KI für alle: Machine Learning Creator

Während in vielen Betrieben die KI noch im Elfenbeinturm steckt, will Beckhoff sie in den Maschinenraum bringen. Ein Werkzeug dafür: der Twincat Machine Learning Creator. „Damit trainiert der SPS-Programmierer ein neuronales Netz, ohne KI-Spezialist zu sein“, sagt Johannes Beckhoff. „Er lädt einfach einen aufgezeichneten und klassifizierten Datensatz in unsere Software Twincat Machine Learning Creator, dann startet automatisiert das Training – fertig ist das neuronale Netz.“

Gestartet wurde mit Bildanalysen. Auf der SPS wird gezeigt, dass auch Signale und Zeitreihen analysiert werden: Vibrationen an einer Frässpindel, Druckkurven, Prozesssignale. Johannes Beckhoff: „So lassen sich Gut-Schlecht-Beurteilungen von Prozessen sowie Predictive Maintenance realisieren.“ KI-Agenten erleichtern das Engineering.

Twincat CoAgent stellt verschiedene Agenten zur Verfügung, die das sogenannte Model Context Protocol (MCP) nutzen. MCP wurde speziell für Large Language Models (LLM) erschaffen und ermöglicht diesen Zugriff auf externe Tools und Datenquellen, was sie effektiver macht. Dieses Protokoll kommt laut Johannes Beckhoff „in der üblichen Large-Language-Model-Welt, also der ChatGPT-Welt, relativ oft zum Vorschein: Es handelt sich hierbei quasi um ein standardisiertes Interface, welches beschreibt, wie ein Large Language Model deterministisch auf Funktionen eines Agenten zugreifen kann.“ MCP wurde in Twincat CoAgent implementiert.

„Alles, was wir in Twincat entwickeln werden, sei es HMI, PLC, Analytics, spezielle Messtechnikfunktion oder auch XPlanar, XTS oder Motion, wird mit einem MCP-Interface als Zugang zur Kopplung von LLM versehen.“ Der Nutzer kann dann interagieren mit Fragen wie: Kannst du mir einen bestimmten Code kreieren? Oder: Kannst du mir einen Alarm setzen? Johannes Beckhoff: „Das Large Language Model kann über dieses MCP-Interface genau auf diese Funktion des jeweiligen Automatisierungsbausteins zugreifen.“ Hans Beckhoff illustriert es gewohnt bildhaft: „Früher saß ein Mensch vor der Maschine und zog Hebel. In Zukunft sitzt ein kleines Männchen darin – ein LLM – das zuhört, versteht und handelt.“

Auf der Messe K wurde das teilweise schon demonstriert: Eine Kunststoffblasmaschine verfügt über den Industrie-PC C6043 mit NVIDIA-GPU: Dieser steuert nicht nur die Maschine, sondern chattet und bringt künstliche Intelligenz zum Einsatz. „Wir integrieren agentisches Wissen überall in unser Twincat“, fasst Johannes Beckhoff zusammen. Zukünftig sind auch komplexe Abfragen als Spracheingabe direkt an der Maschine möglich. Damit kann die Maschine sicher überwacht und auch ein Fehler diagnostiziert werden.

Auf der SPS-Messe werden noch viele weitere Softwarethemen in den Fokus gerückt, zum Beispiel containerbasierte bzw. virtuelle Steuerungen, verbesserte Motion- und Vision-Algorithmen.

Hardware-Offensive: Neue Panel-PC, neue Prozessoren

„Neu vorgestellt auf der SPS werden die Panel-PC-Baureihen CP4xxx und CP5xxx der Next-Multitouch-Panel-Generation, die dritte Generation seit 1998 in Bezug auf die Geräteausführung“, verrät Johannes Beckhoff. Der Fokus liegt dabei auf kostenoptimierten Lösungen, einem ansprechenden Design sowie einer breiten Palette an Formaten. Wichtige Eigenschaften der Panel-PCs sind die EtherCAT-basierte Echtzeitkommunikation, die vollständige Integration in TwinCAT, hochwertige Displays mit Multifinger-Touchfunktion, ein reduzierter Stromverbrauch insbesondere mit eingesetzten ARM-Prozessoren und langzeitverfügbare Industriekomponenten. „Das Display ist das Gesicht der Maschine – und kombiniert beides: Eleganz und Maschinentauglichkeit“, sagt Hans Beckhoff.

Um die Next-Multitouch-Panel-PC zukunftssicher zu positionieren, wurde das Elektronikkonzept überarbeitet sowie mechanische und elektronische Schnittstellen vereinheitlicht. Die robusten Geräte, die komplett aus eigener Fertigung in Deutschland stammen, stehen als IP20-Einbauvarianten sowie in IP65 für die Tragarmmontage zur Verfügung. Erstmalig wird eine neue ARM-Multicore-CPU angeboten, die insbesondere für preissensitive Visualisierungsaufgaben in Frage kommt. Wenn die Panel-PC zusätzlich mit der Automatisierungssoftware Twincat ausgestattet werden, können Anzeige und Steuerung auf dem gleichen Gerät laufen. Dies ermöglicht laut Hans Beckhoff „einen guten und sehr kostengünstigen Einstieg in die Beckhoff-Steuerungstechnik.“ Die Panel-PC bieten dabei nicht nur klassische Vorteile wie reduzierten Platzbedarf oder weniger Verkabelungs- und Wartungsaufwand. Im Sinne smarter Gateways sind sie darauf ausgelegt, Maschinendaten zu erfassen, vorzuverarbeiten und an übergeordnete Systeme weiterzuleiten.

Was gibt es Neues aus der Prozessorwelt? „Bei Beckhoff haben wir immer drei bis vier Prozessorklassen, mit denen wir unsere Geräte ausstatten. Wir starten für unsere Kleinsteuerungen mit ARM-Prozessoren. Für die Embedded-PC der Serien CX82xx und CX92xx kommen dann zum Beispiel leistungsstärkere ARM-Cortex-CPU zum Einsatz“, erläutert Hans Beckhoff. Damit können schon kleinere Motion-Anwendungen gesteuert werden.

Als nächstes startet die x86-CPU-Familie für leistungsfähigere Industrie-PC. Hier kommen neue Prozessorlinien zum Einsatz: „Wir nutzen Intel Amston Lake mit bis zu acht Kernen für die kompakten Steuerungen und Intel Bartlett Lake für die Hochleistungssysteme. Das deckt eine enorme Bandbreite ab“, so Johannes Beckhoff. Die neuen Prozessoren werden in diesem Jahr und in 2026 eindesignt.

„Unsere Steuerungen sind mit Windows und Linux als Betriebssystem als Standard verfügbar“, ergänzt Johannes Beckhoff. „Viele Kunden fordern das. Linux wird breit angenommen“, bestätigt Hans Beckhoff.

I/O und Ethercat: Standard trifft Upgrade

Ethercat gehört seit 2003 zur Beckhoff-Erfolgsgeschichte und hat sich zum weltweiten Standard für die industrielle Kommunikation entwickelt. „Wir releasen nun Ende des Jahres mit dem ET1150 einen neuen Asic mit mehr Speicher und höherer Performance“, weiß Johannes Beckhoff. Der Energieverbrauch ist sogar viermal geringer als beim ET1100. Der neue Chip ist pinkompatibel zum Vorgänger, der weiterhin verfügbar bleibt. „Das ist eine gute Nachricht für Gerätebauer, die mit einem ordentlichen Performance-Schub rechnen können“, hebt Hans Beckhoff hervor.

Das nächste Highlight betrifft den VHDL-basierten Ethercat-IPCore. Auch hier steht nun eine neue leistungsfähige Version zur Verfügung, die eine Implementation der Ethercat-Funktionalität in verschiedene FPGA und ebenso die Integration von Ethercat in spezifische Halbleiter-Chips ermöglicht. Die Eigenschaften sind ähnlich positiv wie beim neuen Asic“, schließt Hans Beckhoff an.

Ebenso gibt es bei den Ethercat-Klemmen Neuheiten: „Wir präsentieren die ED-Serie der Ethercat-Klemmen im neuen Gehäuse“, so der Geschäftsführer. Sie zeichnet sich durch Push-in Anschlusstechnik für eine einfachere Verdrahtung, verbesserte thermische Eigenschaften und neue Elektronik aus. „Und selbstverständlich ist die neue Serie kompatibel zu den bisherigen EL-Klemmen.“ Hans Beckhoff versichert: „Unsere ersten Klemmen aus 2003 zur Markteinführung von Ethercat liefern wir auch heute noch als Standardklemmen. Selbst unsere K-Busklemmen von 1995 sind weiter lieferbar. Unsere neuen ED-Klemmen ergänzen unser vorhandenes Portfolio. Wir setzen auf erfolgreiche Kontinuität.“