工業4.0時代，邊緣控制器能否顛覆傳統工業自動化格局？
http://www.sharifulalam.com 2023-06-13 09:46
1、邊緣可編程工業控制器（EPIC）越來越流行
如今，邊緣計算作為云計算的一項重要補充，在構建互聯工廠中的作用越來越受到重視。邊緣計算實現了數據在網絡邊緣側的分析、處理與儲存，不僅減少了對云端依賴，也提高了數據的安全性。
但是邊緣計算對數據的本地處理能力提出了很高的要求，傳統的PLC控制器已無法勝任這樣的工作。近些年，在工廠環境中，邊緣可編程工業控制器（EPIC）大有取代傳統PC、服務器和舊式硬件之勢。
邊緣控制器旨在提高現有自動化系統的效率，同時降低復雜性和擁有成本，可以處理更多的自動化功能，包括傳統上需要PC或其它專用設備實現的功能。邊緣控制器可以將PLC控制器、PC、網關，運動控制、I/O數據采集、現場總線協議、機器視覺、設備聯網等多領域功能集成于一體，同時實現設備運動控制、數據采集、運算和與云端相連，以及在邊緣側協同遠程工業云平臺實現智能產線控制等。
邊緣控制器的軟件架構基本上都是采用云端和邊緣兩層架構，在配置于邊緣（數據生成的位置）的創新軟件平臺上，通過集成用戶管理、網絡、安全性和硬件接口，創建一個應用程序和工具的生態系統，用戶可以用其向流程提供比以前更豐富的功能。
2、優勢賦能自動化，促進IT和OT的融合
邊緣控制器設備利用了最新的IT 通信和物聯網的先進技術，同時保留了PLC/PAC 在OT方面的優勢。邊緣控制器的通信有兩個不同層面：一個是采集工業設備和過程數據的I/O，以及與其它工業控制設備通信，屬于OT范疇；另一個是邊緣設備與OT數據中心及云端服務器之間的通信，屬于IT的范疇，也即屬于工業互聯網的范疇。作為IT和OT之間的一個物理接口，在完成工作站或生產線的控制功能基礎上，提升工業設備的接口能力和計算能力，提高工業設備的適用性，所以在一定程度上能夠促進IT與OT的融合。因此，邊緣控制器多種技術的組合能夠滿足多種應用需求，因而非常適合工業應用。
與傳統PLC不同，邊緣控制器能夠提供完整的連接解決方案，包括充當OPC或消息隊列遙測傳輸（MQTT）服務器。由于邊緣控制器是為工業環境打造的，并且開箱即用，不同于針對PC的解決方案，邊緣控制器幾乎不需要IT進行介入。這樣可以將負擔從IT轉移至其它方面，并且允許運營和工程部門完全實現控制自動化。由于簡化了硬件和軟件許可，成本一般會比較低。
在數據處理方面，邊緣控制器可以存儲數據、預處理數據、響應本地請求并將規范化數據轉發至中央存儲。這樣就減少了對中央網絡和服務器的需求。與扁平文件存儲相比，它還提高了過程級別的靈活性和響應能力。存儲轉發技術還可以在網絡穩定性出問題的情況下建立容錯力。
此外，在網絡安全方面。邊緣控制器通過簡化控制系統，利用設計和運營兩件工具來解決現代的安全性問題。邊緣控制器嵌入了更高的安全標準，需要用戶身份驗證并支持多個訪問級別。但是因為它們是面向著網絡，因此它們包括了標準的來自網絡的保護，比如說，用來阻止未經授權的內部防火墻，用來隔離信任和不信任流量的以太網接口和SSL/TLS加密以及認證。
目前邊緣可編程工業控制器的應用越來越普遍，在工業自動化市場出現了新品種，引起了廣泛關注。主流的產品有Honeywell的ControlEdge PLC，OPTO 22 的groov EPIC，三菱電機的MELIPC MI5000、MI3000、MI2000、MI1000，研華工業物聯網邊緣控制器WISE-5580，東土NewPre3100及NewPre2100邊緣通用控制器，集和誠科技KAGO系列邊緣控制器等。
隨著越來越多的工業企業踏上數字化轉型之旅，企業對于IT與OT的融合需求愈發強烈。在智能化不斷發展的今天，結合了邊緣技術解決方案的邊緣控制器正好適應了這一潮流，這也是PLC未來發展的一個趨勢。
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