“开启智能新时代”——机器连接与边缘计算

一 概述

边缘计算是一种位于物理数据源附近的分散边缘节点系统。这些节点既连接到设备，也连接到中央平台。与现场级别的设备不同，边缘节点可被集中管理，且数据可在边缘节点内或中央平台中进行处理。

| 对边缘级别的分析可从多个角度展开：

• 应用程序角度：聚焦于软件应用及其功能。

• 基础设施角度：关注部署的IT基础设施，如硬件和操作系统。

• 运营角度：侧重于管理边缘级别的工具，如监控工具或多站点软件部署工具。

| 工业物联网（IIoT）应用中的边缘计算：

有些应用需要非常短的延迟，而通过与集中式的云平台通信很难维持这种低延迟。而且在某些情况下，数据量会非常大，因此在边缘级别进行大量预处理非常必要。此外，出于合规性要求，有些项目方案需确保数据不离开公司网络。

二 解决方案架构趋势

想要建立和运行IIoT解决方案的用户需考虑多个因素，其中之一就是构建合适的系统架构。目前，IIoT架构的整合趋势愈发明显，主要体现在以下边缘特征:

• 在部署云平台时，用户希望尽量减少边缘层对云技术的依赖，同时避免供应商锁定。

• 用户将边缘层分为两层：底层为工厂车间层，顶层为中央平台/云连接层，且均可实现集中管理。

• 用户在边缘层部署MQTT代理作为数据流的核心枢纽。数据通过MQTT流向中央平台，而本地运行的应用程序也可通过MQTT代理访问数据。

那么，这些架构趋势和边缘如何与机器连接性相关？有效、可靠地访问机器或设备数据至关重要。在功能上，机器连接需求类似于传统车间应用，例如，在集成工厂的现有或旧改项目的设备数据方案中（主要是控制器），所采集的数据通常来自多个数据源，并需要整合到OPC UA或MQTT等标准协议进行传输。

| 运营模式差异：在研究合适的运营模式时，可发现传统车间应用和IIoT解决方案之间存在明显差异。

• 传统车间应用：在本地部署和运营的传统应用中，机器连接往往包含HMI或SCADA系统，例如制造执行系统（MES）或数据库链接等解决方案。管理机器连接的用户通常不是IT专业人士，因此需要简单的IT接口。

• IIoT解决方案：相比之下，物联网解决方案需要在多个生产站点部署应用或物联网/云平台。这些平台可能运行多个应用程序，而且这些应用程序将在整个解决方案生命周期内不断更新，其中一个关键驱动因素是软件和IT的短期创新周期。因此，物联网解决方案通常需要专门的团队来运营，这些运营工程师负责多个现场站点，且拥有IT专业知识。

机器连接与其他解决方案一样需满足灵活性、运行效率和扩展性的要求。越来越多的用户不再将机器连接视为IIoT解决方案环境中的生产资产，而是将其视为有效、快捷且可扩展的边缘组件。

三 机器连接

将机器连接部署为边缘级别的一部分需满足以下关键要求：

• 机器连接配备软件模块，这些模块可部署在标准硬件上，由终客户按边缘级别软件的方式进行管理，如Docker容器的部署方案。

• 机器连接可通过标准IT工具进行管理。

• 机器连接为流行的IT监控工具（如Prometheus和Grafana）提供相关数据。

• 机器连接为使用标准协议（无论是远程、自动化还是两者兼有）的配置提供稳定的接口。

四 Softing机器连接产品

| Softing edgeConnector Siemens

edgeConnector Siemens作为Docker容器应用，它提供了灵活的部署选择，只需在内置的Web界面进行简单配置，就可连接到Siemens SIMATIC S7-300/400和S7-1200/1500控制器，并通过OPC UA服务器接口收集和转发数据到客户端应用。edgeConnector Siemens是Softing dataFEED产品系列向虚拟化和Docker容器技术的一大战略扩展。该产品利用了Softing在旧改项目与OPC UA技术方面的深厚经验，适用于新的工业4.0解决方案架构。

| Softing dataFEED OPC Suite

dataFEED OPC Suite是一种用于OPC UA和OPC Classic通信以及物联网云连接的软件解决方案。通过集成的OPC UA服务器（包括存储与转发），它能够可靠地访问所有知名制造商的PLC，如Siemens SIMATIC S7、Rockwell ControlLogix......

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