随着工业边缘设备在工业物联网(IIoT)和自动化中构建连接系统变得越来越普遍,它们正在为系统集成商和制造商创造新的商业机会。通过简化连接现场资产和软件系统所需的传统架构,边缘设备使许多应用程序更廉价和实用。
让我们看几个真实的例子。
容易监管局
设备即服务(equipment as-a-service,简称EaaS)涉及租赁或提供设备使用权,并定期收取费用,而不是直接出售设备。这种支付模式使终端用户能够支付昂贵或不经常使用的设备作为持续的运营费用,这可以为机器制造商打开新的市场。
总部位于宾夕法尼亚州的系统集合商Martins电气服务公司受命为自动卡车清洗系统设计新的EaaS选项。该洗涤系统的制造商Shumaker Industries希望为有意租赁自置的客户增加远程监控选项。然而,他们使用的可编程逻辑控制器(PLC)无法执行记录监视器使用情况所需的数据库事务。
最初,Martins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。此系统的问题是它只能每10分钟交付更新,并将数据锁定在供应商的私有存储系统中。
然后马丁听到了光电子的22里约热内卢边缘I/O模块,并决定转移方法。
Martins而不是安装额外的传感器,而不是安装Groov Rio的10个软件可配置的I / O通道,以捕获与洗涤系统的PLC并联的现有传感器数据。使用嵌入Groov Rio的节点-Red-IBM的开源IOT平台 - 它们将I / O数据组织成与车辆数相关联的时间戳的组。然后,它们将4G蜂窝路由器连接到GROOV RIO模块,并将数据结构推入从MongoDB租用的云托管存储器。
这种安排允许他们交付可伸缩的监控系统,而不必担心供应商锁定或IT基础设施维护。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控制进行通信或修改的需要。
为了完成他们的EaaS设计,Martins建立了一个基于网络的仪表盘,让Shumaker以一秒的分辨率可视化清洗系统的运行。该系统还会在Node-Red中生成电子邮件和文本警报,包括每个系统处理的卡车数量的月度报告,舒玛克使用该报告来计算账单。
马丁公司的自动化技术人员莱斯利•马丁表示:“由于它是一种内置安全的边缘设备,所以groov里约热内卢是完美的。”“这是一个小的附加功能,所以顾客很容易做出选择。”
从混凝土到企业
另一个边缘计算快速发展的例子来自系统集成商设备制造商东北自动化公司(NACI)。在COVID-19大流行的最初几个月,为了应对对洗手液的需求增加,联合包装和分销公司Emerald 66聘请了NACI,帮助他们建立自动化装瓶和包装过程。
除了投资者的资金和空荡荡的牛仔加工厂,Emerald 66的目标是尽可能快地前进。该公司明白,他们的竞争对手是低薪、大量手工操作的劳动力,并相信他们可以利用技术,以更少的劳动力、更高的工资做更多的事情。
Emerald 66建立新的包装工艺的最快方法是在拍卖会上购买各种设备,让NACI将其整合成一个有凝聚力的系统。
NACI决定使Opto 22的Groov产品成为他们的策略的重点,因此它们可以利用边缘设备提供的灵活性。他们使用Groov Epic Edge可编程工业控制器监督过程线,尚未由控制系统管理的控制设备,并管理数据库事务。
此外,NACI使用grov里约热内卢edge I/O模块作为快速部署的远程I/O解决方案。当每台新设备上线时,NACI就会加入一个通过以太网供电的里约热内卢模块,并使用其软件配置通道来识别设备提供的信号类型。接下来,该模块用于与任何现有plc并行镜像I/O信号,并将该数据集成到grov EPIC控制系统中。
这种集成不需要对现有的控制系统进行任何修改,从而使NACI能够非常快速地移动。在三个月的时间里,他们有15件设备投入使用。
从这里,自动化的应用程序从处理大量道路口,single-formulation容器与各种洗手液的化学反应在不同批量大小和包装形式因素小两个,四个,六个,和杯8盎司容器,手泵、喷雾瓶,大壶超过一加仑。
幸运的是,NACI决定使用松散耦合的流程线,这使得在不中断数据收集和集成的情况下,很容易修改单个片段。结合现场面板建造和3D打印能力,NACI在尖端自动化方面的投资使他们能够非常迅速地进行重组。Emerald 66能够在6个月内实现最初投资的收支平衡。
随着Emerald 66继续多元化其业务,它也发现了一个宝贵的利基原始设备开发的海外出口。在一个使用groov EPIC和里约热内卢的例子中,NACI将一个内联混合器设计从概念到实现只用了大约5天的时间,包括他们使用EPIC的嵌入式groov View HMI服务器构建的移动操作员界面。据他们估计,他们在大约4个小时内就实现了对一个系统的控制,Emerald 66将卖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态性要求对不断变化的市场需求做出极其迅速的反应。”“借助groov EPIC和groov里约热内卢,Opto 22将动态制造数据实时地同时置于生产线边缘和企业系统中。”
敏捷性的关键
在这两种情况下,快速自动化发展的关键都源于工业边缘设备提供的灵活性。通过嵌入式通用计算、网络和存储,边缘设备能够吸收传统上需要多个设备和更复杂配置的自动化功能。
Martins使用groov里约热内卢处理I/O数据,打开与云服务的安全连接,执行数据库事务,并生成报告。在Industry 3.0技术栈中,所有这些通常都需要本地PC运行多个应用程序,这意味着更复杂和昂贵的安全、许可和维护过程。
NACI结合使用grov里约热内卢和EPIC来解决各种集成需求,同时构建中央数据收集和流程改进能力。由于系统的每个组件都能够处理传感、控制、数据处理和数据库事务,因此系统可以动态扩展和重新配置,以跟上变化的步伐。
鉴于经济压力和技术采用速度增加,即使世界慢慢退出大流行时代,设计人员也可能会更频繁地查看以寻找这种竞争优势。