随着工业4.0和智能制造的深入推进,互联工厂的建设对数据处理能力和网络架构提出了更高要求。作为云计算的重要补充,边缘计算正日益受到工业界的重视,它通过将数据分析、处理和存储前移至网络边缘,有效降低了对云端的依赖,显著提升了数据的实时性与安全性。然而,这种本地化处理的需求也对传统控制器带来了前所未有的挑战。
在此背景下,**边缘可编程工业控制器(EPIC)**正逐步崭露头角,并大有取代传统PC、服务器和旧式硬件之势,成为驱动工业自动化变革的新引擎。
EPIC:集成多功能,实现智能边缘控制
传统的PLC控制器在处理复杂的边缘数据分析任务时显得力不从心。而EPIC则应运而生,旨在提高现有自动化系统的效率,同时简化系统复杂性并降低拥有成本。EPIC能够集成大量自动化功能,涵盖了以往需要PC或其他专用设备才能实现的任务,包括:
PLC/PAC功能: 提供基本的逻辑控制能力。
网关: 实现不同协议和系统间的数据转换与传输。
运动控制: 精准控制机械设备的运动轨迹。
I/O数据采集: 高效采集现场传感器和执行器数据。
现场总线协议: 支持多种工业通信标准(如EtherCAT、Profinet等)。
机器视觉: 集成视觉检测功能,提升产品质量与效率。
设备联网: 实现设备间的互联互通。
更重要的是,EPIC不仅能实现设备运动控制和数据采集运算,还能与云端无缝连接,通过在边缘侧协同远程工业云平台,共同实现智能产线控制,为构建更智能、更柔性的生产系统奠定基础。
EPIC的软件架构通常采用云端和边缘两层模式,在边缘侧部署创新的软件平台,集成用户管理、网络、安全性和硬件接口等,为用户提供一个丰富的应用程序和工具生态系统,从而为工业流程带来远超以往的功能。
赋能自动化,深度融合IT与OT
EPIC的崛起,最显著的优势在于其在促进IT(信息技术)和OT(操作技术)融合方面的独特能力。EPIC设备汲取了最新的IT通信和物联网(IoT)先进技术,同时完美保留了PLC/PAC在OT方面的传统优势。
EPIC的通信涵盖两个层面:
OT层面: 负责采集工业设备和过程数据,并与其它工业控制设备进行通信,这是传统的工业控制范畴。
IT层面: 实现边缘设备与OT数据中心及云端服务器之间的通信,这属于工业互联网的范畴。
作为IT和OT物理接口的桥梁,EPIC在完成工作站或生产线控制功能的基础上,显著提升了工业设备的接口能力和计算能力,使其更加适应现代工业应用的需求,从而有力推动IT与OT的深度融合,打破长期以来IT和OT之间的技术壁垒。
EPIC的关键优势:
全面的连接解决方案: 与传统PLC不同,EPIC能够提供完整的连接方案,可充当OPC或MQTT服务器,方便与其他系统集成。
"开箱即用"的工业级设计: 专为工业环境打造,相比基于PC的解决方案,EPIC几乎无需IT部门的介入,将自动化部署的负担从IT转移至运营和工程部门,实现了完全的自主控制。
成本效益: 简化了硬件和软件许可,整体拥有成本通常更低。
高效数据处理与存储转发: EPIC可以存储、预处理数据,响应本地请求,并将规范化数据转发至中央存储,减少对中央网络和服务器的依赖。存储转发技术还能在网络不稳定时建立容错能力,提高系统可靠性。
增强网络安全: EPIC通过简化控制系统设计,并内置更高的安全标准,如用户身份验证、多访问级别支持,以及防火墙、以太网接口隔离、SSL/TLS加密与认证等网络级保护,有效应对现代工业安全挑战。
应用日益广泛,引领未来趋势
目前,边缘可编程工业控制器已在工业自动化市场中催生出新品类,引起了广泛关注。主流产品包括霍尼韦尔(Honeywell)的ControlEdge PLC、OPTO 22的groov EPIC、三菱电机(Mitsubishi Electric)的MELIPC系列(MI5000、MI3000、MI2000、MI1000)、研华(Advantech)工业物联网边缘控制器WISE-5580、东土科技(Kyland)NewPre3100及NewPre2100边缘通用控制器,以及集和诚科技KAGO系列边缘控制器等。
随着越来越多的工业企业积极拥抱数字化转型,对IT与OT深度融合的需求日益强烈。EPIC结合了边缘计算的先进技术,正好顺应了这一潮流,预示着它将是未来PLC和工业控制领域发展的重要趋势,为构建智能、高效、安全的工业互联世界提供核心驱动力。