本文圖片來源：艾默生

為了幫助企業快速可靠地構建邊緣解決方案，工業自動化的設計人員可以利用經過驗證的軟、硬件平台來改進操作。

長(chang)期(qi)以(yi)來(lai)
，與(yu)為(wei)消(xiao)費(fei)品(pin)領(ling)域(yu)開(kai)發(fa)的(de)技(ji)術(shu)相(xiang)比(bi)
，製(zhi)造(zao)業(ye)領(ling)域(yu)一(yi)直(zhi)被(bei)認(ren)為(wei)是(shi)落(luo)後(hou)的(de)
，這(zhe)已(yi)經(jing)不(bu)是(shi)什(shen)麼(me)秘(mi)密(mi)了(le)。在(zai)很(hen)大(da)程(cheng)度(du)上(shang)，這(zhe)種(zhong)模(mo)式(shi)是(shi)有(you)意(yi)為(wei)之(zhi)
，因(yin)為(wei)工(gong)業(ye)應(ying)用(yong)所(suo)需(xu)要(yao)的(de)
、經(jing)過(guo)驗(yan)證(zheng)的(de)關(guan)鍵(jian)任(ren)務(wu)自(zi)動(dong)化(hua)和(he)控(kong)製(zhi)性(xing)能(neng)
，要(yao)比(bi)典(dian)型(xing)消(xiao)費(fei)者(zhe)所(suo)優(you)先(xian)考(kao)慮(lv)的(de)便(bian)利(li)性(xing)和(he)功(gong)能(neng)更(geng)重(zhong)要(yao)。邊(bian)緣(yuan)計(ji)算(suan)和(he)其(qi)它(ta)在(zai)邊(bian)緣(yuan)應(ying)用(yong)的(de)先(xian)進(jin)自(zi)動(dong)化(hua)功(gong)能(neng)
，正(zheng)為(wei)製(zhi)造(zao)企(qi)業(ye)的(de)數(shu)字(zi)化(hua)轉(zhuan)型(xing)添(tian)磚(zhuan)加(jia)瓦(wa)。

近年來

，用戶越來越意識到可用的自動化軟、硬件種類越來越多。雖然不斷發展的技術和更靈活的架構通常使設計師更容易將數字化轉型應用於現有和新的運營技術（OT）控製和監控係統，但選擇太多有時並不是好事

，會導致一次性、不可重複的實施。

最終用戶
、原始設備製造商（OEM）及其係統集成商支持團隊正在探索生產製造現場和設備的邊緣應用機會，並提出以下問題：

■ 邊緣技術和工業物聯網（IIoT）對實際收益意味著什麼？

■ 如何開始更新老舊係統並推出新項目，同時確保為未來的投資和工作做好準備
？

■ 考慮到信息技術（IT）必要的連接量，解決網絡安全問題的最佳方式是什麼

？

了解邊緣自動化可以實現什麼功能，並開發出合理的數字化轉型方法，是回答這些問題的第一步。

01 工業邊緣計算的優勢

工(gong)業(ye)邊(bian)緣(yuan)應(ying)用(yong)變(bian)得(de)越(yue)來(lai)越(yue)普(pu)遍(bian)，不(bu)是(shi)因(yin)為(wei)它(ta)們(men)時(shi)髦(mao)，而(er)是(shi)因(yin)為(wei)它(ta)們(men)是(shi)訪(fang)問(wen)數(shu)據(ju)所(suo)必(bi)需(xu)的(de)。用(yong)戶(hu)認(ren)識(shi)到(dao)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)數(shu)據(ju)的(de)數(shu)量(liang)和(he)價(jia)值(zhi)
，這(zhe)些(xie)數(shu)據(ju)之(zhi)前(qian)可(ke)能(neng)因(yin)物(wu)理(li)隔(ge)離(li)
、缺乏集成和非數字化而成為數據孤島。

邊緣技術提供了解放這些數據的途徑：訪fang問wen數shu據ju，在zai本ben地di提ti供gong見jian解jie，或huo在zai站zhan點dian內nei或huo雲yun中zhong傳chuan輸shu這zhe些xie數shu據ju，以yi進jin行xing更geng廣guang泛fan的de分fen析xi
，從cong而er獲huo得de更geng多duo可ke操cao作zuo的de見jian解jie。僅jin僅jin獲huo取qu數shu據ju是shi不bu夠gou的de
，分fen析xi對dui於yu深shen入ru了le解jie如ru何he提ti高gao效xiao率lv
、安全性和正常運行時間至關重要（圖1）。

▲圖1:艾默生為用戶提供了靈活的方式來連接所有類型的邊緣數據源，在內部實現IIoT和分析，並提供本地或遠程可視化


，同時還為未來預留邊緣和雲之間的連接。

02 日益豐富的工業邊緣設備類型

諸多不同的產品構成了工業邊緣設備（如圖2所示）
，包括：

■ 智能傳感器和更智能的現場網絡設備；

■ 網關和其它小型計算設備
，可以安裝在傳統和現有係統之上；

■ 可編程邏輯控製器（PLC），用於具有現代連接的確定性控製；

■ 邊緣控製器
，結合邊緣分析實現確定性控製
；

■ 工業PC
，可以在邊緣附近執行更廣泛的通信和分析計算；

■ 現場和遠程/移動人機界麵（HMI）；

■ 軟件平台，用於連接製造廠內的邊緣設備和雲以及兩者之間的一切設備。

▲圖2：豐富的自動化和邊緣產品組合可以幫助開發人員專注於應用而不是集成，因此他們可以快速可靠地創建所有類型的解決方案。

對於自動化設計師來說，有時選擇太多反而導致選擇滿足當前和未來需求的技術成為一項挑戰。

03 為未來做好準備的工業自動化

工(gong)業(ye)自(zi)動(dong)化(hua)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)的(de)首(shou)要(yao)目(mu)標(biao)是(shi)提(ti)供(gong)安(an)全(quan)有(you)效(xiao)的(de)設(she)備(bei)。然(ran)而(er)

，訪(fang)問(wen)設(she)備(bei)中(zhong)包(bao)含(han)的(de)豐(feng)富(fu)信(xin)息(xi)並(bing)根(gen)據(ju)這(zhe)些(xie)信(xin)息(xi)采(cai)取(qu)行(xing)動(dong)變(bian)得(de)同(tong)樣(yang)重(zhong)要(yao)
，這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)必(bi)須(xu)考(kao)慮(lv)超(chao)越(yue)傳(chuan)統(tong)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)元(yuan)素(su)。

有(you)些(xie)用(yong)戶(hu)可(ke)能(neng)還(hai)沒(mei)有(you)準(zhun)備(bei)好(hao)完(wan)全(quan)投(tou)入(ru)到(dao)邊(bian)緣(yuan)設(she)備(bei)的(de)實(shi)施(shi)。然(ran)而(er)，從(cong)一(yi)開(kai)始(shi)就(jiu)添(tian)加(jia)或(huo)內(nei)置(zhi)可(ke)擴(kuo)展(zhan)的(de)邊(bian)緣(yuan)技(ji)術(shu)是(shi)重(zhong)要(yao)而(er)實(shi)用(yong)的(de)
，這(zhe)樣(yang)係(xi)統(tong)可(ke)以(yi)在(zai)用(yong)戶(hu)準(zhun)備(bei)好(hao)後(hou)立(li)即(ji)從(cong)IIoT受益優勢。當開發人員考察各種選擇時，會發現在諸多供應商中，有些供應商隻提供商業級、而不是工業級邊緣技術。

不幸的是，將來自多個廠商的軟
、硬ying件jian組zu裝zhuang成cheng一yi個ge有you凝ning聚ju力li的de係xi統tong往wang往wang需xu要yao大da量liang的de研yan究jiu和he測ce試shi工gong作zuo
，這zhe會hui帶dai來lai額e外wai的de風feng險xian。創chuang建jian自zi定ding義yi的de邊bian緣yuan方fang案an，麵mian臨lin的de一yi些xie首shou要yao問wen題ti包bao括kuo性xing能neng局ju限xian、缺乏可擴展性和未來支持的問題以及缺乏網絡安全。

另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)
，考(kao)慮(lv)到(dao)自(zi)動(dong)化(hua)和(he)邊(bian)緣(yuan)實(shi)施(shi)的(de)可(ke)能(neng)用(yong)例(li)數(shu)不(bu)勝(sheng)數(shu)
，如(ru)今(jin)沒(mei)有(you)人(ren)會(hui)不(bu)切(qie)實(shi)際(ji)地(di)期(qi)望(wang)購(gou)買(mai)一(yi)個(ge)完(wan)全(quan)為(wei)特(te)定(ding)需(xu)求(qiu)量(liang)身(shen)定(ding)製(zhi)的(de)一(yi)體(ti)化(hua)軟(ruan)件(jian)包(bao)，隻(zhi)需(xu)點(dian)擊(ji)幾(ji)下(xia)就(jiu)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)開(kai)箱(xiang)即(ji)用(yong)。

04 邊緣自動化平台的九個要素

相反，用戶希望通過尋找具有以下九個要素的全麵自動化和邊緣平台來加快他們的工作：

■ 與軟件緊密集成和協調的硬件
；

■ 不同層級控製和計算功能的可擴展性和靈活性
；

■ 為常見用例提供集成的硬件/軟件解決方案；

■ 可用於精益製造和能源監控等基本任務的方便易用的軟件模塊；

■ 一致的開發環境，在擴展解決方案時無需返工；

■ 支持多種協議和編程語言


，具有強大的庫功能；

■ 從單台機器到整個製造工廠的可擴展性；

■ 內置網絡安全；

■ 在軟件和硬件層麵均達到工業級標準
，而不僅僅是對商業技術的改造。

隨sui著zhe應ying用yong和he需xu求qiu的de廣guang泛fan變bian化hua，證zheng明ming能neng夠gou提ti供gong這zhe些xie功gong能neng的de產chan品pin組zu合he對dui工gong業ye自zi動dong化hua設she計ji和he開kai發fa人ren員yuan來lai說shuo是shi一yi個ge巨ju大da的de優you勢shi。讓rang我wo們men通tong過guo下xia麵mian這zhe個ge實shi際ji項xiang目mu，來lai看kan看kan它ta是shi如ru何he開kai展zhan工gong作zuo的de。

05 全自動的CIP/SIP撬裝監控

現場清潔（CIP）和現場消毒（SIP）工藝用於食品和飲料、生命科學以及其它製造和生產應用。CIP/SIP使用水（通常在高溫下）和化學物質
，包括苛性堿和酸，衝洗管道、閥門、容器和設備的固定裝置，以確能夠對係統進行清潔
、消毒和滅菌。正確的CIP/SIP運行可以消除批次間的交叉汙染，並保持衛生合規，以維護產品質量並降低對消費者的風險。

即使是功能正常的CIP/SIP係統也會消耗大量的工廠資源。在某些情況下，所用的水、蒸汽、電力和化學品等
，可能會占總消耗資源的30%。處理不當的CIP/SIP運行，可能會導致運行時間過長並浪費資源。低效的設計也會增加勞動力需求
，並在轉換過程中造成生產停工。

在其它情況下
，流程中有大量的手動步驟
，可能會導致係統和人為錯誤。出於這些原因和更多其它原因
，許多公司正在從手動CIP/SIP係統轉向全自動運行，利用工業級傳感器
、分析儀、閥門、電機控製、PLC和HMI
，來幫助確保運營的平穩。

使用邊緣技術構建CIP/SIP自動化係統可以實現全麵的優化，從而可以獲得更多收益。其中包括自動運行報告、符合衛生標準的驗證、偏差標記以及通過分析並根據見解采取行動來追求最佳工況下的“黃金周期”
，以最大限度地減少運行時間和公用設施的使用。

雖然一些CIP/SIPjichengshangyijingcongtoukaishichuangjianzijidebianyuanjiejuefangan
，danxianzaikeyiconggongyingshangnalixuanzewanzhengdejiejuefangan
，congerkeyijieshengdaliangshijianhechengben。zheleijiejuefanganjianlizaixietiaodebianyuanchanpinzuhezhishang，keyimanzuxingyexuqiu。

06 采用邊緣軟件和控製器降低成本

CIP分析解決方案可以改裝到現有的CIP/SIP撬裝上
，也可以構建到新的設計中。該解決方案適用於傳統或智能儀表
，如壓力/流量/溫度變送器和電導率分析儀。它還集成了智能閥和電磁閥歧管，以監控運行和性能。

該解決方案使用邊緣軟件平台。它可以在邊緣控製器或工業PC上運行，並利用IT和OT通信標準和協議。使用一個經驗證且可互操作的平台

，用戶可以從快速部署和豐富功能中獲益（圖3）。

▲圖3：艾默生的CIP分析是一個基於PACSystems邊緣控製器和工業PC的解決方案，使用艾默生PACEdge軟件。

先進的CIPfenxijiejuefanganshiyunyingrenyuanhegongchengshinenggoukeshihuahejiankongxingneng，zhixingjizhunceshibingbaogaogongyongshiyexiaohao。genjujianmoshuju，gaijiejuefanganpingjunkeyijianshao30%以上的用水量，同時將以前用於管理手動和半自動係統


、優化運行性能和效率的時間減少20%。

07 改善自動化和數據分析的機會

最終用戶
、OEM廠(chang)商(shang)和(he)係(xi)統(tong)集(ji)成(cheng)商(shang)正(zheng)在(zai)利(li)用(yong)靈(ling)活(huo)的(de)數(shu)據(ju)訪(fang)問(wen)和(he)分(fen)析(xi)來(lai)改(gai)進(jin)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)。邊(bian)緣(yuan)技(ji)術(shu)對(dui)於(yu)實(shi)現(xian)這(zhe)些(xie)功(gong)能(neng)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)
，但(dan)有(you)太(tai)多(duo)的(de)選(xuan)擇(ze)需(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)，很(hen)難(nan)從(cong)眾(zhong)多(duo)選(xuan)項(xiang)中(zhong)確(que)定(ding)最(zui)終(zhong)選(xuan)擇(ze)。

xuanzeyigejingguoyanzhenghexietiaodeyingjianheruanjianpingtai
，shikaifagongzuonenggouzhuanzhuyuyingyongerbushijicheng，wuyishiyigegenggaoxiaodejiejuefangan。zhezhongfangfatigongleyizhongkuaisuqiekekaodefangshilaichuangzaozhengtijiazhi。

用戶應尋找一個包含確定性控製、邊緣計算
、可視化、分fen析xi以yi及ji站zhan點dian和he雲yun連lian接jie的de投tou資zi組zu合he。這zhe使shi設she計ji人ren員yuan可ke以yi最zui大da限xian度du地di減jian少shao設she計ji工gong作zuo量liang，最zui大da限xian度du地di提ti高gao工gong作zuo的de可ke重zhong用yong性xing
，同tong時shi使shi工gong業ye應ying用yong具ju有you靈ling活huo性xing並bing能neng經jing得de起qi未wei來lai的de考kao驗yan。