边缘计算在自动化中成为大趋势

边缘计算为自动化控制应用提供了一系列优势。这是一个新兴的大趋势，用于控制，收集和分析网络边缘的数据。边缘计算技术正迅速成为工业控制的大趋势，为工厂自动化应用提供广泛的优势。虽然主要云供应商正在扩展，但与工厂自动化中使用的先前产品相比，新的通信硬件和软件技术开始提供新的解决方案。

“与现有解决方案相比，最重要的好处是互操作性 - 从设备级到云端，”贝加莱工业自动化业务开发总监John Kowal告诉Design News。“因此，通过OPC UA TSN，通信基于标准是非常重要的。包括TSN“风味”在内的“以太网风味”不应被视为提供可互操作的边缘通信，尽管它们在封闭系统中运行良好。互操作性是以前解决方案之间的主要差异之一。OPC UA TSN对于将边缘设备连接到其他所有设备至关重要。“

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Kowal补充说，在传统安装中，网关将需要从专有系统转换数据 - 理想情况下使用OPC UA通过标准以太网到云。边缘计算设备还可以提供该网关转换能力。“Edge技术的优势之一是它能够在本地执行分析和优化，因此可以更快地响应更多动态应用程序，例如调整生产线速度和产品积累以平衡生产线。你不希望这种网关能力，“科瓦尔补充说。

贝加莱的Sari Germanos补充说，这些关于边缘计算的评论也可以同样适用于云。“有了边缘，你使用的是雾而不是带网关的云。边缘控制器需要冗余和备份等功能，而云服务则会自动为您完成，“Germanos说。他还指出，云计算通常可以从世界上任何地方轻松访问数据，而工业生产应用程序的严重云提供商的选择是有限的。边缘控制器可能具有更多本地特性和功能，但维护和备份等任务的责任落在用户身上。

工厂自动化应用

Kowal指出，您可以说任何自动化应用程序都将从收集和分析边缘数据中受益。但关键是什么样的数据，操作的哪些方面，以及可以提供可操作的生产力改进的分析的期望是什么?“如果您的目标是正常运行时间，那么您将需要收集有关机器运行状况的数据，例如轴承频率，温度，润滑和冷却液液位，机械系统摩擦力增加，测量和计量，”他说。

一些相同的逻辑适用于产品质量。机器磨损导致产量降低，这反过来可以根据可能已经发生的OEE数据收集来定义，但不会以较短的间隔捕获并自动传达和分析。

捕获生产能力以及机器和材料可用性

除了维护和生产效率方面，Kowal说用户应该考虑捕获生产能力，机器和原材料的可用性，以及约束和输出数据。这些将需要安排更小的批量，更有效地分层到订购和生产调度系统，并最终改善客户的交货时间。

与物联网网关产品相比，边缘控制技术也具有优势。科瓦尔表示，他从未在技术定义方面脱颖而出 - 至少不是从结果的角度来看。但从根本上说，棕色地带运营商往往希望网关在他们已安装的设备基础和云之间进行转换，这些基础设备目前可能还没有联网。通常，这些是配备有传统通信接口的盒子，其充当从控制系统获得数据的网关而无需控制改造，这可能是昂贵的，有风险的，甚至是无效的。

“我们已经在这个领域做了一些工作，尽管贝加莱的主要市场是新设备，”科瓦尔补充道。“在这种情况下，您可以选择如何在新机器或生产线上实施边缘计算。您可以将智能传感器和其他设备直接用于云端或边缘控制器。边缘控制器或计算资源可以采用许多形状因子。它可以是机器控制器，也可用于其他任务的工业PC，如HMI或单元控制，机器内使用的小型PLC，或独立的专用边缘控制器。

提升内存，处理和连接

Germanos指出，工业控制器并非设计为边缘控制器;它们通常设计用于控制一台机器而不是整条生产线。边缘控制器具有内置冗余以维持生产线操作。

“如果我正在设计一台新机器，电池，生产线或设施，我会将机器控制器设置为边缘控制器/计算机，而不是添加另一块控制硬件或网关，”Germanos说。“今天，您可以获得具有足够内存，处理能力和网络连接的机器控制器。我不会选择一个控制平台，除非它支持OPC UA，我强烈要求选择支持OPC UA TSN运动的技术提供商，称为“整形器”，这样随着工业以太网的这一新标准的发展，我将成为摆脱了以太网的'风味'。“

他的建议是使用一个平台，在一个核心上为机器运行实时操作系统，或者使用Hypervisor，任何其他操作系统可能适用于在Windows或Linux上运行的任何其他应用程序。

Al Presher是Design News的资深作家，涵盖自动化和控制，运动控制，动力传输，机器人和流体动力。