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边缘控制器=PLC + IPC +网关?

来源:控制工程网2020.01.06阅读 1734

  边缘计算作为云计算的一项重要补充,在构建互联工厂中的作用正越来越受到重视。不管是因为云计算本身,还是网络传输受限,或者是担心数据安全,边缘计算是时下构建智能化工厂过程中必须优先考虑的内容之一。
  从广义上来看,我们传统的自动化控制系统都属于边缘计算的范畴,包括PLCIPC、DCS控制工程网版权所有,以及各类I/O。
  然而,边缘计算对数据的本地处理能力和网络能力提出了很高的要求。如果将传统的PLC和IPC等控制系统直接作为边缘控制器,并不能体现出边缘计算这个新概念的特点和优势。
  因此,一种基于PC的、兼具PLC功能的可编程工业控制器应运而生。这样的控制器可以将PLC控制器、PC、网关、运动控制、I/O数据采集、现场总线协议、机器视觉、设备联网等多领域功能集成于一体CONTROL ENGINEERING China版权所有,同时实现设备运动控制、数据采集、运算和与云端相连CONTROL ENGINEERING China版权所有,以及在边缘侧协同远程工业云平台实现智能产线控制等,这样的控制器被称为边缘控制器。
  虽然是基于PC的控制器,但边缘控制器也不等同于单独的工业控制计算机,它将PLC、PC和运动控制器集成到同一台设备里,兼具数据处理和逻辑控制,两种任务可以同时进行,又互不干扰。
  目前,已经有不少厂商发布了这样的边缘控制器,例如研华的WISE-5000、美国OPTO 22的groov EPIC和三菱电机的MELIPC MI5000等。
  笔者最近拿到了研华WISE-5580边缘控制器,我们不妨从WISE-5580来总结一下边缘控制器所具备的五个特点:
  第一,IPC和PLC的融合。传统的PLC+IPC方案是通过网线来连接的,很多不确定性因素会造成连接中断。边缘控制器将IPC和PLC融合到一台控制器,乃至是一个CPU中,同时采用分核分系统技术保持相互独立运行,整个系统硬件稳定性大大提高。
  第二,边缘控制器具备足够丰富的接口来连接多种执行部件,支持多种协议,如EtherCAT、CanOpen、EtherNet/IP、ProfiNet、Modbus、POE、GigE等,可以从容应对生产现场不同厂商和不同执行部件之间的整合,解决多厂家集成问题。
  第三,可以直接与云端相连。通常支持ODBC、OPC UA、OPC DA、MQTT等多种物联网协议控制工程网版权所有,设备数据可直接上传到数据库、云平台及MES系统,同时支持4G、WIFI等无线联网方式。
  第四,基于IEC 61131-3 PLCOpen标准编程软件(如CODESYS),同时WIndows系统支持C/C++高级语言、LabView、和Python等第三方软件平台,降低了编程及维护难度。面对当前集成机器人、多轴运动控制、CNC、数据库、机器视觉等各种丰富功能的项目,传统的PLC+IPC至少需要两位以上工程师人员,其中一个懂PLC,另一个需要懂高级语言,很容易出现配合程度不够和兼容性问题。边缘控制器允许在标准协议下进行编程,实现互换性和可重用性,从而大大降低了成本。
  第五,边缘控制器可以同时实现运动控制、过程控制、IO采集、无线传输、远程运维、机器视觉、数据库与云计算等多种功能,无缝整合IT与OT,以达到减少人工、提高设备智能化的需求。
  其实CONTROL ENGINEERING China版权所有,从边缘控制器的特点来看,它并不是PLC+IPC+网关这样三个产品的简单叠加,而是通过有机整合,形成了一个性能更加强大、功能更加丰富,但可靠性依旧可以媲美PLC、又支持直接上云的新的控制器类型。IT和OT融合这个老大难问题,边缘控制器的出现或许会迎刃而解。


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