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作者：Arkadiusz Grzegorek，TME Head of Automation-Maintenance Division 到目前為止，云計算一直是數字工業轉型增長，特別是工業物聯網（IIoT）擴展和各行業領域自動化水平不斷提高背后的最強大驅動力之一。但如今很明顯，使用云進行數據管理和存儲已不再能代表全部情形。和云計算結合使用的邊緣計算（即在本地處理數據后將其發送至云）正成為新興的工業4.0概念中越來越不可缺少的元素。 隨著越來越多使用IIoT的智能設備，對于這些設備，越來越需要由“處于邊緣”（即靠近用戶）的設備處理它們所收集的數據。而邊緣計算能夠使數據存儲和管理靠近所需位置，從而最大程度地減少帶寬的使用并增加響應時間，從而可在更廣范的應用中使用邊緣服務器。 許多人可能熟悉的典型邊緣設備，包括用于控制照明、加熱和其他部件的傳感器。這些應用說明了，使此種傳感器盡可能地靠近計算的明顯優勢，尤其重要的是，減少了必須長距離傳輸和/或存儲在云中的數據量，可極大的節省成本。 實際上，對于希望直接從傳感器導出數據至云中的用戶而言，存在一些潛在的陷阱。這可能包括網絡延遲、不良的系統集成、高數據管理成本以及IT安全方面的漏洞。因此，基于這些原因，人們公認本地是最佳的選擇，并且采用邊緣計算會對其他成本較高的工業4.0系統產生巨大的正面影響。 降低風險，提高敏捷性 簡而言之，邊緣計算可降低連接設備和共享數據時的風險，提高組織內部的靈活性和敏捷性，減少處理無關數據量，并確保極低且可預測的延遲水平。最后，在制造環境中，邊緣計算可與企業資源計劃（ERP）系統集成并實時處理數據，因此公司可通過本地化來顯著加快其自動化過程。 此種新方法的關鍵基石是（因此也是自動化廣泛采用的影響因素）能夠通過強大、可靠、可定制和易于使用的解決方案在本地處理數據，這些解決方案可用于迄今充滿挑戰的工業環境中 。這些解決方案包括，如：各種類型的工業控制器和通信系統，它們可使工業4.0網絡的安裝和應用更加易于被設置和操作。 眾所周知，工業4.0需要使用各種工具，這些工具不僅可促進自動化，還可廣泛而高效地處理和共享數據。反過來，這也可改善和改進制造工藝，并根據精確的客戶規格制造最終產品。 為了使此概念在現實世界中切實可行，則需要特殊的接口和設備。這包括和各種總線類型兼容的通訊卡、工業模塊、連接線纜以及高效、輕便平板計算機形式的現代接口。實際上，轉換器和工業模塊現在已成為向工業4.0邁進的基本要素。 使這成為可能的解決方案之一是，基于Brainboxes邊緣工業控制器系列。這些單元能夠雙向傳輸，其中的組件和能夠解釋數據的工程師部門通訊。此種傳輸需要和各種總線兼容的通訊卡。IX-100卡支持的Brainboxes的PCI Express (PCIe)總線就是范例之一。IX-100和Windows、Linux及其他操作系統兼容，從而可以更輕松地與現有設置集成，IX-100還具有過壓保護功能，其尺寸僅為120mm x 76mm x 18mm。最后，即插即用卡在單個PCIe插槽中，提供行業標準的9針RS-232串行COM端口。 堅固并易于連接 在IIoT環境中使用先進的通訊技術，重要的是要使用能夠輕松連接到設備的強大轉換器和輸入/輸出模塊。例如：Advantech的ADAM-4520-EE隔離式RS-232至RS-422/RS-485轉換器 (圖1)，具有耐用的ABS外殼， 是尺寸為70mm x 122mm x 30 mm功耗1.2W @ 24V DC的模塊。 
圖1：Advantech ADAM-4520-EE堅固轉換器能夠輕松連接設備 在苛刻環境中使用工業計算機時，還需考慮配備高效閃存和可選擇操作系統。例如，具有以太網端口和32GB閃存的 HARTING 2095000000300 (圖2) 工業計算機具有IP67防護等級，可提供防塵和防潮保護。設備尺寸為132mm x 86mm x 35mm，具有1GB RAM內存容量，并使用以太網Ethernet或12V DC/24V DC供電。模塊化的硬件和軟件設計，使用戶、開發工程師和系統集成商可快速、高效地創建綜合工業項目。
圖2：非常適用于惡劣環境的帶有以太網端口和32GB閃存的HARTING 2095000000300工業計算機 由于工業4.0要求所有設備都連接至同一網絡，因此能夠從同一來源為所有設備供電則至關重要。以太網供電技術，使用網絡中各設備間傳輸數據的同一網絡線纜，供電。此種配置可大幅降低電氣安裝成本，如圖所示的工業千兆位ANTAIRA LNP-0500G-24 PoE 交換機 (圖3)，具有金屬外殼、五個接入端口和內置升壓器。該產品由美國工業通訊解決方案制造商ANTAIRA Technologies所提供，非常適合惡劣環境中需要大功率PoE電源的應用。其中包括安全監控、交通監控系統、石油/天然氣和采礦應用、電力/公用事業的設施管理、水/廢水處理廠以及智能工廠中的自動化生產線。
圖3：具有金屬外殼和五個訪問端口的工業千兆位ANTAIRA LNP-0500G-24 PoE交換機 結論 很明顯，在將IIoT引入本地共享數據的自動化環境中時，如果要使成本保持在最低水平且公司需盡可能提高生產力和效率，則僅采用云計算技術已不再足夠。云計算和邊緣計算的結合現已成為公認的最佳解決方案，市場上有許多強大且易于使用的設備和產品，這可使目標成為現實。不論是哪個行業，不論環境要求如何，邊緣計算現已成為邁向工業4.0的重要因素。 |
