邊緣計算在工業領域的應用案例

一家智能工廠一天就可以產生1PB的數據。如果這些海量的“邊緣數據”全部傳輸到網絡上，對于任何企業的計算系統都會產生巨大壓力。

于此，邊緣計算應運而生。它將數據中心智慧算力向邊緣側延伸，從而滿足制造企業在數據貫通、實時業務、數據優化、應用智能等方面的關鍵需求。

實踐證明，通過在更靠近制造設備端部署邊緣節點進行本地化的感知、決策、控制、分析一體化，可在降低網絡需求的同時提高響應實時性，有效提高現有工業互聯網平臺處理能力，發展云-邊-端一體化平臺成為工業互聯網平臺的新方向。

邊緣計算正在融入工業制造

在數據處理層面，邊緣計算對數據的本地處理能力提出了更高要求，它需要將原有云計算模型執行的部分或者是全部計算任務遷移到網絡邊緣設備上，降低云服務器的計算負載，減緩網絡帶寬的壓力，提高萬物互聯時代數據的梳理效率。顯然，傳統的控制器已經無法勝任這樣的工作。

與此同時，傳統的數字化升級方案需要組合PLC、PC、網關、SCADA軟件等多種不同領域功能的產品于同一系統中通過系統集成實現工業物聯網方案，系統架構復雜，成本昂貴且面臨極大安全風險。

無論是產品的成熟度與穩定性，還是到數據的處理上升至數字化升級方案的落地實施過程中存在的種種問題，客戶與市場都在呼喚著產品力更“硬核”、“一機多能”與“多機聯動”、全面互聯的邊緣控制解決方案。

邊緣控制解決方案融合PLC自動化技術與PC信息化技術，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、設備聯網等功能集成于同一控制平臺，可同時實現備運動控制、機器視覺、設備預測維護、設備聯網，數據分析和優化控制、數據可直接連接至工業云平臺，在邊緣側協同遠程工業云平臺實現智能產線控制。

當然，邊緣計算并非簡單地將邊緣計算技術與工業自動化進行疊加，而是需要將邊緣計算發展出來的一些開放式的IT與CT技術、架構和解決方案，融合進工業制造中相對封閉的OT設備上，增強或替換原有的實現方法。

不同設備及場景需要不同的邊緣控制方案

在“云-邊-端”新一代工業控制架構中，邊緣控制起著關鍵的承上啟下的作用。一方面，邊緣控制需要采集現場的數據進行處理分析，并實時反饋給現場的設備，另一方面，邊緣控制需要將經過處理的數據上傳給云端，為云端提供更為“有價值”的數據。由于不同的設備和不同的工業場景，應用復雜程度不同，對數據處理和分析的要求不同，所以對邊緣控制器的性能要求也不盡相同。

為此，邊緣控制廠商往往會提供不同的邊緣控制方案來滿足不同的場景需求。比如，從工控機起家的研華，在邊緣計算領域已完成全面布局，可為客戶提供從邊緣計算、邊緣控制、邊緣可視化等一系列產品與解決方案，從硬件到軟件，從產品到平臺，滿足現場各類高性能計算處理、實時可靠運行以及靈活快速的人機交互顯示等多種邊緣計算需求場景，推動各產業的數字化、智能化深度變革。

研華邊緣控制解決方案系列可以根據不同設備及場景控制需求提供最優解決方案。在同樣的軟件環境下根據需求使用最佳硬件，助力智能制造從業者聚焦算法方案，優化迭代核心價值，實現柔性產線、設備自動化、產線設備狀態監測及工廠環境監測等設備應用。

▎研華邊緣控制解決方案

研華CODESYS系列控制器是面對設備自動化往融合信息化智能裝備轉型時的全新控制方案。

研華在自身擅長的多種X86平臺上搭載實時軟PLC軟體，同時打通軟PLC與數據庫、云平臺接口，實現高實時性自動化控制同時，保證開放性的信息化對接與處理。

開放式平臺和多種性能處理核心可以靈活的適用于復雜多變的工業環境，從需要穩定實時的邏輯控制到高處理性能及更多接口的整合運動控制與機器視覺應用場合，甚至多個設備連接的柔性加工產線，研華CODESYS控制方案都有合適的控制器幫助客戶實現。

在無縫整合IT（信息化技術）與OT（自動化技術）的同時，研華CODESYS邊緣控制器底層依然采用大家的熟悉的編程方式，方便客戶的設計使用與安裝。

▎邊緣控制方案優勢

邊緣控制器的典型應用架構

在研華的邊緣控制產品中，新一代模塊化邊緣控制器AMAX-5580無疑是最為耀眼的明星產品，其高性能的處理能力，開放的平臺以及強大豐富的擴展能力，為邊緣計算融入工業領域的應用提供了性能強大的解決方案。

從產品特點上來看：

AMAX-5580是業界最小、速度最快的開放式平臺之一。它結構緊湊，高度為10厘米，插片式I/O模塊全部安裝在標準DIN導軌上，安裝在設備控制柜中時無需額外的鉆孔或機械裝置，不僅節省了空間，而且允許工業設備跨越邊界。

從應用架構上看：

AMAX-5580是整個控制的核心，向上可以將數據用以太網、OPC UA、MQTT等形式將經過預處理的數據上傳給MES、SCADA或者云平臺等系統，向下除了可以直接通過EtherCAT連接伺服電機外，還可以通過PCIe擴展模塊、EtherCAT擴展模塊連接各種設備、EtherCAT分布式 I/O來連接更多設備。

AMAX-5580的典型應用架構

邊緣計算在工業領域的應用案例

目前，邊緣技術在工業領域的應用還處于融合初期，起作用主要幫助客戶解決降本增效、滿足嚴苛生產品質的追求，同時為客戶的數字化轉型搭建好底層技術基礎。

研華充分利用自身二十余年的技術與千行百業行業應用沉淀的優勢，正在助力客戶這一目標的實現。

比如在3C鏡頭模組檢測應用中，相機鏡頭濾光鏡片生產結束后，需要做對產品品質做嚴格檢測，因此需要自動化上料、AOI視覺檢測，通過機械手剔除料盤中的NG品并補充OK品，所有數據還要上傳MES數據終端備份追溯。

在該應用案例中，客戶提出的需求包括：新的零部件加工廠商自動化程度提高，需要整合機器視覺，機器人，下位PLC，高實時I/O及多軸控制；需要信息化平臺和接口，允許管理軟件和MES系統對接，實現產品派單，質量追蹤以及整廠能效管理；對于自動化部分，需要高實時模擬量采集，機器視覺配合運動控制做到高精度檢測和加工。

研華通過分核架構整合IPC+PLC，一個平臺實現機器視覺，運動控制，機器人控制，分布式IO及數據庫功能，提高穩定性、降低成本，實現柔性加工；與此同時支持IEC 61131-3編程以及高級語言編程，工程師可以選擇自己最熟悉語言開發；整個系統同時兼容IT與OT，工程師團隊更容易配合分工，3個月項目工期，提前1個月即交付項目。