扩大优势控制

只要操作员与机器和设备进行互动，工业“边缘”和“边缘控制”的概念就一直存在。边缘的控制可以是操作员与设备的手动交互，也可以是执行某些必需功能的硬连线控制。一个更复杂的安排可以包括数字自动化，通常与可编程逻辑控制器(PLC)监测边缘的输入传感器，处理逻辑和命令输出，以控制边缘设备。

更新的技术降低了边缘控制成本

如果边缘控制的概念是如此熟悉，那么为什么它会获得新的关注？答案是传统的边缘控制通常非常远程和隔离，并且它是昂贵且复杂的是连接边缘资产或更高级别的系统。

今天的边缘控制概念保留了前几代技术的所有强大的自动化功能，同时结合了现代硬件、软件和网络的进步，使得将边缘资产与现场和基于云的系统连接起来既经济又容易。这种对边缘数据的随时访问通常被描述为物联网(IoT)实现。

智能传感器、现代plc和先进的边缘控制器或基于pc的平台是设计师将物联网概念纳入其系统的方式之一。具有物联网功能的plc可以帮助自动化系统设计师和最终用户更容易地访问数据。

连接传感器，机器信息

完全的连通性对于用户来说很重要，因为他们认识到访问边缘控制系统可用数据的需求。这些数据可以是传感器信号、导出的机器信息或其他值——它可能仅仅用于简单的远程可视化。但当数据能够存储和分析(通常是通过云计算)时，更多的运营价值就被释放了，因此用户可以采取行动优化运营。

对于新工业项目，设计人员可以选择具有内置物联网连接的自动化平台，即使它们不会立即使用它，它正在成为强制性。一些最终用户还在投资升级现有资产以获得IOT功能。

设计师可能会考虑整合PC硬件和软件，或更专业的边缘控制器与一些通用计算能力，以创建一个物联网系统。这些选项提供了更高级别的计算能力和能力，但在实现它们所需的成本和努力方面可能会有很大的变化。在许多情况下，这可能是不合理的。

这就是为什么现代plc经常占据自动化设备的最佳位置，能够作为实际的物联网平台，同时仍然作为边缘控制器。作为一种成熟而熟悉的自动化技术，plc已经成为大多数工业自动化项目的首选解决方案。plc的理想位置还可以访问、合并和传输边缘数据。因为它们是控制器，它们可以做的不仅仅是移动数据。它们还可以直接对其进行操作，或向更高级别的系统发送数据，或接收来自更高级别系统的指令。一些关键特性将plc转变为能够物联网的边缘控制器。

plc的5个IIoT边缘功能

现代PLC的定位是边缘安装，这是他们可以收集最有用的信息(图1)。当PLC包括以下功能时，它可以完成边缘控制器的角色:

• 现场和网络连接
• 船上数据记录以支持存储和转发操作
• Web服务器功能
• 支持云通信协议，如消息队列遥测传输(MQTT)
• 简单的配置，支持基于这些协议的双向通信。

即使是最基本的PLC也能够通过有线输入/输出（I / O）信号与现场设备进行交互。今天的大多数PLC也包含串行和以太网连接，可提供与各种智能现场设备接口的能力。

除了这些基础之外，用于边缘控制角色的PLC还应该包括工业网络协议，如EtherNet/IP、Modbus TCP和RTU，以及BACnet/IP，以确保它可以与最广泛的I/O系统和其他智能边缘设备通信。更专门的协议，比如SAE J1939 [汽车工程师协会]连续控制和通信重型车辆网络使PLC适用于车辆和重型设备。

某些功能可以让用户更容易地与plc进行交互。例如，本地无线蓝牙连接，以及使用移动应用程序的方便配置和监控，使得用户可以方便地访问、监控和调整现代plc。车载数据记录、web服务器功能和文件传输协议(FTP)通信为用户远程访问信息提供了多种选择。

边缘控制器功能的基石是通过网络和/或互联网向站点或云托管系统传输数据的能力。针对此任务有各种通信协议，但制造行业已经采用了MQTT协议。

MQTT作为工业通信的启动器

传统的工业通信协议通常是轮询和响应协议，用户需要仔细地在源和目的地安排数据数组。目的地轮询源，源用原始数据响应，然后由目的地按照缩放和标记的方式管理原始数据。设置和维护这样的配置需要大量的编程管理，并且无论底层数据是否更改，基于时间的轮询都会消耗通信资源。

MQTT.使用一种称为发布-订阅的不同安排，非常适合于物联网应用程序(图2)。在此架构中，有一个集中式代理，它可能位于现场或云托管，还有一个或多个远程客户机。用户可以通过多种方式创建代理。示例客户端包括plc、智能传感器和移动设备。每个客户机可以是向代理发送数据的发布者，也可以是从代理获取数据的订阅者，或者两者都是。

设计人员仍然必须配置感兴趣的数据，但协议中有建立数据层次结构的规定，以及标签和描述等上下文，提高可用性并减少信息所需的管理工作。而且，MQTT使用防火墙通常允许的出站通信，因此避免了对IT支持的需要。

虽然支持MQTT的许多智能乐器正在成为可用的智能乐器，但MQTT是更复杂的边缘控制器和PC的好选择，支持MQTT的PLC是许多自动化应用的理想选择（图3）。

这是因为PLC是熟悉的并且已经用于自动化机械和过程。PLC已连接或为自动化系统创建大部分最有趣的数据源，并且非常适合充当MQTT发布者。PLC可以配置为MQTT订阅者，以接收来自监控系统的数据，并执行用户命令和直接控制现场设备。

plc作为最适合的边缘控制器

出于多种原因，工业机械的原始设备制造商(oem)正在转向支持mqtt的plc。这些原始设备制造商已经将plc用于许多机器自动化需求，因此从技术和成本角度来看，指定支持mqtt的plc和防未来的此类系统只是一小步。

这些OEM具有特定的业务需求，使得可取的IOT可取。许多人都是租赁机器，需要监控机器功能和用法。一些OEM甚至基于正常运行时间或机器生产的租赁值，或者它们可能会利用远程连接来销售额外的支持服务或可消耗零件。

无论需要什么，这些原始设备制造商都需要一种符合商业模式和技能的可负担得起的选择。为中小型系统集成一个基于pc或相对复杂的边缘控制器设备通常是不现实的。

对于许多用户来说，使用可直接支持物联网的plc来实现边缘控制是最好的。支持MQTT的plc与AWS IoT Core等云服务相结合，有助于将现代实践与传统自动化结合起来，提供最优结果。

范教授不高级产品营销经理在吗IDEC CORP.。由Chris Vavra，Web Content Manager编辑，控制工程那CFE Media and Technology，cvavra@cfemedia.com.。

更多的答案

关键词:边缘计算、消息队列遥测传输(MQTT)、可编程逻辑控制器(PLC)

考虑一下这个

您的设备可以从边缘计算和边缘设备中获得什么好处?