文章轉載來源《千家網》
終極工業(yè)邊緣計算設備感知和控制物理流程，運行本地程序，并與工業(yè)控制器、工廠運營、企業(yè)系統(tǒng)和云應用程序通信。這是實時閉環(huán)制造業(yè)務運營盈利和競爭力所必需的。
多年來，工業(yè)自動化架構的特點是，利用分布式計算提高性能、質量、可靠性、可用性、響應性并降低軟件維護成本，最終現(xiàn)場設備的計算量不斷增加。每一步的限制因素都是技術的成本、耐用性和可靠性。隨著商業(yè)、消費者和物聯(lián)網(IoT)技術在日常生活中普遍存在以及低成本通信的進步，這種情況已經發(fā)生了改變。智能手機是許多人的日常設備，其是集成了通信和顯示功能的堅固耐用、功能強大的計算機的明顯例子。
邊緣設備
邊緣計算的主要價值是在接近物理生產的地方執(zhí)行應用程序，以極低的延遲實現(xiàn)快速響應時間并捕獲實時數(shù)據(jù)。將更高級別的功能直接集成到這種新型的強大現(xiàn)場設備和工業(yè)控制器中，再加上實時事務處理業(yè)務系統(tǒng)，正在減少對工業(yè)中間件軟件的需求。商業(yè)系統(tǒng)比工業(yè)系統(tǒng)發(fā)展得更快，以滿足包括供應鏈、客戶服務、物流和互聯(lián)網商務在內的商業(yè)功能的要求。中級軟件和計算機已經達到了緩沖、同步、翻譯和精煉傳感器和控制器信息的目的，但也產生了大量中級計算機、重復數(shù)據(jù)庫、復雜的組態(tài)控制和昂貴且難以維護的軟件的脆弱系統(tǒng)。邊緣計算是在用戶或數(shù)據(jù)源的物理位置或附近進行的計算。邊緣的分布式功能包括優(yōu)化、專家系統(tǒng)和具有新型設備的人工智能。
邊緣設備類型
●支持遺留系統(tǒng)的邊緣網關
工業(yè)邊緣網關通常是運行中間件軟件的堅固耐用工業(yè)計算機，這些中間件軟件連接到PLC、驅動器和其他邊緣設備，以便將信息上下文化，并將其映射到數(shù)據(jù)企業(yè)軟件和數(shù)據(jù)庫。邊緣網關是利用已安裝的遺留控制和自動化擴展資本設備投資，來提供邊緣計算功能的理想選擇。
●邊緣工業(yè)計算平臺
堅固的邊緣計算平臺提供網關功能，以及許多其他功能，包括分布式控制、優(yōu)化、Web服務器、OPC UA服務器和客戶端、人工智能(AI)、REST API、圖像識別和云通信(AWS、AZURE等)。許多集成了多用戶環(huán)境，如Docker和Kubernetes，支持添加用標準編程語言，包括Python和JavaScript，編寫的用戶應用程序。
●智能/智能現(xiàn)場邊緣設備
智能/智能現(xiàn)場邊緣設備是一類新的智能現(xiàn)場設備，包括智能傳感器和執(zhí)行器，可直接與控制器、企業(yè)和云應用程序通信。這些設備集成了分布式控制功能，包括優(yōu)化、Web服務器、OPC UA服務器和客戶端、REST API和云通信(AWS、AZURE等)。基于用戶的計劃正在定義基于這些概念的新架構，包括NAMUR開放架構(NOA)和開放過程自動化論壇(OPAF)標準。
以太網IP到邊緣
隨著單對以太網標準10BASE-T1的集成，工業(yè)邊緣正在進入主流計算和物聯(lián)網，使IP通信嵌入到終端現(xiàn)場設備，包括傳感器和執(zhí)行器，具有成本效益。支持工業(yè)控制和自動化的基于以太網的網絡利用了大量生產的以太網基礎設施產品的優(yōu)勢，包括較低的硬件、軟件和支持成本。SPE是直接從傳感器、執(zhí)行器、驅動器、電機啟動器和其他設備中解鎖更多信息的方法。
單對以太網是高級物理層(APL)的基礎，將以太網引入危險地區(qū)的現(xiàn)場級儀器?，F(xiàn)場級以太網將以其普遍性和快速性，使流程工業(yè)的數(shù)字化成為現(xiàn)實。電流和電壓將受到限制，以對區(qū)域0和1/Div 1提供本質安全的解決方案。主要目標是在流程自動化領域采用成熟的技術和選項。
語義上下文數(shù)據(jù)連接
OPC基金會OPC UA FLC(現(xiàn)場級通信)計劃在傳感器、執(zhí)行器、控制器、企業(yè)和云之間，創(chuàng)建開放標準語義上下文數(shù)據(jù)連接通信解決方案，以滿足工業(yè)自動化、工廠自動化和流程自動化的所有要求。OPC UA FX繼續(xù)取得快速進展，將最基本的工業(yè)通信與主流計算數(shù)據(jù)概念進行現(xiàn)代化，達到工業(yè)邊緣。OPC UA現(xiàn)場級通信(FLC)計劃目標包括:
安全可靠的通信
供應商、平臺和領域無關
從傳感器到企業(yè)及其他領域的互操作性
OPC基金會生態(tài)系統(tǒng)是統(tǒng)一的，由工業(yè)、信息技術(IT)、物聯(lián)網(IoT)和云組織組成，參與超過65個聯(lián)合工作組，專注于定義和實現(xiàn)從工業(yè)領域設備的標準上下文和語義數(shù)據(jù)模型，包括企業(yè)和云系統(tǒng)的傳感器/執(zhí)行器。
OPC基金會與清潔能源和智能制造創(chuàng)新研究所(CESMII)共同開發(fā)的全球可用UA云庫，使OPC UA信息模型在全球范圍內的云端可用，為用戶提供查找和使用OPC模型的有效方法。這簡化了應用程序工程，為語義數(shù)據(jù)模型提供了可靠的來源。
直接向企業(yè)領域溝通
傳統(tǒng)的嚴格的層級架構正在讓位于一種反應更迅速、更直接的模式，將制造帶入實時制造業(yè)務模式?，F(xiàn)場設備可以直接與應用程序通信，包括歷史記錄、高級云分析、實時維護監(jiān)控和其他功能。這簡化了這些功能的應用，并消除了第2級和第3級軟件成本、復雜性、性能拖累和持續(xù)的軟件維護。
