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2021年10月11日

“无需牺牲 IT 和 OT 网络任何一方的关键技术”

Statement by Felix Wildemann, Product Management Industrial PC, in Computer&Automation

资料来源: “Computer&Automation,关于边缘计算的三个问题...”

软件在 IT OT 的成功组网中扮演什么角色?它又是如何与其所使用的硬件相匹配?工业 PC 产品经理 Felix Wildemann 向大家简要介绍了边缘计算领域。

工业物联网产生的数据量越来越大,形成一个复杂的数据集,需要想办法进行管理。边缘计算在这个过程中扮演什么角色?

Felix Wildemann: 传统的自动化对开放以及与外界联网的态度非常谨慎,因为当生产车间与 IT 技术互联时,其安全性和稳定性可能会受到质疑。将两个领域直接联网往往会需要采取一些折中方案。

边缘计算可能是控制数据复杂度以及无需牺牲 IT 和 OT 网络任何一方的关键技术的首选。它在边缘设备中预选、分类和处理数据,过滤出真正相关的过程数据。所有边缘函数也可以直接在负责控制的工业 PC 上执行,同时,它在边缘设备中有针对性地解耦和预处理相关过程数据方面也有很大的优势。这对于升级改造方案来说尤其如此,因为在升级改造方案中,边缘设备被整合到现有的设备设计方案中。物联网功能可以通过改造专用边缘设备的方式引入到现有的应用中,无需日后对控制器软件或硬件进行任何改动。但在很多情况下,也需要考虑为未预先考虑的工厂固定设备的改造方案额外提供专用的边缘设备。

边缘计算能够预处理传感器数据、处理软件应用程序,甚至计算 AI 公式。用户在选择边缘软件时需要考虑哪些方面?哪些技术是必备的?

Felix Wildemann:一个能高效融合 IT 和 OT 技术的模块化软件平台是实现一体化边缘计算解决方案的基础。其模块化特质意味着我们可以将其比作一个 APP,即用户可以从边缘设备中的各种选项中选择并执行他们实际所需的功能。不仅如此,他们无需具备任何额外的编程技能,他们只需使用现成的功能块,快速、轻松地整合这些功能块。

真正重要的是,边缘设备要与机器具有相同的“语言”。它还必须提供安全、标准化的 IT 协议和机制,让机器能够通过边缘设备间接和安全地链接到云服务器或本地服务器。这方面也强调了国际接口和协议标准在这种情况下的重要性,因为它们能够将各种设备组件完全整合在一起,打造一个真正的集成式边缘解决方案。

倍福的 TwinCAT 控制软件可为实现这一目标提供各种功能块和协议。这意味着,边缘设备中的 TwinCAT ADS 协议或 OPC UA 可用于采集设备侧数据,而无需对控制计算机的 TwinCAT 程序代码进行任何修改。除了标准的 IT 协议之外,OT 还支持常用的云供应商和私有云方案使用的协议。

将边缘设备和控制器完全融合是一门精细的艺术。这不仅仅是一个从控制器采集数据并使其可用的问题,边缘软件的设计也必须防止它损害控制器的可用性和实时能力。同时,相关的过程数据必须传输回控制器,以实现设备生产可追溯的优化,实现预测性维护,并尽可能减少设备停机时间。得益于倍福的解决方案,这一过程在运行时不会受到任何限制:TwinCAT 使用同一套软件平台实现控制器和所有物联网任务。TwinCAT 采用模块化结构,因此可以完全根据具体的应用需求进行调整。

诸如 Docker 等容器技术也适合在同一个设备上整合所有所需的功能。Docker 系统不仅能够引导和优化边缘软件的执行,节省资源,而且还能够帮助将第三方应用程序和功能直接集成到边缘设备中。即客户的特定功能也可以在边缘设备中进行部署,并与 TwinCAT 并行运行。

在这种情况下,我们需要处理越来越多的任务,因此也需要满足更多的硬件要求。用户在选择合适的边缘计算硬件时应该注意什么?

Felix Wildemann:只有当硬件和软件都与物联网和控制器方法完全一致时,边缘解决方案才能发挥作用。这需要一个可扩展的产品系列,即具有不同性能等级的结构超紧凑、模块化和多功能的工业 PC,它们可以根据所需的计算能力和接口,以及可用的安装空间,完全适应相关的边缘计算应用场景的需求。

倍福的做法确保了我们装有 TwinCAT 软件的工业 PC 既可用作控制计算机,也可用作边缘控制设备,因此,可以说,硬件具有传统工业 PC 无与伦比的优势,如长期可用性、坚固耐用性和长使用寿命。同时,我们的方案也能够直接整合工业总线系统,这样就可以直接在边缘设备中采集现场的各个传感器数据以及控制器数据。Microsoft Windows 和 TwinCAT/BSD® 这两个操作系统都支持倍福自己的 TwinCAT 控制软件、所有 IT 协议和 Docker 功能。

因此,用户可以使用倍福的所有工业 PC 系列,而不会受特定的硬件限制。我们的产品系列具有模块化、可扩展性和灵活性高的优点,为创建集控制器、物联网和边缘计算为一体的解决方案提供了完美的条件。