萬可(kě)新型邊緣設備,充分(fēn)利用(yòng)現場(chǎng)數據
2021-12-23新聞
在許多(duō)情況下(xià),由于工業環境要求低延遲,将數據從機器和(hé)系統直接傳輸到雲解決方案屬于資源密集型,因此并不可(kě)行。邊緣計算(suàn)已建立自己的(de)概念,并集成分(fēn)布式雲架構和(hé)本地網絡架構的(de)優勢。萬可(kě)新推出了(le)邊緣控制器和(hé)邊緣計算(suàn)機以滿足該項需求。
組件的(de)OT和(hé)IT層面正在越來(lái)越多(duō)地融合。“最重要的(de)是,這(zhè)讓參與生産的(de)員(yuán)工知道在IT領域哪些流程是具有優勢的(de)。”J. Sparmann介紹道。他(tā)向大(dà)家介紹了(le)Docker技術的(de)例子。
“由于所有的(de)過程都變得(de)越來(lái)越智能,所以也(yě)在采集越來(lái)越多(duō)的(de)數據,”A. Kleine博士介紹道,巨大(dà)的(de)數據量沒有被發送到雲端,部分(fēn)是在網絡邊緣進行處理(lǐ)。“因此,在涉及實時(shí)數據的(de)地方,數據處理(lǐ)變得(de)越來(lái)越重要,”他(tā)補充道。還(hái)可(kě)以實現低延遲應用(yòng)。
“從而需要越來(lái)越強的(de)計算(suàn)能力,因此對(duì)直接在現場(chǎng)數據庫提出了(le)相應要求,”J. Sparmann介紹道,“通(tōng)過傳統PLC無法實現。但服務器設計卻輕松滿足這(zhè)種應用(yòng)。”
爲此,萬可(kě)推出了(le)兩個(gè)非常适合此功能的(de)新型邊緣設備:邊緣控制器和(hé)邊緣計算(suàn)機。“它們爲高(gāo)級語言編程程序帶來(lái)更多(duō)優勢,因爲它們更接近作爲數據提供者的(de)傳感器,”A. Kleine博士介紹道,“突破最後一個(gè)障礙;實現IT與OT環境的(de)融合。”
邊緣設備也(yě)可(kě)運行雲服務,例如,确保僅關鍵數據被傳輸到WAGO雲。當數據需要臨時(shí)緩沖時(shí),例如在移動應用(yòng)中,邊緣設備便可(kě)凸顯其優勢。
配有多(duō)種接口
“這(zhè)兩個(gè)新設備都是基于機櫃兼容硬件,可(kě)以使用(yòng)24V電源,并完美(měi)地融入自動化(huà)環境,”J. Sparmann介紹道。新型邊緣控制器采用(yòng)ARM Cortex-A9四核處理(lǐ)器,并具有多(duō)種接口,其中包括兩個(gè)ETHERNET接口,一個(gè)CANopen接口和(hé)兩個(gè)USB接口。可(kě)視化(huà)内容可(kě)通(tōng)過HDMI接口在本地顯示。
另外,可(kě)視化(huà)也(yě)可(kě)以通(tōng)過集成的(de)Web服務器提供給其他(tā)Web客戶端。設備還(hái)配有一個(gè)RS-232/485串行接口和(hé)4通(tōng)道數字輸入/輸出,用(yòng)于連接本地設備或傳感器。“設備也(yě)可(kě)連接Modbus,” A. Kleine博士介紹道。“多(duō)種接口助力該設備輕松集成到現有系統中。”
André Kleine博士,HMI&邊緣控制器産品經理(lǐ)
邊緣控制器可(kě)安裝在DIN導軌上,無論是水(shuǐ)平還(hái)是垂直方向均可(kě),且節省空間。可(kě)在我們熟悉的(de)e!COCKPIT編程環境中進行邊緣控制器的(de)項目設計,因此,它可(kě)與萬可(kě)自動化(huà)解決方案的(de)經濟型系統無縫集成。
“固件也(yě)與我們的(de)HMI設備固件非常相似,”A. Kleine博士介紹道。“這(zhè)也(yě)确保了(le)軟件方面的(de)高(gāo)度可(kě)重複使用(yòng)性。”例如,可(kě)利用(yòng)現有萬可(kě)Docker容器。
邊緣控制器可(kě)以提供其他(tā)許可(kě),用(yòng)于連接到Bacnet或Ethercat。通(tōng)過MQTT協議(yì)将數據傳輸至雲端。從而輕松連接到WAGO雲或其他(tā)雲平台。“輕松建立多(duō)雲平台,”A. Kleine博士介紹道。“萬可(kě)很早就認識到了(le)雲通(tōng)信的(de)重要意義,并将MQTT協議(yì)整合到e!COCKPIT軟件中。我們自己的(de)高(gāo)性能OPC UA堆棧是下(xià)一步計劃。”然而,OPC UA通(tōng)信現在也(yě)已經可(kě)以通(tōng)過Codesys stack實現。
處理(lǐ)大(dà)量數據
在對(duì)計算(suàn)能力和(hé)内存要求較高(gāo)的(de)應用(yòng)中,制造商也(yě)可(kě)通(tōng)過新型邊緣計算(suàn)機提供完美(měi)解決方案。邊緣計算(suàn)機搭載1.91 GHz四核Atom處理(lǐ)器,并配備标準Debian Linux系統。
“用(yòng)戶可(kě)以利用(yòng)豐富的(de)資源,建立完整自動化(huà)流程模型,”J. Sparmann滿意地說道。顯示設備可(kě)以通(tōng)過HDMI或DisplayPort直接連接。提供多(duō)個(gè)USB端口和(hé)兩個(gè)千兆以太網端口,用(yòng)于通(tōng)信。“如果不能用(yòng)電纜連接,也(yě)可(kě)以通(tōng)過一個(gè)擴展插槽使用(yòng)電話(huà)卡。”J. Sparmann介紹道。提供4GB或8GB内存以及64GB閃存可(kě)供選擇,助力實現資源密集型項目。
Jens Sparmann,安全系統專家
當需要處理(lǐ)非常大(dà)的(de)數據量時(shí),例如大(dà)規模數據庫應用(yòng),邊緣計算(suàn)機可(kě)以用(yòng)固态硬盤進行擴展。控制器外殼爲此配備了(le)一個(gè)2.5英寸固态硬盤的(de)安裝空間。盡管它的(de)溫度範圍從-20°C擴展到60°C,但邊緣計算(suàn)機沒有風扇,而且結構緊湊,因此很容易安裝在控制櫃的(de)DIN導軌上,節省空間。“并且也(yě)減少了(le)維護工作,”A. Kleine博士介紹道。
所有邊緣設備上均可(kě)使用(yòng)标準軟件和(hé)萬可(kě)Docker容器,例如Node-RED。例如,開源Grafana應用(yòng)程序是圖形化(huà)數據顯示的(de)理(lǐ)想之選。
安全性對(duì)于新設備來(lái)講也(yě)是至關重要。TPM 2.0芯片允許使用(yòng)加密機制來(lái)确保數據安全。“這(zhè)些設備還(hái)配備了(le)最好的(de)軟件技術,以确保高(gāo)安全性。”J. Sparmann介紹道。“設備上的(de)軟件有很大(dà)一部分(fēn)是開源的(de),所以安全問題始終存在,因爲大(dà)型開源社區(qū)正在不斷審查源代碼并提供錯誤修複。”
除了(le)标準VPN應用(yòng),這(zhè)些設備兼容安全解決方案,如Tosibox和(hé)Hooc。因此,除了(le)萬可(kě)自己的(de)VPN方案外,用(yòng)戶還(hái)可(kě)以在高(gāo)度安全的(de)情況下(xià)訪問其他(tā)遠(yuǎn)程維護方案,這(zhè)也(yě)符合“開放與便捷”的(de)原則。
适于多(duō)種應用(yòng)的(de)理(lǐ)想硬件
萬可(kě)的(de)兩款新型邊緣設備提供了(le)一個(gè)硬件平台,支持用(yòng)戶在萬可(kě)自動化(huà)架構和(hé)WAGO雲計算(suàn)的(de)接口處輕松實現自己的(de)邊緣應用(yòng)。“兩種新型設備成爲我們産品系列的(de)完美(měi)補充,”J. Sparmann自信的(de)說道。“雖然邊緣控制器使OT層面更接近IT層面,但我們的(de)邊緣計算(suàn)機卻反其道而行之。”