工业边缘设备开始显现其价值
围绕边缘计算的炒作是否属实?提醒一下，这个术语指的是分布式计算概念，其中数据处理和连通性在本地进程级别上可用，而不是存储在网络核心或云中。
对于机器构建器，此想法可能看起来微不足道，因为设备通常包括嵌入式控制，通信和内存功能。因此，重要的是要理解概念中的关键词是分布式的，这意味着边缘计算设备能够与其他设备和系统一起工作。因此，边缘计算与另一个非常估量的术语强烈相关：物联网，物联网。
这是否会加起来一座绒毛，或者在两个概念之间存在自然协同作用，从而产生设备设计师的实际价值？虽然这两个概念都是相对较新的，但以下真实的例子展示了他们如何手头工作，并且他们可以产生的潜在价值。
综合自动化
Engenuity，Inc.（Engenituentinc.com）提供跨几个行业的控制自动化和数据集成解决方案，主要注重石油和天然气的先进技术。通过其在这个行业的工作，公司设计团队确定了井喷防喷器（BOP）和良好控制设备的验证压力测试的特定机会。
压力测试必须每隔几周完成，以保持钻井设施的安全性和完整性。它们通常是手动执行和录制的，需要数小时完成。由于它可以花费高达每秒6.00美元的价格，以在海上钻探应用中操作相关的阀门阵列，因此测试每年可以花费数百万美元。
与Sell International探索和生产公司这样的客户合作，envenution开发了一套全自动测试执行和报告产品。Engenuity’s EZ Chart, EZ Valve, and EZ Vision work together to precisely pressurize equipment, capture critical process parameters, validate the results against predetermined criteria, actuate up to 70 valves through as many as 30 test sequences, and pinpoint leaks in the system using innovative acoustic detection methods.
图1：Engenuity Inc.使用Opto 22的Groov Epic Edge控制器与其EZ阀门改装执行器（如图）结合使用，以集成手动阀阵列以实现自动压力测试。
根据安装的规模和操作，Engenuity的解决方案可以为用户节省10-20小时的完整测试系统。他们的高可靠性解决方案使用边缘可编程工业控制器(EPIC)进行本地控制和数据处理、存储和复制。从这些系统收集的数据存储在运行在边缘控制器上的MariaDB实例(开源数据库)中，然后复制到一个双控制器，以确保100%的正常运行时间和方便的数据访问。收集的数据可以在测试之间进行映射，用于比较和可靠性目的，并用于生成PDF报告。
Engenuity总裁Jeff Hilpert表示:“将数据和控制集成在一个背板上(使用工业边缘控制器)是大幅降低成本、提高正常运行时间、访问数据和扩大利用率的关键。”该方法允许在网络或HMI故障的情况下进行持续验证，确保在测试期间没有数据丢失或流程中断。
容易监管局
Shumaker Industries，一种制造自动化卡车洗涤系统的OEM，想要为对租赁自行安排感兴趣的客户添加远程监控选项。但是，他们用于提供控制的可编程逻辑控制器（PLC）没有能够执行他们需要跟踪使用的数据库事务。聘请宾夕法尼亚州的系统集成商Martins电气服务（MES）被聘请设计了这一新的设备 - AS-Service功能。
最初，MES通过本地IOT网关将数据泵送到云数据库中的专有远程监控系统 - 无线传感器 - 但系统可以每10分钟提供更新，并且该数据被锁定在供应商的私有存储系统中。然后MES听到了关于工业边缘设备中的新选项，并决定尝试另一种方法。
图2：MES的监控系统使用Opto 22的Groov Rio Edge I / O模块来抓住现有的传感器数据，将其发送到云存储，并生成有用的警报和报告。
MES没有安装额外的传感器，而是使用边缘I/O模块，与清洗系统的PLC并行捕获现有传感器数据。他们利用嵌入该模块的物联网平台(ibm的开源node - red)，将I/O数据组织成与车辆编号相关的时间戳集。然后，他们将一个4G蜂窝路由器连接到I/O模块，并将数据结构直接推到云托管存储中，这是他们从MongoDB租用的。
这种安排允许它们提供可扩展的监控系统，而无需担心供应商锁定或IT基础架构维护。通过简单地抓取现有的I / O信号，他们避免了与制造商现有的PLC控件进行通信或修改制造商的需求。
为了完成他们的EaaS设计，MES建立了一个基于web的仪表板，让Shumaker以一秒钟的分辨率可视化运行中的清洗系统。该系统还在Node-RED中生成电子邮件和文本提醒，包括每个系统处理的卡车数量的月度报告，Shumaker用它来计算账单。
MES自动化技术人员莱斯利•马丁(Leslie Martin)表示:“(Edge I/O)非常完美，因为它……内置了所有的安全措施。”“这是一个小小的附加功能，所以很容易为客户做出选择。”
从单尺寸到企业
在COVID-19大流行的最初几个月，为了应对对洗手液日益增长的需求，东北自动化公司(NACI;一家名为Emerald 66的新公司雇佣了他们，帮助他们建立一个自动装瓶和包装过程。他们知道自己是在与低薪、高产量的劳动力竞争，所以他们的目标是利用技术来创造竞争优势。NACI决定使用边缘设备的组合来利用灵活的集成选项。在3个月内，NACI有15台设备运行，并向中央数据库报告流程数据。
最初，Emerald 66为单个大型购买者分发了他们的业务，因此吞吐量是关键过程度量。但是，当祖母绿66的客户遭受财务挫折并且不得不关闭生产时，情况发生了显着意味。翡翠66枢转了整个操作，成为多产品设施。自动化从加工大量的一加仑，单一配方容器中加工，以符合不同批量尺寸和包装形式因素的各种消毒剂化学物质：来自小型，四，四，六盎司和八盎司的容器，手泵和喷雾瓶，到大的水壶超过一加仑。
他们还在用于海外出口的原始设备开发中找到了一个宝贵的利基。在一个使用边缘控制器的例子中，NACI在大约5天的时间内完成了一个嵌入式混频器设计，包括一个使用控制器的嵌入式HMI服务器构建的移动操作界面。根据他们的估计，他们在4个小时内实现了这个系统，Emerald 66可以卖到5万美元。
NACI首席工程师汤姆•库姆斯(Tom Coombs)表示:“现代制造业的流动性和动动性要求对不断变化的市场需求做出极快的反应……”“(边缘计算)将动态制造数据放在生产线的边缘，并同时实时地输入企业系统。”
减少做更多
鉴于经济压力和技术采用速度增加，继续作为全球大流行的世界擒皱，设备设计人员越来越多地了解更优化的技术等技术的原因。
图3：使用Opto 22的Groov Epic和Rio，Naci在大约四个小时内为该内联填料实施了控制策略和移动HMI。
通过传统的自动化技术堆栈，envenuity的设计可能需要一个网络化工业PC（IPC）来存储和复制过程数据，需要额外的配置和强加操作系统（OS）许可和维护成本。通过选择边缘控制器，它们简化了它们的设计，降低成本和增加的可靠性。
MES还使用边缘计算来降低复杂度。使用单一边缘I/O模块，他们能够处理I/O数据，打开到云服务的安全连接，执行数据库事务，并生成报告。最终设计为他们的客户开启了一种新的业务模式，其设备的部署和维护都是具有成本效益的。
同样，NACI的示例演示了工业边缘设备支持的快速发展步伐。由于其系统中的每个组件都能够处理传感，控制，数据处理和数据库事务，因此可以动态扩展和重新配置过程以跟上变化的速度。他们还能够快速将其技术专长滚入创建额外的收入流。
通过嵌入式通用计算，网络和存储，工业边缘设备可以同化许多传统上需要多个设备和更复杂配置的自动化功能。边缘计算通过提供参与智能设备网络所需的连接和数据处理来激励传统设备设计，而无需通常需要开销。
Opto 22.
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