实践证明，通过在更靠近制造设备端部署边缘节点进行本地化的感知、决策、控制和分析一体化，可在降低网络需求的同时提高响应实时性，有效提高现有工业互联网平台处理能力，发展“云 - 边 - 端” 一体化平台成为工业互联网平台的新方向。 

一家智能工厂一天就可以产生1PB的数据。如果这些海量的“边缘数据”全部传输到网络上，对于任何企业的计算系统都会产生巨大压力。于此，边缘计算应运而生。它将数据中心智慧算力向边缘侧延伸，从而满足制造企业在数据贯通、实时业务、数据优化及应用智能等方面的关键需求。 

图1 AMAX-5580高度为10cm，宽度1.2 cm的插片式I/O模块

边缘计算正在融入工业制造 

在数据处理层面，边缘计算对数据的本地处理能力提出了更高要求，它需要将原有云计算模型执行的部分或者是全部计算任务迁移到网络边缘设备上，降低云服务器的计算负载，减缓网络带宽的压力，提高万物互联时代数据的梳理效率。传统的数字化升级方案需要组合PLC、PC、网关和SCADA软件等多种不同领域和功能的产品于同一系统中，通过系统集成实现工业物联网方案，系统架构复杂、成本昂贵且面临极大安全风险。 

边缘控制解决方案将PLC控制器、PC、网关、运动控制、I/O数据采集、现场总线协议、机器视觉以及设备联网等功能集成于同一控制平台，可同时实现设备运动控制、机器视觉、设备预测维护、设备联网、数据分析和优化控制和数据可直接连接至工业云平台等功能，在边缘侧协同远程工业云平台实现智能产线控制。边缘计算并非简单地将边缘计算技术与工业自动化进行叠加，而是需要将边缘计算发展出来的一些开放式的IT与OT技术、架构和解决方案，融合进工业制造中相对封闭的OT设备上，增强或替换原有的实现方法。 

不同设备及场景需要不同的边缘控制方案 

在“云 - 边 - 端”新一代工业控制架构中，边缘控制起着关键的承上启下作用。一方面，边缘控制需要采集现场的数据进行处理分析，并实时反馈给现场的设备，另一方面，边缘控制需要将经过处理的数据上传到云端，为云端提供更为“有价值”的数据。 

边缘控制厂商往往会提供不同的边缘控制方案来满足不同场景的需求。比如，从工控机起家的研华，在边缘计算领域已完成全面布局，可为客户提供从边缘计算、边缘控制到边缘可视化等一系列产品与解决方案，从硬件到软件，从产品到平台，满足现场各类高性能计算处理、实时可靠运行以及灵活快速的人机交互显示等多种边缘计算需求场景，推动各产业的数字化、智能化深度变革。 

研华边缘控制解决方案系列可以根据不同设备及场景控制需求提供最优方案，助力智能制造从业者聚焦算法方案，优化迭代核心价值，达成柔性产线、 实现设备自动化和产线设备状态与工厂环境监测等应用。 

研华生产的CODESYS系列控制器，是面向设备自动化向融合信息化智能装备转型时的全新控制方案。研华在自身擅长的多种 X86 平台上搭载实时软 PLC 软体，同时打通软 PLC 与数据库、云平台接口，实现高实时性自动化控制的同时，保证开放性的信息化对接与处理。开放式平台和多种性能处理核心可以灵活地适应复杂多变的工业环境，从需要稳定实 时的逻辑控制到高处理性能及多接口的整合运动控 制与机器视觉应用场合，甚至多设备连接的柔性加工产线，研华 CODESYS 控制方案都有相应的控制器帮助客户实现。在无缝整合IT与OT的同时，研华 CODESYS 边缘控制器底层依然采用用户熟悉的编程方式，方便用户的设计、使用与安装。 边缘控制器的典型应用架构在研华的边缘控制产品中，新一代模块化边缘控 制器 AMAX-5580 无疑是最为耀眼的明星产品，其高性能的处理能力，开放的平台以及丰富的扩展能力，为边缘计算融入工业领域的应用提供了性能强大的解决方案。 

从产品特点来看，AMAX-5580是业界最小、速度最快的开放式平台之一。它结构紧凑，高度为10cm，宽度1.2cm 的插片式I/O模块全部安装在标准DIN导轨上，在设备控制柜中安装时无需额外的钻孔或机械装置，不仅节省了空间，而且允许工业设备跨越边界。从应用架构上看，AMAX-5580是整个控制的核心，向上可以将数据用以太网、OPC UA及MQTT等形式将经过预处理的数据上传给MES、SCADA 或者云平台等系统，向下可以直接通过EtherCAT连接伺服电机，还可以通过PCIe 扩展模块、EtherCAT扩展模块和EtherCAT分布式I/O来连接更多设备。 

图2 研华智慧天车解决方案

边缘计算在工业领域的应用案例 

目前，边缘技术在工业领域的应用还处于融合初期，主要用于帮助用户降本增效、满足严苛生产品质的追求，同时为用户的数字化转型搭建好底层技术基础。研华充分利用自身二十余年的技术与千行百业行业应用沉淀的优势，助力用户这一目标的实现。

 例如，在 3C 镜头模组检测应用中，相机镜头滤光镜片生产结束后，需要对产品品质进行严格检测。 因此需要自动化上料、AOI 视觉检测，通过机械手剔除料盘中的 NG 品并补充 OK 品，所有数据还要上传 MES 数据终端备份追溯。研华通过分核架构整 合“IPC+PLC”，一个平台实现机器视觉，运动控制和机器人控制 ；分布式 IO 及数据库功提高稳定性、降低成本，实现柔性加工 ；整个系统同时兼容 IT 与 OT，工程师团队更容易配合分工。 

在天车行业解决方案中，为了改善工人工作环境，提高吊装精度及效率，同时结合已有自动化技术， 实现生产管理数据与库区物料信息数据无缝对接，提高作业精度与效率。传统天车系统使用“IPC+PLC” 方案，但当用户现场环境温度高时，传统控制系统非宽温，会导致系统稳定性降低。宽温系统通过网线连接，多节点对系统稳定性提出挑战。研华 AMAX5580 控制器支持 Modbus/CANBUS/ 串口/模拟量等接口，解决用户多部件集成问题 ；6代I5级别处理器，处理复杂算法需求；带有无线WIFI，ODBC及MQTT等接口与协议，信息可以直接上传MES系统。研华 AMAX-5580嵌入式无旋转器件的-10~60℃宽温设计，内部无接插器件，整机经过严苛环境考验，提高系统稳定性 ；借助信息化接口及优化算法，提高管理能力、吊装效率和吊装精度。 

在储能行业，能源互联网技术持续升级，我国储能行业需要技术国产化，调度快速化，系统接入友好化和分析智能化，通过先进控制调度方案，实现调峰调频、峰谷套利、支持本地监控与远端监控联动，并且适用于多种储能场景安全快速施工， 最终实现安全高效的能源存储及调度目的。研华AMAX-5580边缘控制器嵌入式无风扇设计安全稳定，内置 CODESYS支持标准 IEC 61131-3开发编程，采用Linux 操作系统，方案技术自主可控。 自带多种总线接口及通讯协议，配合电力网关实现104协议串联，快速接入BMS与PSC系统 ；配合客户优化算法可以实现 1~2s电网自调节速度 ；基于EtherCAT本地及远程 I/O 模块，高速灵活采集控制现场设备状态。 

结束语

随着边缘计算的兴起，边缘智能已经成为工业智能的关键一环。边缘控制器以其天生的算力、联网和实时性等优势正在逐渐替代传统控制器，为千行百业提供强大的数字引擎。研华作为工业控制领先厂商，正以全面的边缘控制解决方案满足不同设备及场景的应用需求。边缘计算融入工业领域，未来已来！