfache Engineering aller Instanzen und Steuerungen direkt in der Cloud inklusive Analytics und HMI-Integration. Realisiert ist dies mit Twincat Cloud Engineering, das eine Instanziierung und Verwendung der existierenden Twincat-Engineering- und -Runtime-Produkte direkt in der Cloud ermöglicht. Die Ankopplung realer Steuerungshardware an die Twincat- Cloud-Engineering-Instanz erfolgt über einen sicheren Transportkanal. Über ein faires Abrechnungsmodell kann der Anwender frei entscheiden, ob er die Instanz nach Ablauf der Testphase weiter benutzen möchte. Gleichzeitig profitieren Anwender uneingeschränkt von allen Vorzügen der Twincat-Steuerungsarchitektur und von dezentralen Kollaborationsmöglichkeiten, zum Beispiel über ein integriertes Source Control Repository. Die Kommunikation der virtuellen mit der physikalischen Welt einer realen Steuerungshardware kann wahlweise über Secure ADS oder ADS-over-MQTT erfolgen. Die Datenverbindung wird hierbei über Standard-Sicherheitsmechanismen wie TLS mit Zertifikaten abgesichert.

Zukunftsfähigkeit auch durch Machine Learning

Aktuelle Anwendungsvorteile ebenso wie Zukunftspotenziale (Bild 2) eröffnen auch die unterschiedlichen Elemente  der künstlichen Intelligenz (Artificial Intelligence, AI). Das mit Twincat Machine Learning nahtlos  in die  Steuerungstechnik eingebundene maschinelle Lernen (ML) gilt hier als viel versprechende Technologie. Mit dieser noch recht neuen Technologie können beispielsweise Messwerte analysiert oder Maschinenabläufe optimiert werden.

Mit den Twincat-Produkten Machine Learning Inference Engine und Neural Networks Inference Engine bietet Beckhoff den Automatisierern und Maschinenbauern hierbei alle Möglichkeiten, um die Inferenz – d. h. die Ausführung eines trainierten ML-Modells – industrie- gerecht, nahtlos und in Echtzeit zu integrieren. Konkretumgesetzt wurde dies u. a. bei einer intelligenten Echtzeitinspektion der Verpackungsqualität für einen großen chinesischen Produzenten von Instant-Nudeln. Ein weiteres Beispiel ist die in Echtzeit bestimmte Fertigungsqualität innerhalb einer Bolzenanker-Produktionslinie, bei der ein auf Befestigungstechnik spezialisiertes, international tätiges Unternehmen aus den vorhandenen Maschinendaten die Umschließungsqualität der zum Bolzenanker gehörenden metallischen Hülse bestimmt. Damit konnte eine hundertprozentige Inline-Qualitätskon trolle ohne zusätzliche Sensorik oder Prüfstation realisiert werden.

Literatur

  1. Beckhoff Automation GmbH & Co. KG, Verl:

www.beckhoff.com/Twincat­iot , www.beckhoff.com/machine­learning

Josef Papenfort
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