边缘计算这个词的兴起是与云计算有一定的对应关系,边缘计算是实现工业物联网的一种方法,关于边缘计算,如果我们站在塑料工业的角度去分析,就会牵扯到两个方面的话题:
>>(1).边缘:Edge是相对于Cloud而言,在数据的时间周期上相对较短,其部署仍然采用开放的互联网技术但却更为贴近制造侧,这使得实时性得以保障,另外,制造业考虑到工艺 Know-How的问题更愿意部署在自己所控制的范围内,例如:部署于企业自身的数据服务器而非云端。
>>(2).计算 :计算是一个相对于控制的词,控制基于信号,而计算基于信息,控制去执行位置、速度扭矩、温度等的调节,而计算则考虑全局的生产优化、策略调整,例如:当制造单元的设备产生故障,如何重新分配负载,在不同的设备上如何调节使得节拍保持一致,如何为AGV设置最佳路线使得其最快且避免障碍。
边缘计算对于塑料工厂而言,其任务旨在 让塑料工厂实现数字化,进而借用数据来实现工厂的全局优化,因此,边缘计算首先要解决的是连接问,然后是数据的结构性处理,并进行分布式计算,呈现(可视化),再与智能分析结合为预测性维护、能源优化提供决策支持。
老工厂的数据问题 实际上,在塑料工厂里,新增的设备量与存量市场相比就会显得比较小,每年中国 有8万台左右的新增注塑机,但是注塑机的存量市场则高达200万台,而这些老的机器如何实现联网、数据集中呈现、数据存储与分析则是一个大问题,而要解决这个问题则遇到机电障碍:
>>接口不统一 一些控制器带有总线接口,而一些甚至没有接口,新一代的采用了以太网接口,而大量老设备却并非如此。
>>协议不一致尽管物理的接口是一致的,却无法确保数据的格式、存储地址上的一致,这是因为不同的总线采用了不同的应用层。
>>语义互操作的困难这个问题体现在不同的协议采用不同的规范,就像5英寸不能与5寸进行加减运算一样,这导致了采集后的数据处理面临大量的软件代码编写工作,而这个组合复杂度会让这件工作变得缺乏经济性。
OrangeBox-边缘节点 OrangeBOX是由贝加莱为工业物联网提供的应用解决方案,它并非一个具体的产 品,而是一个产品与技术的组合:
>>基于mapp技术开发的应用
如mappOEE、mapp energy、mappVIEW 的数据访问等,这是作为边缘计算节点非常重要的集成,这里集成了贝加 莱在控制领域的诸多应用。
>>通信接口与I/O 由于已建工厂的设备往往接口复杂, 而贝加莱作为开放自动化厂商会提供诸如CAN、Pro?bus等总线接口模块,并及软件中可自定义的通信协议,这样使得OrangeBox可以作为一个网关节点来实现多种数据采集,包括ISO TCP 的协议等。
>>HMI本地显示与操作采用本地的基于Windows操作系统的显示单元,提供本地产线及的操作与显示。
>>OPC UA集成
OPC UA集成提供了OPC UA Server,作为 一个本地节点,由上一级节点访问,对底层数据进行了结构化处理,并进行了方法调用来预处理数据如积分运算等。
OrangeBox可以为塑料工厂提供相应的产线级数据的采集与处理,作为一个节点与云平台可以通过MQTT/AMQP等方式进行连接。
针对塑料工业的数据采集
>>机器运行状态;
>>产品质量统计(不良品率);
>>订单完成状态;
>>OEE状态;
>>机器故障与报警;
>>系统故障日志;
>>生产工艺参数(温度、压力、循环周 期);
>>配方;
>>机器操作记录;
塑料工业边缘计算架构
在塑料工业里,边缘计算节点主要采用 Euromap来进行数据的设备的数据规范与信息模型,Euromap 77建立了注塑机与机械手,与MES系统或上层应用软件的信息标准与规范,其基于OPC UA的规范而设计。