Automatisierungs-Software von Beckhoff
Linux-Runtime und KI-Creator für TwinCAT 3
Beckhoff Automation hat zwei Erweiterungen seiner Automatisierungs-Software »TwinCAT 3« vorgestellt: Mit »TwinCAT Runtime für Echtzeit-Linux« lassen sich mehrere TwinCAT-Runtimes in einem IPC ausführen, und »TwinCAT Machine Learning Creator« ermöglicht die automatisierte Erstellung von KI-Modellen.
»TwinCAT Runtime für Echtzeit-Linux« ermöglicht es beispielsweise, verschiedene Anlagenteile in einem leistungsstarken Rechner zusammenzuführen und so die Programmierung und Diagnose zu vereinfachen. Außerdem kann aus der Echtzeitumgebung heraus auf eine GPU (Grafikkarte) zugegriffen werden, etwa als Hardware-Beschleuniger für besonders rechenaufwändige Applikationen wie Vision-Anwendungen.
Als Basis der »TwinCAT Runtime für Echtzeit-Linux« dient eine Beckhoff-eigene Linux-Distribution, die das bisherige Betriebssystem-Spektrum – Windows und TwinCAT/BSD – erweitert. Die Distribution wurde auf Basis des freien Betriebssystems Debian entwickelt und enthält für die echtzeitfähige Ausführung der Runtime standardmäßig einen Linux-Echtzeit-Kernel. Durch das Debian-Paketsystem ist zudem die Installation weiterer Software problemlos möglich.
Zur Verfügung steht somit eine TwinCAT-Runtime für die stabile Echtzeitsteuerung auf Linux-Basis. Mithilfe von Container-Technologien wie Docker, Podman oder LXC lassen sich mehrere TwinCAT-Runtimes in einem Industrie-PC ausführen, um eine Modularisierung von Maschinen- und anderen Steuerungs-Anwendungen zu erreichen. Die individuelle Ausführung mehrerer TwinCAT-Runtimes in einem Industrie-PC ermöglicht durch die verbesserte Ausnutzung der verfügbaren Rechenkapazität eine Hardware-Konsolidierung mit entsprechenden Kostenvorteilen.
In der Automatisierung eröffnen sich neue Möglichkeiten für Linux-Anwender, wobei die gewohnte TwinCAT-Anwendungsprogrammierung unverändert bleibt. Zu den Vorteilen zählen die optimierte Ausführung mehrerer Echtzeitanwendungen in einer CPU, die erhöhte Anwenderflexibilität durch modularen Steuerungscode sowie ein vereinfachtes Hinzufügen oder Austauschen von Anwendungsbausteinen und das gezielte Durchführen von Updates für einzelne Anwendungen. Hinzu kommt ein insgesamt reduzierter Zeit- und Kostenaufwand für das Engineering.
Zu Beginn wird die »TwinCAT Runtime für Echtzeit-Linux« für die neuen ARM-basierten Embedded-PCs CX82x0 und CX9240 (mit ARM-Cortex-A53-CPU) bereitstehen. Anschließend wird die Beckhoff-Linux-Distribution sukzessive für alle weiteren Industrie- und Embedded-PCs des Unternehmens eingeführt werden.
KI-Modelle automatisiert erstellen
»TwinCAT Machine Learning Creator« richtet sich an Automatisierungs- und Prozessexperten und ergänzt den Workflow in TwinCAT 3 um die automatisierte Erstellung von KI-Modellen. Damit können Anwender den gesamten Prozess von der Datenaufnahme bis zum trainierten Modell selbst übernehmen, ohne über eigenes KI-Expertenwissen zu verfügen. Das fertige Modell ist hinsichtlich Latenz und Genauigkeit an die Echtzeitanforderungen in der Steuerungstechnik angepasst.
Eine mögliche Anwendung von »TwinCAT Machine Learning Creator« (TwinCAT-3-Komponente TE3850) ist die KI-gestützte Bildverarbeitung in der Qualitätssicherung. Sie und alle weiteren Einsatzbereiche profitieren davon, dass sich mittels der No-Code-Entwicklungsplattform KI-Modelle für die Automatisierung einfach und standardisiert erstellen lassen. Dabei werden offene Standards, Schnittstellen und Best Practices genutzt sowie die trainierten Modelle im offenen Standardformat ONNX bereitgestellt. Diese latenzoptimierten KI-Modelle für Steuerungsanwendungen werden für die Ausführung in Beckhoff-Industrie-PCs und mit TwinCAT-Produkten abgestimmt, lassen sich als ONNX-Modelle aber auch außerhalb der Beckhoff-Produktwelt einsetzen.
Durch die mit »TwinCAT Machine Learning Creator« voll automatisierte Erstellung der KI-Modelle erschließt sich das Potenzial der künstlichen Intelligenz jetzt für alle Unternehmen, also auch für kleinere – mit den entsprechenden Vorteilen für die eigene Wettbewerbsfähigkeit, gerade angesichts des zunehmenden Fachkräftemangels. Außerdem ergeben sich für KI-Experten eine Arbeitserleichterung und Fehlerminimierung. Hinzu kommt die beschleunigte Projektentwicklung, zumal das Entwicklungswerkzeug auch weitreichende Methoden bereitstellt, um das Verhalten der erstellten Modelle transparent darzustellen und Modelle miteinander zu vergleichen. Eine automatisierte Report-Generierung unterstützt Auditierungsprozesse für die KI-Modellerstellung. Ein weiterer wichtiger Aspekt: Die erforderlichen applikationsspezifischen Daten verbleiben im Unternehmen und sind somit geschützt.
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