Neue Generation der Steuerungstechnik

Auf der Messe SPS – Smart Production Solutions – präsentiert Beckhoff Automation einige technologische Highlights. Besonders erwähnenswert ist die neue Generation der Steuerungstechnik: Twincat PLC++, eine vollständige Neuentwicklung, die einen deutlichen Performance-Sprung sowohl im Engineering als auch in der Runtime ermöglicht – und zwar mit den bekannten Twincat-Vorteilen der durchgängigen Integration aller Automatisierungsfunktionen, Kompatibilität und Offenheit. „Wir haben hier in eine komplett neue Technologie investiert, mit der wir beste Leistungswerte erzielen“, so der Geschäftsführer. „Ein riesengroßer Vorteil für unsere Anwender, denn wenn es um performante Maschinensteuerungen geht, dann kann die Produktivität der Maschinen deutlich durch schnellere Steuerungstechnik gesteigert werden!“

„Mit Twincat PLC++ erreichen wir eine bis zu doppelt so schnelle Ausführung des Steuerungscodes im Vergleich zu den bisherigen Lösungen und verschieben somit die bisherigen Leistungsgrenzen deutlich“, erklärt H. Beckhoff. „Als weiteres Highlight ermöglicht der neue Compiler von Twincat PLC++ mit einer besonderen Performance-Option, den Steuerungscode im Hinblick auf die Ausführungszeit noch zusätzlich zu optimieren und so ein weiteres deutliches Plus in der Ausführungsgeschwindigkeit zu erzielen. Ein zusätzlicher Gewinn um den Faktor 2 (und mehr) ist in typischen Anwendungsfällen zu erreichen.“

Die Software basiert auf den in der IEC 61131-3 beschriebenen Sprachen. „Wir unterstützen vier Programmiersprachen der Norm, auf die Anweisungsliste haben wir verzichtet“, gibt H. Beckhoff bekannt. „Unsere 30-jährige Erfahrung mit der IEC 61131-3 ist in die neue Software eingeflossen.“ Als Mitglied der deutschen IEC-Gruppe hat Beckhoff direkten Einfluss auf die neuesten Entwicklungen und Best Practices der Normung. Die Besonderheit: Twincat PLC++ ist größtmöglich kompatibel zu der IEC 61131-3 in der vierten Auflage. Die entsprechende Portabilität erleichtert den Austausch und die Zusammenarbeit  zwischen unterschiedlichen Automatisierungssystemen. Zukünftig wäre sogar ein Austausch von Programmcode möglich, mit Programmlösungen, die ähnlich strikt der „reinen Lehre“ der IEC 61131-3 entsprechen. 

Bekanntes und Bewährtes bleibt, wesentliche Bestandteile der Entwicklungsumgebung, die Editoren und Compiler, wurden in Anlehnung an IT-Standards neu entwickelt. Hervorzuheben ist die Möglichkeit, durch eine tiefe DevOps-Integration die Grundlagen für CI/CD (Continuous Integration und Continuous Deployment) zu nutzen. Diese durchgängige Integration von DevOps-Prinzipien in die Steuerungsumgebung soll die Code-Qualität steigern und die Zuverlässigkeit der Steuerung erhöhen. 

„Dank moderner Compiler-Technologie und einer tiefen und nahtlosen Integration in das bestehende Twincat-Ökosystem können unsere Anwender nun von einem schnelleren Entwicklungszyklus profitieren, was die Time-to-Market für neue Maschinen erheblich reduziert“, erläutert H. Beckhoff. Besonders mit der aus der IT-Welt bekannten Möglichkeit, über den neuen Compiler den Steuerungscode im Hinblick auf die Ausführungszeit zu optimieren, kann für die bisherige Maschinensteuerung gegebenenfalls ein Industrie-PC mit weniger Rechenleistung ausreichen, was entsprechend Hardwarekosten einspart. So kann sich der Kunde beim Einsatz von Twincat PLC++ entscheiden, ob er mehr Leistung oder geringere Kosten in seinem Projekt braucht. „Vermutlich beides“, schmunzelt H. Beckhoff. Die neue Steuerungstechnologie läuft auf allen IPC-Plattformen, auch auf der ARM-Architektur.

Bei der Neuentwicklung lag der Fokus insbesondere auch auf den konkreten Bedürfnissen der Anwender. Ergebnis ist demgemäß eine nicht nur technisch äußerst fortschrittliche, sondern auch optimal auf die Praxisanforderungen abgestimmte SPS. Durch die Kombination mit der neuen Motion-Control-Generation Twincat MC3 lassen sich zusätzlich komplexe Anwendungen effizienter steuern und überwachen, was die Wettbewerbsfähigkeit von Beckhoff weiter stärkt. Aus Sicht des Engineerings erzielt Twincat PLC++ verkürzte Durchlaufzeiten von der Steuerungsentwicklung über die Inbetriebnahme bis hin zum gesamten Maschinenlebenszyklus. Dies wird durch die Reduzierung der Bedienzeiten mithilfe von geringeren Projektladezeiten und einem verbesserten Übersetzungsvorgang erreicht. Die minimierten Projektlaufzeiten senken deutlich die Kosten und ermöglichen zudem eine schnellere Markteinführung neuer Maschinen und Anlagen. Großen Anteil an einer optimalen Umsetzung hatte nicht zuletzt das Feedback von weltweit über 20 000 Twincat-Anwendern. Ergebnis sind eine optimierte, intuitive Benutzeroberfläche sowie verbesserte Funktionalitäten, die den Anwendern die Arbeit erleichtern. Besondere Unterstützung erhalten die Entwickler u. a. durch einen auf Twincat Chat basierenden Programmierassistenten, erweiterbare Code-Snippets, smarte Shortcut-Funktionalitäten zur geführten Code-Erstellung, einen Online-Offline-Code-Vergleich und einen sogenannten Favoritenpool.

Ein integrierter Konverter ermöglicht die effiziente Übernahme existierenden Programm-Codes, sodass vorhandenes Knowhow einfach in Twincat PLC++ verfügbar ist. U. a. können existierende Twincat-Scope- und Twincat-HMI-Applikation unverändert weiterverwendet werden. Damit ist ein Wechsel mit wenig Aufwand verbunden. 

Nahtlos sind laut H. Beckhoff C++ sowie Matlab und Simulink einbindbar. Für Twincat Analytics steht auch ein Python API zur Verfügung. „Python ist für echte Echtzeit im Submillisekundenbereich nicht geeignet“, weiß H. Beckhoff. „Die Programmiersprache eignet sich aber gut für Aufgaben wie das Sammeln und Verarbeiten von Daten in den Maschinen sowie für andere IoT-Anwendungen.“  

„Als Betriebssystem wird eine eigene Beckhoff Linux Distribution auf allen mittleren und großen Plattformen implementiert“, berichtet H. Beckhoff. Damit stehen zusammen mit Twincat/BSD und Windows nun drei Betriebssysteme für die Beckhoff-Systeme zur Verfügung.