Die effiziente Nutzung von Clouddiensten entwickelt sich im industriellen Umfeld zunehmend zum entscheidenden Wettbewerbsfaktor, denn dies ermöglicht die einfache und skalierbare Umsetzung zahlreicher Anwendungsfälle, die in der Vergangenheit nur mit vergleichsweise hohem Aufwand zu realisieren waren. Die PCbasierte Steuerungstechnik bietet hier eine umfassende Grundlage für die gezielte Nutzung von IoT-Infrastrukturen in der globalisierten industriellen Produktion. Die sichere, skalierbare Vernetzung global verteilter Steuerungssysteme, z.B. zur Realisierung von Big-Data- oder Analytics-Szenarien, ist hierbei nur der Anfang. Im nächsten Schritt müssen diese vernetzten Systeme so einfach wie möglich auch aus der Ferne bedient und gewartet werden können. TwinCAT Cloud Engineering setzt genau an dieser Stelle an. Es ermöglicht eine Instanziierung und Verwendung der existierenden TwinCAT-Engineering- und -Runtime-Produkte direkt in der Cloud.
IoT-basierte Automatisierung optimal unterstützt
Mit PC-based Control unterstützt Beckhoff IoT-basierte Automatisierungskonzepte optimal: Alle Maschinenfunktionen von der PLC über Motion Control und Robotik bis hin zu Vision, HMI und Machine Learning sind auf einer zentralen, offenen Steuerungsplattform integriert. Über die PC-basierte Steuerungstechnik lassen sich Maschinen, Anlagen und Fertigungslinien zudem für eine verbesserte Prozesseffizienz nahtlos miteinander vernetzen. Am Anfang steht dabei TwinCAT Cloud Engineering, das ein einfaches Engineering aller Instanzen und Steuerungen direkt in der Cloud und inklusive direkter Analytics- und HMI-Integration ermöglicht. Die TwinCAT-Entwicklungsumgebung lässt sich zwar schon seit einigen Jahren auch auf einer virtuellen Maschine in der Cloud betreiben, bislang musste der Anwender hierfür allerdings selbst einen Vertrag mit einem Cloudanbieter abschließen und alle TwinCAT-Elemente manuell umsetzen. Mit TwinCAT Cloud Engineering stellt Beckhoff nun ein entsprechendes Komplettpaket zur Verfügung: Der Zugriff auf das TwinCAT Cloud Engineering erfolgt einfach über die Beckhoff-Webseite, das heißt der registrierte Nutzer muss sich lediglich über ein Webportal einloggen und kann dann komfortabel auf seine virtuellen Maschinen zugreifen. Außer einem Webbrowser sind hierfür keine zusätzlichen Softwarekomponenten erforderlich, eine Softwareinstallation entfällt somit. Außerdem kann auf diese Weise rein browserbasiert sogar über bisher nicht geeignete Hardwareplattformen wie z.B. Tablet-PCs mit der TwinCAT-Entwicklungsumgebung gearbeitet werden.
TwinCAT Cloud Engineering für Experten und Einsteiger
TwinCAT Cloud Engineering unterscheidet zwei Benutzermodelle mit spezifischen Abrechnungsmodellen und Funktionsumfängen: Einsteiger- und Professional-User: Einsteiger erhalten ein Zeitkontingent, währenddessen sich die Instanz verwenden lässt und alle Funktionalitäten getestet werden können. Der Ablauf des Zeitkontingents erfolgt nur bei laufender Instanz und wird stundengenau ermittelt. Zudem kann der Anwender seine Instanz eigenständig starten bzw. stoppen, was eine effiziente Verwendung des Zeitkontingents ermöglicht. Professional-User haben nach Beendigung des Testzeitraums die Möglichkeit, die Instanz gegen eine monatliche Gebühr weiter zu verwenden. Darüber hinaus erhalten Professional-User Zugang zu einem zentralen Source Control Repository.
TwinCAT dient als Grundlage eines PC-basierten Steuerungssystems und stellt dem Professional-User zahlreiche Möglichkeiten zur Verfügung, um Maschinenprojekte zu realisieren und zu erweitern. Mit dem neuen TwinCAT Cloud Engineering können in diesem Zusammenhang auch existierende TwinCAT-Softwarekomponenten genutzt werden. Somit besteht nun die zusätzliche Möglichkeit, die TwinCAT-Architektur komplett in die Cloud zu transferieren. Die bisherige Möglichkeit, TwinCAT ‚on-premise‘, das heißt lokal auf dem Engineering-PC zu nutzen, bleibt natürlich weiterhin bestehen. Einziger Unterschied gegenüber der konventionellen Vorgehensweise ist nun die Verwendung einer virtuellen Maschine statt eines lokalen Engineering-PC. Dies bietet den Vorteil, dass sich der Anwender nicht an eine neue Softwareumgebung gewöhnen muss, sondern weiterhin in seiner gewohnten Entwicklungsumgebung arbeiten kann. Zudem entfällt die Installation und Vorhaltung unterschiedlicher, auf die individuelle Maschinengeneration zugeschnittener Softwareversionen auf dem eigenen PC. Stattdessen können verschiedene TwinCAT-Cloud-Engineering-Instanzen mit verschiedenen Versionsständen verwendet werden, der Zugriff erfolgt aus der Ferne und je nach Bedarf. Anwender haben so immer die zur Maschine passende Softwareversion zur Hand. Als Projektablage dient ein Source Code Control Repository, auf das direkt aus TwinCAT XAE heraus zugegriffen werden kann.
Aufgrund der gewohnten Automatisierungsumgebung finden sich nicht nur professionelle Anwender wie Maschinenbauer oder Anlagenbetreiber gut in der TwinCAT-Cloud-Engineering-Architektur zurecht. Die TwinCAT-Cloud-Engineering-Instanz bietet auch für Einsteiger eine umfassende und ideale Grundlage, um die ersten Schritte in der TwinCAT-Umgebung zu vollziehen. Programmbeispiele und Video-Tutorials liefern die erforderlichen Hinweise und Informationen, um möglichst schnell mit dem System vertraut zu werden und erste eigene Automatisierungsprojekte zu erstellen. Die Tutorials sind hierbei nach verschiedenen Schwierigkeitsstufen sortiert, sodass sich auch Einsteiger mit Vorkenntnissen wiederfinden. Weiterhin informiert ein integrierter News Feed über TwinCAT-Neuheiten.
Vereinfachte Abläufe und Umsetzung
Über ein frei konfigurierbares Dashboard erhält der Anwender Übersicht über alle erstellten Instanzen. Aus dem Dashboard heraus lässt sich eine webbasierte Remote-Desktop-Verbindung mit der Instanz initiieren. Der Webbrowser dient als alleiniges Werkzeug, um die Verbindung über HTTPS herzustellen. Es werden keinerlei zusätzliche Softwarekomponenten oder Einstellungen in der Unternehmens-Firewall benötigt. Innerhalb der Instanz greift der Anwender über die bekannte TwinCAT XAE Toolchain auf sein Projekt zu und kann dies über ein Git-basiertes System kollaborativ oder als Backup zur Quellcodeverwaltung hinzufügen. Die Kommunikation aus der virtuellen in die physikalische Welt mit einer realen Steuerungshardware kann wahlweise über Secure ADS oder ADS-over-MQTT erfolgen. Die Datenverbindung wird über Sicherheitsmechanismen wie TLS-Verschlüsselung mit Zertifikaten abgesichert.
Die Bereitstellung einer TwinCAT-Cloud-Engineering-Instanz über einen speziellen, automatisierten Prozess dauert nur wenige Minuten. Durch die Integration der Arbeitsoberfläche in den Webbrowser müssen keine zusätzlichen Softwarekomponenten installiert und bedient werden. Der Zugriff kann zudem von beliebigen Betriebssystemen und Endgeräten aus erfolgen. Auch die Anbindung realer Steuerungshardware an die Instanz ist denkbar einfach, da für alle Komponenten derselbe Kommunikationsport verwendet wird. Die Integration in existierende IT-Infrastrukturen wird so vereinfacht.
Da sich pro Instanz mehrere Steuerungen anbinden lassen, sind Remote-Szenarien wie z.B. die Ferndiagnose einer Maschine oder das Debugging eines SPS-Programms möglich. Die Einrichtung eines HMI und der weltweite Zugriff darauf sind durch die in der Cloud ablaufende Visualisierung äußerst einfach. Der Projektaustausch über das Quellcode-Verwaltungssystem erfolgt nahtlos. Lokale TwinCAT-Installationen lassen sich ebenfalls anbinden, sodass die Projekte auch außerhalb der TwinCAT-Cloud-Engineering-Umgebung weiterverwendet und synchron gehalten werden können.
Über moderne Source-Control-Funktionalitäten von TwinCAT können Git-basierte Systeme angebunden und zur Verwaltung des Automatisierungsprojekts verwendet werden. Die TwinCAT-Multi-User-Funktion ermöglicht den einfachen und nahtlosen Zugriff auf das Source Control Repository ohne tiefgehendes Fachwissen des Anwenders.
Cloudbasierte Datenanalyse für die Maschinenoptimierung
Mit TwinCAT Analytics bietet Beckhoff die Möglichkeit der punktuellen oder kontinuierlichen Datenanalyse. Hierfür stehen diverse Softwarewerkzeuge und Mechanismen zur Verfügung, die verschiedene Anwendungsfälle abdecken und dem Anwender einen schnellen Start in die Maschinenanalyse ermöglichen. Eine integrierte Code-Generierung ermöglicht die automatische Überführung der erstellten Analysekonfiguration in IEC61131-konformen SPS-Code, der sich dann in eine SPS-Laufzeit einbinden lässt. Dies ermöglicht eine 24/7-Analyse angeschlossener Maschinen.
Parallel zur Code-Generierung wird automatisch ein zugehöriges Analyse-Dashboard generiert. Dieses TwinCAT Analytics One-Click Dashboard basiert auf TwinCAT 3 HMI und ist in HTML5 plattformunabhängig realisiert. Dabei entsteht per einfachem Klick nicht nur das Dashboard an sich, sondern sogar die komplette, bei Bedarf im Nachhinein modifizierbare
