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智能边缘时代,企业如何实现增效降本

   日期:2020-05-27     浏览:185    评论:0    
核心提示:在可编程逻辑控制器(PLC​)、人机界面(HMI)还没有被应用到工业领域以前,工业设备监控往往依赖人来完成。经验丰富的专家凭借观察、倾听就能判断机器的运行状态是否正常以及问题所在。

在可编程逻辑控制器(PLC)、人机界面(HMI)还没有被应用到工业领域以前,工业设备监控往往依赖人来完成。经验丰富的专家凭借观察、倾听就能判断机器的运行状态是否正常以及问题所在。

智能边缘时代,企业如何实现增效降本

此后随着PLC、HMI逐步融入到工业,企业通过软件实现对设备状态的监控和诊断,但功能以本地化为主,倘若需要远程监控设备,则需要通过电话线路接入,速度慢不说,使用和管理成本都非常高,这些困难的存在极大的制约了自动监控与诊断技术在工业应用中的发展。

如今随着5G、物联网、边缘计算等技术应用的兴起,以及工业智能化推动IT与OT深化融合,这些长期存在的技术瓶颈正在被逐一消除。

在制造企业,工业现场设备可选择和支持的连接方式越来越多,包括有线或无线,而OPC UA统一架构的发展更让工业设备可实现跨平台互联,且具有更高的安全性和可靠性,满足企业信息高度连通的需求。在一些工业场景,用户甚至可以通过笔记本电脑连接和管理PLC和HMI,并进行可视化操作甚至更改程序。

在工厂现场,自动化控制改造或升级已无需增量升级PLC和HMI,而是使用一类新型边缘计算系统来取代传统自动化控制器实现可视化和连接,并通过基于边缘的新处理和分析选项对其进行改进。

边缘计算的优势

当下,一些厂商开发的边缘计算系统已经可以将工业控制与前沿分析以及其他功能结合在一起,它们包括带有通用操作系统的实时操作系统,所有操作系统都封装在一个工业化的包装中,可以在现场操作设备旁边安装。

实时操作系统与常规PLC一样,提供确定性控制,而通用操作系统使用Linux来添加许多类型的高级计算和通信功能,例如独立PC。实时和通用操作系统以独立的方式运行,但也可以安全地进行通信以进行协作应用程序。

例如,Stratus公司推出的ztC Edge零接触、高度自动化的边缘计算平台就附带实时操作系统Stratus Redundant Linux,它将具有广泛兼容的操作系统的虚拟化主机与具有独特检查点功能的可用性平台相结合,提高虚拟化工业控制或物联网应用程序的可靠性。

对于现有站点,ztC Edge支持通用的工业协议,可以将边缘控制器添加为许多其他自动化平台的监控数据集中器。作为面向工业边缘计算的产品,它能够使用标准协议甚至硬连线的输入/输出信号与这些系统进行通信,例如使用OPC UA属性或SNMP请求和陷阱来监控、可视化及通知系统和用户,通过REST API为客户提供了另一种检索相关系统运行状况和性能信息的方法,并将其呈现给第三方系统管理工具和仪表板。

ztC Edge更像是一款采用通用IT硬件搭建的高容错、零接触的高性能边缘计算平台。ztC Edge由两个节点组成,它们自动镜像内存中的所有数据和写入磁盘的所有数据,以提供更好的保护。如果节点发生故障,系统会自动使该故障节点上运行的任何VM在其他节点上重新启动,以确保服务的连续性(即使是在另一层楼或另一建筑的节点)。它会自动完成这一切,无需任何用户干预。

与传统边缘控制器比较,ztC Edge不但可以将数据传递到更高级别的系统,还可以承载网页,使其作为HMI系统的一部分发挥关键作用,并同时执行许多其他任务,而不会影响实时控制。

ztC Edge作为一个完整的控制、计算和通信平台,除上述功能外,还可以对计算结果起作用,并扮演更具交互性的远程监视角色。

在远程站点,ztC Edge可用于评估和监视故障信号。许多食品和饮料生产商在许多不同的区域位置都拥有自动化的连续处理系统和OEM包装设备。每个站点都有本地操作和维护人员。他们可以使用一些手动的问题跟踪方法,但这会产生大量开销。因为这些站点以独立的方式运行,所以他们可能都在花费很多精力来解决类似的问题。

上述公司通过为每个站点都安装ztC Edge边缘计算平台,以提供对关键故障指示器的集中远程监视。这使他们能够确定站点之间的共性并查明根本原因,并将结果传达给每个站点以改进操作。

ztC Edge可用于直接控制多种类型的现场设备,也可与现有系统并行安装。关键还在于边缘控制器具有出色的功能,可以充当信息收集和远程监视平台。

日前,一些OEM也通过与Stratus合作,将设备与ztC Egde边缘系统集成,作为增值服务提供给最终用户,以减少停机时间并提高效率。一些OEM现在将机器作为服务提供,根据机器的输出向用户收费,而不是出售机器。在这些情况下,远程监视对于维持高水平的吞吐量和密切监视生产水平至关重要。

例如,艾默生的边缘控制器将PLC的实时确定性控制与PC的先进计算和通信结合在一起,为工业远程监控提供了一个全面的平台。

最后的话

随着智能制造战略的持续深入推进,以及企业加速推动IT与OT的深度融合进程,他们已将通用IT技术和产品融入到工业化应用场景,以更加高效的方式解决传统生产过程面临的问题,实现提质、增效和降本。特别在工业现场,基于通用IT技术构建的计算平台能拥有更高的计算和网络性能,拥有更好的自主化能力和独立性,降低对边缘计算系统的依赖,同时也能高效的管理设备,充分发挥智慧能力。

就像ztC Edge,可以显著降低对边缘虚拟化计算的IT依赖性,它的自我保护和自监控功能有助于缩短意外停机时间,确保关键业务工业应用程序的持续可用性,最终帮助用户解决问题,并节省时间和金钱。

 
标签: PLC HMI
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