机器和工厂操作人员越来越频繁地使用工业物联网(IIoT)。为了让客户充分利用与 IIoT 相连的工厂,机械设备必须能够连接到云。这是通过边缘设备实现的。必须对能源消耗进行跟踪,设备必须更快、更容易维修,而且必须能够测量和比较资产性能。通过高度自动化、超级互联的机械和生产线,工业物联网有望实现所有这一切,甚至更多。
工业物联网带来了许多好处,但也存在一些需要解决的挑战,例如安全、隐私、数据完整性和互操作性。解决这些挑战需要精心规划,投资 APROL 边缘控制器等正确的技术,并与贝加莱等经验丰富的解决方案提供商合作,以在工业运营中成功实施 IIoT。
什么是边缘计算?通过工业物联网,用户可以从他们的机器和工厂获取更多信息。例如,机器零件是否出现磨损迹象以及何时会出现故障。边缘计算是一种在数据源附近收集大量数据的方法,以便在将数据传递到更高级别的系统之前对其进行压缩。因此,边缘设备是实时机器级和流程级(操作技术,OT)与 信息技术 -IT 之间的纽带。
检测优化潜力
工业界对更有效、更高效的流程的需求是巨大的:必须收集运行数据和能耗值,以确定优化潜力,并对不同机器的性能进行比较升级。
认识到提高质量的潜力
自动采集和处理各种运行和质量数据可以在生产阶段尽早检测到与目标值的偏差。一种有用的方法是比较同一台机器的实时数据。
工厂灵活性和扩展性
许多现有工厂随着机器的增加而自然增长。相关的产能扩张导致上游和下游流程出现瓶颈。为了消除瓶颈,必须对工厂网络中机器的动态互动进行检查。
APROL 边缘控制器 - 坚固耐用、功能强大,可应对未来挑战
贝加莱 APROL 边缘控制器是所有这些问题的答案,也是应对挑战的解决方案。将边缘控制器作为工业物联网生态系统的一部分,可使使用工业自动化的公司通过利用实时数据和本地智能优化流程、提高效率和改善维护。这有助于提高生产设备的整体性能和可靠性。
APROL 边缘控制器基于坚固耐用、功能强大的 Automation PC。这些 PC 配备了高性能级别的强大英特尔处理器,因此非常适合机器学习和大数据分析等要求苛刻的任务。边缘控制器运行一个用于预处理数据的强化操作系统。通用操作系统(GPOS)是一个具有长期支持保证的企业 Linux 发行版。贝加莱 Hypervisor 可以在边缘控制器上同时运行一套实时操作系统。边缘设备是成熟的工业控制器,周期时间在毫秒级范围内。实时程序可以用所有 IEC 61131 语言创建。因此,即使是复杂的控制系统也能轻松映射。通过 POWERLINK 工业以太网协议或其他现场总线系统,可以连接数量不限的 IO 模块或控制器。
显示器
控制计算机
标准/工业以太网
多显示器显示
网络接口卡
OPC UA 总线控制器 / 物联网网关
X20BC008T 总线控制器提供集成证书处理,使其成为首批满足现代 IT 系统安全要求的现场设备之一。这是真正的 IT/OT 融合和许多物联网应用的关键。
收集和压缩数据
为了使数据分析提供有用的信息,必须以无缝集中收集的操作和生产数据为基础。APROL 边缘控制器的 PDA(过程数据采集)功能可实时采集与生产相关的所有原始数据。
归档数据
APROL 边缘控制器配备了NoSQL数据库(APROL ChronoLog)来记录连续信号和事件。用户还可以使用 SQL 数据库 (MariaDB) 来与应用程序一起使用。
分析数据
APROL 边缘控制器为评估所获取的数据提供了多种选项。控制模块中提供了相应的功能,这允许用户在模块化的基础上选择应用所需的控制模块。
可视化信息
如果需要,APROL 边缘控制器还可用于查看数据、结果和评估。基于网络的集成实时 HMI 解决方案 – mapp View – 可以轻松创建 HMI 页面。由于 mapp View 基于 HTML5、CSS3 和 JavaScript,因此生成的 HMI 应用程序独立于平台、面向未来,并且可以在任何支持 Web 的设备上查看。
协调
边缘计算架构的目标是,无论基础设施的状态如何,算法都能安全可靠地实时处理机器数据,周期时间在毫秒级范围内。为此,应用程序必须具备现代控制系统的所有功能。由于 APROL 边缘控制器也是一款成熟的工业控制器,所以这完全没有问题。
工业安全
边缘设备处于 IT 和 OT 之间的临界点,是黑客试图进入这些系统的主要目标。为此,APROL 边缘控制器具有针对 IT 威胁的多重保护。
控制
APROL 边缘控制器可为控制任务提供大量现成模型。对于具有复杂相互依存关系的过程,边缘控制器可以依靠其高级过程控制功能。模型预测控制(MPC)就是用于此目的。使用过程模型,控制器自动进行计算以优化控制。控制误差自动降到最低。
通过 MQTT 进行云连接
APROL 边缘控制器提供多种通信选项:来自其他制造商的设备和系统可以轻松连接到边缘控制器。为了与更高级别的系统进行通信,边缘控制器的标准功能包括 OPC UA 服务器和客户端以及 MQTT 客户端。MQTT 的代码占用空间小、带宽要求低,已成为云服务提供商的标准协议。
食品加工和罐头
在食品加工过程中会用到不同制造商生产的特种机器。这些机器内置的控制器具有不同的通信协议。APROL 边缘控制器用于数据采集和处理以及评估整体系统效率(OEE)。这也实现了完整的产品和批次跟踪。图形线路可视化有助于监控系统状态。
收集轧机数据
一家全球轧机运营商为分布在全球的数十个站点配备了 APROL 边缘控制器,这些控制器通过 MQTT 将运行数据传输到使用云解决方案的中央数据收集系统。这个全球数据库不仅用于确定生产率和质量,而且还构成规划维护工作的核心基础。