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Schulung KI-unterstützte SPS-Programmierung nach IEC 61131-3
Qualitätsgesicherte Code-Generierung in KOP, FUP, ST und AS
Schulungsformen
Inhouse-/Firmenschulung
- 4 Tage - anpassbar
- Termin nach Wunsch
- In Ihrem Hause oder bei der GFU
- Preis nach Angebot
- Lernumgebung in der Cloud
- Inhalte werden auf Wunsch an die Anforderungen Ihres Teams angepasst.
Beschreibung
Schulungsziel
Die Teilnehmer lernen, wie Large Language Models gezielt zur Unterstützung bei der SPS-Programmierung nach IEC 61131-3 eingesetzt werden können. Sie verstehen die Stärken und Grenzen verschiedener KI-Modelle für die Generierung von Code in den Sprachen KOP, FUP, AWL, ST und AS und können einfache Steuerungsaufgaben mit KI-Unterstützung effizient umsetzen .
Details
Inhalt
- Ziele und Erwartungen der Teilnehmenden
- Klärung individueller Lernziele und Erwartungen für ein praxisnahes und relevantes Seminar
- Einführung in KI-gestützte Entwicklung für die Automatisierungstechnik
- Stand der Technik und Forschung: Überblick über aktuelle Studien und Projekte zur KI-unterstützten SPS-Programmierung. Wir betrachten Erkenntnisse aus Forschungsarbeiten zu Prompting-Techniken und Fine-Tuning-Ansätzen für IEC-61131-3-Sprachen .
- Herausforderungen und Potenziale: Warum LLMs primär mit Hochsprachen wie Python oder C trainiert wurden und welche sprachlichen Hürden für ST, KOP oder AS bestehen. Wir diskutieren, wie Firmen-IP und fehlende öffentliche Code-Basen die Verfügbarkeit einschränken .
- Überblick über verfügbare KI-Modelle: Vergleich verschiedener LLMs hinsichtlich ihrer Eignung für SPS-Programmierung. Wir betrachten aktuelle Studien, die ChatGPT-4, DeepSeek, Gemini und andere Modelle auf ihre Fähigkeit zur Generierung syntaktisch korrekten ST-Codes untersucht haben .
- Die IEC-61131-3-Sprachen im Überblick für die KI-gestützte Entwicklung
- Textuelle Sprachen: ST und AWL: Structured Text als bevorzugte Zielsprache für KI-Generierung. Wir analysieren, warum ST aufgrund seiner Ähnlichkeit zu Pascal-ähnlichen Sprachen besonders geeignet ist und welche Besonderheiten bei der Generierung von Instruction List zu beachten sind .
- Graphische Sprachen: KOP, FUP und AS: Aktuelle Entwicklungen und Forschungsbedarf. Wir diskutieren, warum die Generierung von grafischen Sprachen wie KOP und FUP multimodale Modelle erfordert und welche Fortschritte hier zu erwarten sind .
- Sprachspezifische Prompt-Strategien: Anpassung der Prompts an die Eigenheiten jeder Sprache. Wir erarbeiten, wie wir für KOP anders prompten müssen als für ST und welche Besonderheiten Ablaufsprachen (AS) mit sich bringen.
- Prompt-Engineering für deterministische Code-Generierung
- Die Macht der Struktur: Aktuelle Forschungsergebnisse zeigen, dass die Struktur des Prompts einen größeren Einfluss auf die Korrektheit hat als die Wahl des LLM. Wir lernen die 21 untersuchten Prompting-Techniken von Zero-Shot über Chain-of-Thought bis zu Retrieval-Augmented Generation kennen .
- RAG für IEC-61131-3: Einsatz von Retrieval-Augmented Generation zur Einbindung von firmenspezifischem Wissen und Bibliotheken. Wir verstehen, wie durch RAG Halluzinationen vermieden und die Qualität der generierten Lösungen gesteigert werden kann .
- Rollenbasierte Prompts und Verifikationsketten: Role-Based Prompting und Chain-of-Verification für sicherheitskritische Anwendungen. Wir setzen Techniken ein, die das Modell zwingen, seinen eigenen Code zu prüfen und zu validieren .
- Structured Text (ST) - Die Hauptzielsprache der KI-Generierung
- ST-Generierung in der Praxis: Aktuelle Studien belegen nahezu perfekte Ergebnisse für ST-Code bei Verwendung optimierter Prompts. Wir generieren komplexe ST-Programme für typische Automatisierungsaufgaben wie Förderbänder, Werkzeugwechsler und Robotersteuerungen .
- Fine-Tuning-Ansätze für ST: Einblicke in Verfahren zur Nachbearbeitung von LLMs mit Compiler-Feedback. Wir lernen, wie durch iterative Verbesserung mit syntaktischer und semantischer Validierung die Erfolgsquote bei der Kompilierung gesteigert werden kann .
- ST für verschiedene Herstellerökosysteme: Anpassung generierten ST-Codes an Siemens TIA Portal, Beckhoff TwinCAT und Codesys. Wir berücksichtigen herstellerspezifische Bibliotheken und Sprachdialekte .
- Kontakt- und Funktionsplan (KOP/FUP) - Aktuelle Möglichkeiten und Grenzen
- Herausforderungen grafischer Sprachen: Warum KOP und FUP multimodale oder graph-aware Modelle erfordern. Wir diskutieren den aktuellen Stand der Forschung und praktisch verfügbare Lösungen .
- Codesys-Ansätze für KOP: Vorstellung erster prototypischer KI-Funktionen für Ladder und FUP aus der Industrie. Wir betrachten Code-Vervollständigung und Code-Analyse für grafische Sprachen am Beispiel aktueller Entwicklungsumgebungen .
- Hybride Arbeitsweisen: Kombination von KI-generiertem ST mit manueller Umsetzung in KOP/FUP. Wir entwickeln Strategien, wie wir die Stärken textueller Generierung für grafische Zielsysteme nutzen können.
- Ablaufsprache (AS) und Instruction List (AWL) - Spezialfälle
- AS-Generierung mit KI: Ansätze zur Erzeugung von Sequential Function Charts. Wir diskutieren, wie Zustandsautomaten und Ablaufstrukturen durch geeignete Prompt-Strategien abgebildet werden können .
- AWL zwischen Vergangenheit und Zukunft: Die Rolle von Instruction List im Kontext moderner KI-Entwicklung. Wir betrachten aktuelle Forschungsergebnisse, die auch für AWL sehr gute Ergebnisse bei der Generierung ausweisen .
- Migration und Übersetzung: KI-unterstützte Übersetzung zwischen den Sprachen, beispielsweise von AWL nach ST für Modernisierungsprojekte. Wir nutzen LLMs als Übersetzungshilfe für Altsysteme.
- Qualitätssicherung, Validierung und Integration in den Entwicklungsprozess
- Mehrstufige Validierungspipelines: Einsatz von BLEU-Scores für lexikalische Ähnlichkeit, LLM-in-the-Loop für semantische Prüfung und Human-in-the-Loop für sicherheitskritische Reviews. Wir lernen Validierungsframeworks aus der aktuellen Forschung kennen .
- Statische und dynamische Analyse: Compiler-Feedback, Linter und Simulation als Qualitätswerkzeuge. Wir testen generierten Code in Software-SPS und Maschinensimulation und nutzen die Ergebnisse für iterative Verbesserungen .
- Integration in CI/CD-Workflows: Moderner Entwicklungsprozess mit KI-Assistenz, Versionskontrolle und automatisierter Prüfung. Wir diskutieren, wie Tools wie Codesys Git die Nachvollziehbarkeit KI-generierter Änderungen sicherstellen .
- Praxisszenario "Gemischte Förderstrecke mit Weiche"
- Die Teilnehmer arbeiten in Zweierteams. Jedes Team erhält die Aufgabe, eine komplexe Förderstrecke mit drei Bändern, drei Lichtschranken, einer motorisch betriebenen Weiche und einem Hubtisch zu programmieren - jedoch mit einem entscheidenden Unterschied: Der Code soll weitgehend KI-unterstützt entstehen. Die Teams formulieren zunächst strukturierte Prompts für die Generierung von ST-Code für die Bandsteuerung, anschließend für die Weichenlogik (KOP) und schließlich für die übergeordnete Ablaufsteuerung (AS). Jeder generierte Codeabschnitt wird durch Compiler-Prüfung validiert, in einer simulierten Umgebung getestet und bei Bedarf durch Nachprompts iterativ verbessert. Abschließend wird die Gesamtanwendung auf einer realen Steuerung (S7-1200/1500 oder Codesys-Steuerung) in Betrieb genommen. Jedes Team präsentiert seine Vorgehensweise, die verwendeten Prompt-Strategien und reflektiert, welche Herausforderungen bei der KI-gestützten Entwicklung aufgetreten sind und wie sie gelöst wurden. Die Übung wird im Plenum ausgewertet mit Fokus auf effektives Prompt-Engineering, systematische Validierung und Integration der KI-Assistenz in den Entwicklungsprozess.
- Die Teilnehmer arbeiten in Zweierteams. Jedes Team erhält die Aufgabe, eine komplexe Förderstrecke mit drei Bändern, drei Lichtschranken, einer motorisch betriebenen Weiche und einem Hubtisch zu programmieren - jedoch mit einem entscheidenden Unterschied: Der Code soll weitgehend KI-unterstützt entstehen. Die Teams formulieren zunächst strukturierte Prompts für die Generierung von ST-Code für die Bandsteuerung, anschließend für die Weichenlogik (KOP) und schließlich für die übergeordnete Ablaufsteuerung (AS). Jeder generierte Codeabschnitt wird durch Compiler-Prüfung validiert, in einer simulierten Umgebung getestet und bei Bedarf durch Nachprompts iterativ verbessert. Abschließend wird die Gesamtanwendung auf einer realen Steuerung (S7-1200/1500 oder Codesys-Steuerung) in Betrieb genommen. Jedes Team präsentiert seine Vorgehensweise, die verwendeten Prompt-Strategien und reflektiert, welche Herausforderungen bei der KI-gestützten Entwicklung aufgetreten sind und wie sie gelöst wurden. Die Übung wird im Plenum ausgewertet mit Fokus auf effektives Prompt-Engineering, systematische Validierung und Integration der KI-Assistenz in den Entwicklungsprozess.
Zielgruppe & Vorkenntnisse
SPS-Programmierer, Automatisierungsingenieure, Instandhalter und technische Fachkräfte, die ihre Entwicklungsprozesse durch den gezielten Einsatz von KI-Tools beschleunigen und gleichzeitig die Code-Qualität steigern möchten.
Ihre Schulung
In Präsenz | Online |
|---|---|
| Lernmethode | |
Ausgewogene Mischung aus Theorie und Praxis | Wie auch bei unseren Präsenz-Seminaren: Ausgewogene Mischung aus Theorie und praktischen Übungen. Trainer durchgehend präsent. |
| Unterlagen | |
Seminarunterlagen oder Fachbuch inklusive. Das Fachbuch wählt der Trainer passend zum Seminar aus - Ihren individuellen Buch-Wunsch berücksichtigen wir auf Nachfrage gerne. | Seminarunterlagen oder Fachbuch inklusive (via DHL). Das Fachbuch wählt der Trainer passend zum Seminar aus - Ihren individuellen Buch-Wunsch berücksichtigen wir auf Nachfrage gerne. |
| Arbeitsplatz | |
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| Lernumgebung | |
Neu aufgesetzte Remote-Systeme für jeden Kurs in Abstimmung mit dem Seminarleiter, sodass Sie über ein perfektes Setup für die Durchführung aller praktischen Übungen verfügen. | |
| Arbeitsmaterialien | |
Din A4 Block, Notizblock, Kugelschreiber, USB-Stick, Textmarker, Post-its | |
| Teilnahmezertifikat | |
Nach Abschluss des Seminars erhalten Sie das Teilnahmezertifikat inkl. Inhaltsverzeichnis per E-Mail als PDF. | |
Organisation
In Präsenz | Online | |
|---|---|---|
| Teilnehmendenzahl | ||
min. 1, max. 8 Personen | ||
| Garantierte Durchführung * | ||
Ab 1 Teilnehmenden | ||
| Schulungszeiten | ||
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| Ort der Schulung | ||
 GFU SchulungszentrumAm Grauen Stein 27 51105 Köln-Deutz oder online im Virtual Classroom oder europaweit bei Ihnen als Inhouse-Schulung Um ein optimales Raumklima zu gewährleisten, haben wir das Schulungszentrum mit 17 hochmodernen Trotec TAC V+ Luftreinigern ausgestattet. Diese innovative Filtertechnologie (H14 zertifiziert nach DIN EN1822) sorgt dafür, dass die Raumluft mehrfach pro Stunde umgewälzt wird und Schadstoffe zu 99.995% im HEPA-Filter abgeschieden und infektiöse Aerosole abgetötet werden. Zusätzlich sind alle Räume mit CO2-Ampeln ausgestattet, um jederzeit eine hervorragende Luftqualität sicherzustellen. | ||
| Räumlichkeiten | ||
Helle und modern ausgestattete Räume mit perfekter Infrastruktur | Bequem aus dem Homeoffice von überall | |
| All-Inclusive | ||
Frühstück, Snacks und Getränke ganztägig, Mittagessen im eigenen Restaurant, täglich 6 Menüs, auch vegetarisch | Eine Auswahl unserer Frühstücks-Snacks und Nervennahrungs-Highlights senden wir Ihnen mit den Seminarunterlagen via DHL zu. | |
| Barrierefreiheit | ||
Das GFU-Schulungszentrum (Am Grauen Stein 27) ist barrierefrei | - | |
Kostenfreie Services
In Präsenz | Online |
|---|---|
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Buchungsmöglichkeiten
Online oder in Präsenz teilnehmen
Sie können sowohl Online als auch in Präsenz am Seminar teilnehmen. Klicken Sie bei Ihrer Buchung oder Anfrage einfach die entsprechende Option an.
- Lernumgebung in der Cloud
- Inhalte werden auf Wunsch an die Anforderungen Ihres Teams angepasst.
Was bedeutet Offene Schulung und Inhouse Schulung?
Bei einer offenen Schulung stehen Ort und Termin vorab fest. Jeder Interessent kann eine offene Schulung buchen, daher treffen Teilnehmer aus verschiedenen Unternehmen aufeinander.
Inhouse Schulungen können auf Ihren individuellen Schulungsbedarf zugeschnitten werden. Sie bestimmen den Teilnehmerkreis, Termin und Schulungsort.
Ist eine Inhouse Schulung die richtige Wahl?
Bei einer Inhouse Schulung gehen wir auf die individuellen Bedürfnisse Ihres Unternehmens ein und decken den Schulungsbedarf direkt bei Ihnen im Unternehmen ab.
Das spart Zeit und Geld und sorgt für einen schnellen Wissenstransfer Ihrer Mitarbeiter.
Wer kümmert sich um die Technik bei Inhouse Schulungen?
Eine komplette Lernumgebung in der Cloud mit Remote Zugriff ist für uns selbstverständlich. Sie müssen sich um nichts kümmern. Lediglich ein funktionierender PC oder Notebook mit Internetanschluss sollte für jeden Teilnehmer am Schulungstag bereit stehen.
Vorteile einer Inhouse Schulung
- Kompetente Seminarberatung
- Dozenten aus der Praxis
- Auf Ihre Bedürfnisse zugeschnittener individueller Lernstoff
- Sie können den Termin flexibel gestalten, so wie es für Sie am besten passt
- Unsere Inhouse Schulungen können Europaweit durchgeführt werden
- Der Fokus liegt auf Ihrem Schulungsbedarf, somit schonen Sie Ihr Budget
- Wissenslücken Ihrer Mitarbeitet werden schnell geschlossen