在自动化方面取得优势

边缘计算的进步为用户提供了更多构建自动化系统的选择，以及灵活的通信和编程选择。

通过本森荷格兰德 2019年3月11日

传统的自动化架构是围绕连接到远程现场设备和仪器的集中式可编程控制器构建的。然而，随着计算能力逐渐嵌入到使用新型智能组件的自动化系统边缘，这一概念正在发生变化。

以下是与传统和更集中的策略相比，边缘计算设计提供的一些优势。

结合和征服

边缘计算通过整合组件和配置使设计人员和制造商受益。边缘可编程工业控制器结合了输入/输出(I/O)、控制、数据处理、通信和人机界面(HMI)功能，这些功能可以位于机器、工艺列车或智能设备附近或上面(图1)。

带有更大本地显示器选项的车载触摸屏显示器对机器制造商很有用，因为控制和可视化有效地融合在一起。这使得调试，操作和故障排除更容易，因为不需要单独的PC。本地操作员的功能，如按钮和指示器，可以更有效地处理在HMI比传统的试点设备。

边缘计算使用户更容易逐步推出系统改进。边缘计算系统可以在本地安装和测试，并通过快速热切换合并到更大的系统中，而不会影响大型在役安装。

将通信和数据处理转移到边缘是有道理的，原因很多。控制决策是在需要时实时做出的。数据在源附近获得、预处理和分析。这样可以减少边缘组件上游所需的网络带宽、数据存储和处理能力。

编程选项

这些边缘组件的编程可以采用多种形式。传统的可编程逻辑控制器(PLC)用户通常会寻找阶梯逻辑或其他IEC 61131-3编程语言。然而，基于流程图的编程语言通常更适合于应用程序。

对于更高级的计算和数据处理，可能首选Python或C/ c++。一些边缘计算机可以容纳这些编程语言和其他语言。

普遍的翻译

通信灵活性是边缘计算的另一个标志。边缘可编程工业控制器配备了各种通信端口，并支持广泛的协议，因此它可以与许多本地智能系统(如plc)连接。

边缘计算组件支持以太网/IP、Modbus、BACnet、OPC Foundation等OT协议。它还支持信息技术(It)协议和开发工具，如TCP/IP、简单网络管理协议(SNMP)、消息队列遥测传输(MQTT)和Node-RED。这组接口有效地“扁平化”并简化了系统架构(图2)。

图2:边缘计算解决方案，如Opto 22groovEPIC，结合I/O，控制，通信和HMI功能，使控制系统架构扁平化。图片22

有了这些集成能力，边缘计算非常适合在现场收集正确的数据，将其处理成有用的信息，并将其安全地传递给更高级别的数据架构。边缘计算可以与其他监控现场自动化平台、企业数据库交互，甚至可以与云服务交换数据。

熟悉的特性

经典的自动化系统依赖于集中和专用的HMI硬件和/或软件，有时是专有的，通常非常昂贵。今天的用户已经被他们的家用电脑、消费设备和智能手机训练成几乎无处不在的丰富的人机界面选项。由于边缘计算可以通过移动就绪的web服务器提供HMI内容，因此它提供了用户期望随时随地与自动化系统交互的选项。这为用户提供了比以前更个性化和熟悉的自动化系统连接。

选择正确的控制系统

在设计控制系统时，用户可以从各种选项中选择最佳的功能组合。从历史上看，这意味着依赖于更集中的平台，这些平台有功能，但也有限制。

然而，边缘计算的扩展能力为设计师和工程师提供了许多新的选择。边缘计算可以根据需要组合或多或少的I/O连接、控制、通信、数据处理和HMI可视化功能。

因此，对于想要粒度、模块化和可伸缩架构以及满足许多需求的架构的用户来说，边缘计算通常是一个理想的解决方案。

当指定边缘计算机时，询问它是否可以:

作为一台机器的独立控制器和人机界面?
将一台机器复制到多台机器上，使它们能够相互通信，并与当地工厂系统通信?
将控制扩展到更大的监控系统，并将数据发布到云端?如果是这样，它能否先发布一些数据，然后再发布其余的数据?

虽然它可能并不完美，但边缘计算的灵活性使其成为许多不同应用程序的一个非常可行的选择。

本森荷格兰德是营销副总裁，光电子的22。克里斯·瓦夫拉编辑，制作编辑，控制工程， CFE传媒，cvavra@cfemedia.com。