工业自动化

如何将工业边缘应用与您的业务目标相匹配

Jeremy Friedmar和Matt Wopata

编辑’s 注:本博客是我们工业优势博客系列的延续。在我们的第一篇博客中,我们讨论了 IIoT 和 收集数据的价值。在第二篇博客中,我们讨论了 工业边缘解决方案。在我们的第三篇博客中,我们探讨了如何将工业边缘解决方案应用于 具体用例。我们的第四篇博客提供了选择正确 工业边缘计算设备 为您的应用程序。在这里,我们讨论工业边缘应用的重要性。

 

随着当今’工业环境中智能边缘设备的大幅增长—以及这些设备每天甚至每小时生成的数据量—,’工业边缘计算被纳入工厂运营也就不足为奇了。

 

工业边缘计算在更接近于数据源而不是一个集中的位置处理数据,这样带来的好处包括降低延迟,提高生产效率和改进质量。

 

德勤报告称, 45% 的制造业高管 预计,通过对工业 4.0 和工业物联网 (IIoT)(例如边缘计算)的投资,明年的运营效率将进一步提高,这有助于连接机器和实现流程自动化。

 

硬件无关的边缘应用程序的重要性

 

与硬件无关的工业边缘应用程序不需要依赖特定的硬件或平台即可运行。’它们允许您使用任何类型的硬件支持任何类型的边缘应用程序。这些应用程序具有三个关键特征:

 

  1. 它们可以在Windows或Linux等通用操作系统(GPOS)上运行。

  2. 它们可以安装在商用现货 (COTS) 硬件上。例如,仅在特定 PLC 供应商的硬件上运行的 PLC 程序不是’硬件无关的应用程序。在任何品牌的工业 PC 上运行的 HMI 应用程序都被视为与硬件无关的应用程序。

  3. 它们可以部署为虚拟机或容器。这两种选择都隔离了在共享硬件平台上运行的多个应用程序,因此它们不会’争夺资源或导致兼容性问题。由于每个虚拟机都包含完整的操作系统,而容器仅包含必要的 bin/lib(如下图所示),因此虚拟机往往比容器需要更多的计算资源来运行。

 

虚拟机 & 容器架构表

 

根据最新的 微软物联网信号:制造业聚焦研究,在未来三年内,在容器中运行的工业电脑或网关上运行的应用程序份额预计将跃升至 35%(比现在的’24% 增长 11%)。

 

工业边缘应用程序的作用

 

工业边缘应用程序旨在处理工业环境中的常见用例。

 

为了便于说明,我们在下表中定义了七类常见的边缘应用程序和示例。

 

工业边缘应用程序的类型

 

 

定义 
示例
1.网络

用于分析、配置和管理工业网络的应用程序

  • Hirschmann Industrial HiVision
  • Wireshark
2.摄入
用于收集,转换和/或整理工业数据的应用程序(请参阅我们的数据摄取博客文章,了解更多信息)
  • LitmusEdge
  • AWS SiteWise Edge
3.安全性
用于分析、管理和/或改善工业运营的网络安全的应用程序
  • Tripwire TIV Sensor Light
  • pfSense
4.控制
控制工业过程的应用程序(例如 IEC 61131-3 和 61499 软件)
  • EcoStruxure Automation Expert
  • CODESYS
5.分析
用于对OT数据执行简单(如过滤器、运行图)或复杂(如AI/ML)分析功能的应用程序
  • Node-RED
  • Azure Stream Analytics
6.可视化
用于以只读(如仪表板)或可读写(如HMI)格式将OT数据加以可视化的应用程序
  • Inductive Automation Ignition
  • Grafana
7.储存
用于以持久的方式存储OT数据的应用程序
  • OSIsoft Pi EDS
  • InfluxDB

 

确定技术要求

 

不同的工业边缘应用(以及这些应用的具体用例)决定了执行这些应用的硬件的技术要求。例如,控制应用程序需要低延迟和高可用性,但不一定需要可扩展。

 

另一方面,分析应用程序’通常不需要低延迟或高可用性,因为它们’通常不是任务关键型;但是,它们通常需要根据分析类型和数据量进行扩大或缩小。

 

详细不同类型的工业边缘计算硬件的相关技术要求

 

了解 Belden Horizon™,一个工业边缘解决方案平台

 

工业边缘应用正在转向容器,容器虚拟化操作系统之上的软件层(而不是整个机器)。因此,工业边缘计算硬件需要满足这些应用的技术要求。

 

Belden’ 的工业边缘解决方案可帮助您创建支持工业边缘和 IIoT 目标的基础设施。

 

我们强大的全新工业边缘解决方案平台 Belden Horizon™ 提供了一种更简单、无缝、安全且可靠的方式来连接边缘的操作系统,同时保持安全性和与云的通信。它’旨在用于本博客中讨论的边缘应用程序的大规模编排。

 

Belden Horizon 具有安全远程访问 (SRA) 和持久数据网络 (PDN) 功能,同时增加了其他功能的潜力,例如边缘编排、数据监控和使用短间隔数据的异常检测。了解有关 Belden Horizon的更多信息。

 

我们的产品专家随时为您提供支持。如果您想了解有关此主题的更多信息,请给我发电子邮件( [email protected]) 或 Matt ( [email protected])。