邊緣計(jì)算的進(jìn)步為用戶提供了多種選擇，幫助制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)靈活的自動化系統(tǒng)架構(gòu)、通信和編程。

傳?統(tǒng)的自動化架構(gòu)，圍繞連接到遠(yuǎn)程現(xiàn)場設(shè)備和儀器的集中式可編程控制器構(gòu)建。隨著計(jì)算能力逐漸嵌入到使用新型智能組件的自動化系統(tǒng)的邊緣，這一概念正在發(fā)生變化。與傳統(tǒng)和更集中的策略相比，邊緣計(jì)算設(shè)計(jì)提供了一些優(yōu)勢。

整合更多功能

邊緣計(jì)算通過整合部件和組態(tài)使設(shè)計(jì)人員和制造商受益。邊緣可編程工業(yè)控制器整合了輸入/ 輸出(I/O)、控制、數(shù)據(jù)處理、通信和人機(jī)界面(HMI)功能，這些功能可以集成到機(jī)器、工藝車或智能設(shè)備附近或設(shè)備上。

由于有效的整合了控制和可視化，因此機(jī)器制造商可以使用板載觸摸屏顯示器，也可選擇更大的本地監(jiān)視器。由于不需要單獨(dú)使用PC，這使得調(diào)試、運(yùn)營和故障排除變得更容易。與傳統(tǒng)的設(shè)備相比，可以在HMI 上更有效地處理本地操作功能，例如按鈕和指示器。邊緣計(jì)算使用戶可以更輕松地逐步推出系統(tǒng)改進(jìn)。邊緣計(jì)算系統(tǒng)可以在本地安裝和測試，并通過快速熱切換合并到更大的系統(tǒng)中，而不會對運(yùn)行的裝置產(chǎn)生太大影響。

由于諸多原因，需要將通信和數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)移到邊緣設(shè)備上執(zhí)行。控制決策可以在需要時實(shí)時進(jìn)行，在數(shù)據(jù)源的附近獲得、預(yù)處理和分析數(shù)據(jù)。這可以減少邊緣設(shè)備上游組件所需的網(wǎng)絡(luò)帶寬、數(shù)據(jù)存儲和處理能力。

這些邊緣組件的編程可以采用多種形式。傳統(tǒng)的可編程邏輯控制器(PLC)用戶通常會采用梯形邏輯或其它IEC 61131-3 編程語言。基于流程圖的編程語言通常更適合應(yīng)用。對于更高級的計(jì)算和數(shù)據(jù)處理，Python 或C/C ++可能是首選，一些邊緣計(jì)算機(jī)可以使用這些編程語言。

邊緣可編程工業(yè)控制器，如Opto 22 的groov EPIC，可以將I/O、控制、網(wǎng)絡(luò)和HMI 功能整合起來，以簡化架構(gòu)。圖片來源：Opto 22

靈活的通信

通信靈活性是邊緣計(jì)算的另一個標(biāo)志。邊緣可編程工業(yè)控制器具有各種通信端口，支持多種協(xié)議，因此可與眾多的本地智能系統(tǒng)(如PLC)連接。

邊緣計(jì)算組件支持運(yùn)營技術(shù)(OT) 協(xié)議， 如EtherNet/IP、M o d b u s、B A C n e t、OPC 基金會協(xié)議等。它還支持信息技術(shù)(IT)協(xié)議和開發(fā)工具， 如TCP/IP、簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)、消息隊(duì)列遙測傳輸(MQTT)和Node-RED。這些接口有效地“扁平化”并簡化了系統(tǒng)架構(gòu)和系統(tǒng)集成。

邊緣計(jì)算適用于在現(xiàn)場收集正確的數(shù)據(jù)，將其處理為有用的信息，并將其安全地傳遞給更高級別的數(shù)據(jù)架構(gòu)。邊緣計(jì)算可以與其它現(xiàn)場自動化平臺的監(jiān)控系統(tǒng)、企業(yè)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互，甚至可以與云服務(wù)交換數(shù)據(jù)。

選擇正確的控制系統(tǒng)

在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時，用戶可以選擇最佳功能集。這意味著依賴于更集中的平臺，這些平臺具有相應(yīng)的功能，但也會施加約束。邊緣計(jì)算不斷擴(kuò)展的能力為設(shè)計(jì)師和工程師提供了新的選擇。邊緣計(jì)算可根據(jù)需要組合I/O 連接、控制、通信、數(shù)據(jù)處理和HMI 可視化功能。

對于需要能夠滿足精細(xì)化、模塊化和可擴(kuò)展架構(gòu)等諸多需求的用戶來講，邊緣計(jì)算通常是理想的解決方案。

- 完 -

本文來自于《控制工程中文版》(CONTROL ENGINEERING China )2019年08月刊《封面故事》欄目，原標(biāo)題為：在自動化領(lǐng)域部署邊緣計(jì)算

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總結(jié)

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