Beckhoff TwinCAT: eine PC-Steuerung für den Fernzugriff
Beckhoff unterscheidet sich von Herstellern klassischer Steuerungen durch seine PC-basierte Architektur: Die CX-Controller und Industrie-PCs führen TwinCAT Runtime unter Windows IoT oder Windows 10/11 aus. Dieser Ansatz bietet erhebliche Vorteile für den Fernzugriff:
- Windows-Netzwerkkonnektivität: Remote Desktop, Dateifreigabe, Webzugriff – alle Windows-Tools stehen zur Verfügung
- TwinCAT 3 Remote Manager: Spezielles Tool zur Verwaltung von Fernverbindungen
- Natives OPC UA: Integrierter OPC-UA-Server, keine Middleware von Drittanbietern erforderlich
- Python, .NET, C++: Das Windows-Entwicklungsökosystem ermöglicht anspruchsvolle IoT-Integrationen
ADS/AMS-Protokoll: So funktioniert es
Das ADS-Protokoll (Automation Device Specification) ist die proprietäre Kommunikationsschicht von TwinCAT. Hier sind seine Kernkonzepte:
AMS-Netz-ID: Jedes TwinCAT-Gerät wird durch eine AMS-Netz-ID im Format a.b.c.d.e.f (6 Byte) identifiziert. Üblicherweise wird sie aus der IP-Adresse abgeleitet: Eine IP-Adresse von 192.168.1.10 ergibt eine AMS Net ID von 192.168.1.10.1.1.
ADS-Ports: Innerhalb eines Geräts ist jede TwinCAT-Runtime oder jeder TwinCAT-Dienst über eine ADS-Portnummer erreichbar (851 für PLC-Task 1, 852 für PLC-Task 2 usw.).
ADS-Route: Damit ein TwinCAT-Client mit einer entfernten Runtime kommunizieren kann, muss eine ADS-Route angelegt werden – ein Eintrag in der Routing-Tabelle, der eine AMS-Net-ID einer Netzwerk-IP-Adresse zuordnet.
Für den Fernzugriff über VPN verweist die ADS-Route auf die IP-Adresse der Steuerung im VPN-Netzwerk.
Beckhoff-Produktreihe mit Fernzugriffsunterstützung
| Produkt | Beschreibung | TwinCAT | Ethernet |
|---|---|---|---|
| CX9020 | Kompakter Embedded-PC für DIN-Schiene, ARM | TC2/TC3 | 2 × Ethernet |
| CX5100 | Embedded-PC mit Intel Atom | TC2/TC3 | 2 × Ethernet |
| CX5200 | Embedded-PC mit Intel Core i | TC3 | 2 × Ethernet |
| CX8090 | Embedded-PC mit EtherCAT-Switch | TC3 | 2 × Ethernet |
| C6015 | Ultrakompakter Industrie-PC | TC3 | 2 × Ethernet |
| EK9000 | EtherCAT/Modbus-TCP-Koppler | — | 1 × Ethernet |
Die industriellen CX- und PC-Geräte von Beckhoff sind typische Ziele für den Fernzugriff über TwinCAT. Die EK/BK-Geräte sind Feldkoppler und keine Ziele für die direkte Programmierung.
Konfiguration des TwinCAT 3-Fernzugriffs
Schritt 1: Netzwerkumgebung vorbereiten Stellen Sie sicher, dass das VPN aktiv ist und dass Sie die IP-Adresse des entfernten CX anpingen können.
Schritt 2: Eine ADS-Route hinzufügen Wechseln Sie in TwinCAT XAE (Visual Studio) zur Registerkarte „System“ und wählen Sie „Routes“ aus. Klicken Sie auf „Add Remote Route“ und geben Sie Folgendes ein:
- Remote Name: beschreibender Name (z. B.
Site_Lyon_CX5200) - AMS Net ID: die AMS Net ID des CX (zu finden in der TwinCAT-Systemsteuerung)
- Transport: TCP/IP
- Address: IP-Adresse des CX im VPN-Tunnel
Schritt 3: Die Route auf dem Remote-CX aktivieren Fügen Sie auf dem Remote-CX (auf den Sie über Remote Desktop zugreifen oder durch Rücksprache mit einem Techniker vor Ort) die Rückroute vom CX zum Arbeitsplatz des Technikers hinzu.
Schritt 4: Online-Verbindung Aktivieren Sie in TwinCAT XAE die Konfiguration (F4) und stellen Sie eine Online-Verbindung her. Das Projekt wird mit der Remote-Laufzeitumgebung synchronisiert.
Beckhoff OPC UA für die SCADA-Überwachung
Der TC3 OPC UA-Server (TwinCAT 3 OPC UA) stellt die im SPS-Programm als OPC UA gekennzeichneten Variablen automatisch bereit. Konfiguration:
- Installieren Sie das TC3-OPC-UA-Paket über den TwinCAT-Paketmanager.
- Konfigurieren Sie den Listening-Port (standardmäßig 4840) und die Sicherheitsparameter.
- Kennzeichnen Sie die SPS-Variablen mit dem Attribut
{attribute 'OPC.UA.DA' := '1'}. - Stellen Sie vom SCADA-Client aus eine Verbindung zu
opc.tcp://[IP_CX]:4840her
Über das VPN verwendet die OPC-UA-URL die IP-Adresse des CX im Tunnel.
Sicherheit für Beckhoff-Systeme beim Fernzugriff
Die Beckhoff-CX-Systeme laufen unter Windows – neben den Best Practices für die Betriebstechnik gelten auch die Best Practices für Windows:
- Remote Desktop: Falls aktiviert, nur über einen VPN-Tunnel nutzen. Ändern Sie den RDP-Port (3389) in einen Nicht-Standard-Port, falls dieser nach außen sichtbar ist.
- Windows-Firewall: Richten Sie restriktive Regeln für die ADS-Ports (48898) und OPC-UA-Ports (4840) ein – Zugriff nur von den IP-Adressen des VPN-Tunnels aus zulassen.
- Antivirus: Beckhoff empfiehlt branchenspezifische Lösungen (Trend Micro, Windows Defender mit TwinCAT-Ausnahmen).
- Updates: Windows IoT LTSC erhält Sicherheitsupdates – planen Sie diese während Maschinenstillständen ein.