工業(yè)自動化設計人員必須始終將基本設備操作和安全作為首要關注點。但現在這些用戶正在密切關注如何實現數據訪問和連接的次要目標，這些目標通常被描述為工業(yè)物聯(lián)網開發(fā) 功能或邊緣通信功能。有時，這些用戶希望從一開始就內置物聯(lián)網開發(fā)功能，而在其他情況下，他們只是想確保其系統(tǒng)面向未來，以便以后可以輕松添加物聯(lián)網開發(fā)。

近年來，涉及操作技術 (OT) 控制的工業(yè)制造最終用戶和機器制造商原始設備制造商 (OEM) 已經開始認識到隱藏在他們直接掌握之外的潛在價值：自動化系統(tǒng)中包含的數據。訪問這些數據，將其傳輸到方便的地方（例如本地或基于云的信息技術（IT）資源），然后對其進行分析和采取行動，可以使這些用戶能夠更有效地運行其系統(tǒng)，提高安全性并最大限度地延長正常運行時間。

這個領域不存在一刀切的解決方案。完整的 OT/IT 解決方案需要正確的軟件、通信協(xié)議和網絡解決方案才能在一系列硬件產品上運行，例如：

? 大型緊湊型可編程邏輯控制器 (PLC)

? 邊緣控制器

? 安全控制器

? 輸入/輸出 (I/O) 模塊

? 運動控制

? 網關

? 人機界面 (HMI)

? 工業(yè) PC (IPC)

最重要的是，有了如此多的選擇和可能性，工業(yè)自動化設計人員可以從提供最廣泛兼容邊緣的產品組合中選擇自己需要的產品，從而在開發(fā)小型和大型應用程序時得到最好的服務，并且最有效地開發(fā)應用程序- 準備好的設備。

小型/中型/大型自動化設計師

OEM 和最終用戶更喜歡最大程度地標準化自動化設計。這最大限度地減少了他們需要訂購和庫存的產品品牌/型號的數量，并最大限度地提高了用戶的熟悉度和效率。另一方面，好的設計需要針對每種情況應用正確的產品。對于小型單元控制應用和本地化操作，緊湊型 PLC 即可滿足要求。在項目規(guī)模和要求增長到一定規(guī)模之前，在小型輸送機系統(tǒng)上使用大型 PLC 或成熟的邊緣控制器可能不是實現自動化的最具成本效益的方法。

設計人員會發(fā)現，最簡單的選擇是從 PLC 系列中進行選擇，為從小單元控制到大型監(jiān)控安裝的任何應用創(chuàng)建可擴展的適當尺寸的解決方案，特別是當該產品組合提供一致性和以下特性時：

? 外形尺寸可用于各種本地I/O（基于切片或基于機架）、機上遠程I/O 以及其他形式的I/O，具體取決于目標應用。

? 可擴展選項，因此用戶可以根據需要選擇內存、性能、I/O 功能以及運動等高級功能。

? 所有型號均包含 1Gb 以太網端口；可以選擇在較大型號上添加端口。

? 能夠支持一種或多種現場總線協(xié)議，如PROFINET、Modbus 或其他協(xié)議。

? 能夠使用OPC UA 與HMI/SCADA 系統(tǒng)以及新型邊緣設備進行安全通信。

? 可使用通用軟件開發(fā)套件進行配置以進行控制和數據處理。

? 獲得安全設計產品二級認證。

尤其重要的是通過千兆位以太網進行安全 OPC UA 通信的可用性。 OPC UA 是一種領先的本地通信協(xié)議，可確保任何 OT 控制器準備好與所有類型的獨立邊緣操作系統(tǒng)進行交互，以將數據傳輸到 物聯(lián)網開發(fā) 工作的 IT 系統(tǒng)。這種控制與邊緣處理的分離對于保持 OT 系統(tǒng)免受 IT 威脅的可管理保護至關重要。

OT/IT 集成規(guī)模較小

高速確定性控制需要各種規(guī)模的 PLC。當應用程序需要更多內存和 I/O、模塊化可擴展性、冗余和集成運動控制時，大型 PLC 就有其用武之地。這些較大的 PLC 通常還具有支持 OT/IT 與邊緣計算集成和更多協(xié)議選擇的功能集。但對于無數需要本地控制的小型系統(tǒng)和機器來說，設計邊緣就緒自動化的最佳且最具成本效益的方法是什么？設計人員不應僅僅因為應用程序已本地化并且 I/O 數量較少而被迫犧牲 OPC UA、1Gb 網絡和加密數據傳輸等數據相關功能。

為了在不破壞現有自動化的情況下僅連接幾個 I/O 點，最佳解決方案通常是在小型本地面板或分布式機上 I/O 塊中添加模塊化 I/O。這些可以連接到附近的邊緣就緒 PLC，或者可以通過 PROFINET 總線耦合器連接到任何支持邊緣的控制器或 IPC。后者可能更可取，這樣當前正在操作設備的 PLC 就不需要受到干擾。

在某些情況下，可能需要從可配置安全控制器（例如智能可配置安全繼電器）收集數據。其中許多設備都包含 PROFINET 等工業(yè)通信協(xié)議，因此它們可以連接到邊緣就緒或支持邊緣的設備。主要區(qū)別在于這些控制器還可能具有重要的可用擴展數據和診斷數據。

然而，對于許多新機器和改造情況，最佳解決方案是邊緣就緒的緊湊型 PLC 控制器。這些尺寸合適的設備具有足夠的 I/O 來處理常見需求，并且可以對它們進行編程以進行本地控制、監(jiān)視或兩者兼而有之。這些設備還可以執(zhí)行數據預處理，例如根據離散輸入增加生產零件數量的運行計數器。使用板載以太網端口，這些緊湊型 PLC 可以將信息傳輸到更高級別的邊緣設備。

自動化設計師，產品組合優(yōu)勢

有多種類型的緊湊型 PLC 可供選擇，但只有少數幾種是更大、更全面的產品組合的一部分。為什么這很重要？由于用戶希望無論機器或應用程序規(guī)模如何都可以使用可擴展的解決方案，因此他們可以通過最少的學習和工作來創(chuàng)建強大的自動化項目。只有當自動化產品供應商扮演值得信賴的合作伙伴的角色，了解挑戰(zhàn)，并通過提供各種規(guī)模的 PLC、邊緣控制器、HMI、SCADA、運動控制器、伺服系統(tǒng)和驅動器、安全、等等。

為了配置這些系統(tǒng)，當設計人員選擇合適尺寸的自動化設備時，他們不想學習如何使用新的編程環(huán)境。相反，他們更喜歡一致的環(huán)境，因此所有配置工作都有一個工具集和一個工具鏈。

這種一致性的概念也應該適用于控制和邊緣實現理念。確定性控制與通用分析和邊緣計算有很大不同。出于性能和網絡安全的原因，這兩個域應保持獨立，但能夠彼此安全地協(xié)作。

確定性方面在某些所謂的護欄內運行，以確保系統(tǒng)安全并穩(wěn)健運行。邏輯編程很少改變，并且由于它是面向生產的，因此應該與潛在的有風險的外部影響（例如工廠網絡和互聯(lián)網連接）隔離。它需要針對 OT 人員進行定制，他們通常比 IT 編程更熟悉梯形邏輯和 IEC 語言。

邊緣計算和 物聯(lián)網開發(fā) 環(huán)境配置有其他更以 IT 為中心的語言，如 Python、C++ 和相關應用程序。這一端不僅面向互聯(lián)網，因此必須提供網絡防御，而且它發(fā)展迅速，應該更容易更新，而不影響確定性操作。然而，邊緣計算任務必須能夠與確定性端安全地交互，以收集數據并提供操作設置更新。

全面的自動化產品組合將包括確定性控制、邊緣計算、I/O、安全性，甚至是旨在協(xié)同工作的運動控制產品。用戶只需要學習如何使用一套開發(fā)軟件，使他們能夠一致地創(chuàng)建確定性編程并將其部署在適當大小的平臺上。同樣，邊緣代碼和應用程序或支持邊緣的 HMI 軟件套件應該一致運行——無論是部署在邊緣控制器、IPC 還是服務器上。

面向未來的自動化應用

實施適當規(guī)模的自動化對于從生產工廠到工作單元、機器控制到簡單監(jiān)控幾個點的應用都很重要。當然，應根據自動化需求來選擇邊緣控制器、大型 PLC 和緊湊型 PLC 并確定其規(guī)模。但 IT/OT 融合以及支持當前和未來數據處理需求的關鍵是選擇通過 1Gb 以太網連接提供安全 OPC UA 的控制器（任何規(guī)模）。安全控制器、智能 I/O 等一系列其他產品也應該能夠與自動化以互補的方式工作。

為了簡化設計、面向未來并確保它們?yōu)?a href="http://" target="_blank">工業(yè)物聯(lián)網開發(fā)做好準備，設計人員應該尋找一種自動化產品組合，在整個產品系列中提供確定性控制和通用邊緣計算的一致性，并具有確保不犧牲任何網絡功能的自動化產品組合以滿足數據收集的要求。這將最大限度地減少設計工作量，實現工作的重用和可移植性，并為將解決方案部署到各種規(guī)模的應用程序提供最佳的靈活性。