Mivel az intelligens eszközök száma a nagyobb IIoT használat miatt egyre növekszik, folyamatosan nő az igény az olyan eszközökre, melyekkel az általuk gyűjtött adatokat a „peremen” - azaz a felhasználóikhoz közeli – peremhálózati egységekkel dolgozzák fel. Ezt szem előtt tartva az edge computing képes minimálisra csökkenteni a sávszélességet és növelni a válaszidőket azáltal, hogy megvalósítja az adatok tárolását és kezelését ott, ahol szükséges, valamint lehetővé teszi a peremhálózati szerverek használatát jóval szélesebb körű alkalmazásokon keresztül.
A tipikus edge eszközök, amelyek sokak számára ismertek, a világítás-, fűtés-, vagy más elemeket vezérlő érzékelők. Ezek az alkalmazások szemléltetik annak egyértelmű előnyeit, ha az ilyen érzékelők a lehető legközelebb állnak a rendelkezésre álló számítástechnikai erőforráshoz, nem utolsósorban a jelentős költségmegtakarítás miatt, amelyet a nagy távolságra átvitt és/vagy a felhőben tárolt nagyobb mennyiségű adatok csökkentésével lehet elérni.
Természetesen számos lehetséges buktató akadhat azon felhasználók számára, akik az érzékelőkből származó adatokat közvetlenül a felhőbe szeretnék exportálni. Ide tartozik például a hálózati késés, a rossz rendszerintegráció, a magas adatkezelési költségek és az informatikai biztonságot érintő sebezhetőségek. Éppen ezen okok miatt vált elismertté, hogy a legjobb helyi szint, és hogy az edge computing rendkívül kedvező hatással lehet az egyébként költséges Ipar 4.0 rendszerek alkalmazására.
A kockázat csökkentése és az agilitás növelése
Röviden összefoglalva, az edge computing csökkentheti az eszközök csatlakoztatása és az adatok megosztása során fellépő kockázatokat, növeli a rugalmasságot és az agilitást a szervezeten belül, csökkentheti a továbbított irreleváns adatok mennyiségét, és biztosítja a rendkívül alacsony és kiszámítható késleltetési szinteket. Végül pedig, egy olyan gyártási környezetben, ahol a perifériás megoldás integrálható egy vállalati erőforrás-tervezési (ERP) rendszerbe, és valós időben képes adatfeldolgozást végezni, a vállalat jelentősen felgyorsíthatja automatizálási folyamatát azáltal, hogy helyben tartja a dolgokat.
Az új megközelítés kulcsfontosságú sarokköve,- és ezáltal az automatizálás széles körű bevezetésének befolyásoló tényezője - hogy képes az adatok helyben történő feldolgozására robusztus, megbízható, testreszabható és könnyen használható megoldások révén, amelyek a mindeddig kihívást jelentő ipari környezetben is használhatók. Ezen megoldások közé tartoznak például a különféle ipari vezérlők és kommunikációs rendszerek, amelyek elősegítik az Ipar 4.0 hálózatok telepítését és alkalmazását, valamint sokkal megvalósíthatóbbá teszik a telepítést, és egyszerűbbé a működést.
Közismert tény, hogy az Ipar 4.0 különféle olyan eszközök használatát követeli meg, amelyek nemcsak megkönnyítik az automatizálást, hanem elősegítik az adatok széles körű és hatékony feldolgozását és megosztását is. Ez viszont lehetővé teszi a gyártási folyamatok fejlesztését és finomítását, valamint a végtermékek pontos vevői előírásoknak megfelelő előállítását.
Ahhoz, hogy egy ilyen koncepció a való világban működjön, speciális interfészekre és eszközökre van szükség. Ide tartoznak a különféle busz-típusokkal kompatibilis kommunikációs kártyák, ipari modulok, csatlakozókábelek és modern interfészek, hatékony és könnyű paneles számítógépek formájában. Valójában az átalakítók és az ipari modulok alapvető elemek az Ipar 4.0 felé vezető úton.
Az egyik elérhető megoldást a Brainboxes edge alapú ipari vezérlőinek széles választéka teszi ki. Ezek az egységek képesek kétirányú átvitelre, ahol az alkatrészek egy mérnöki részleggel kommunikálnak, akik azután az adatokat értelmezik. Az ilyen típusú átvitelhez különféle buszokkal kompatibilis kommunikációs kártyák szükségesek. Jó példa erre a Brainboxes’ PCI Express (PCIe) busz amelyet az IX-100 kártya támogat. Kompatibilis Windows, Linux és más operációs rendszerekkel, ami nagyban megkönnyíti a meglévő beállításokhoz való integrálást. Az IX-100 túlfeszültség-védelemmel is rendelkezik, és csupán 120mm x 76mm x 18mm méretű. Végül pedig, a plug-and-play kártya egy ipari szabványú 9-tűs, RS-232 soros COM portot biztosít egyetlen PCIe nyílásban.
Robusztus és könnyen csatlakoztatható
A fejlett kommunikációs technológia IIoT környezetben történő használatához fontos robusztus átalakítókat, ki- és bemeneti modulokat használni, amelyek könnyen csatlakoztathatók az eszközökhöz. Az Advantech ADAM-4520-EE izolált RS-232 - RS-422/RS-485 konverter például (1. ábra), tartós ABS házban szállítva, éppen ilyen modul, melynek mérete 70mm x 122mm x 30mm, energiafogyasztás pedig 1,2 W @ 24 V DC.
1. ábra: Advantech ADAM-4520-EE robusztus konvertere könnyedén csatlakoztatható az eszközökhöz
Az ipari számítógépek nagy igénybevételű környezetben történő használatakor szintén figyelmet érdemel a hatékony flash memória és az operációs rendszerek választéka. A HARTING 2095000000300 (2. ábra) ipari számítógép például, Ethernet porttal és 32 GB-os flash memóriával, IP67 besorolással rendelkezik, amely védelmet nyújt a szennyeződések és a páratartalom ellen. A készülék mérete 132mm x 86mm x 35mm, 1 GB RAM memóriakapacitással rendelkezik, és Ethernet vagy 12 V DC/24V DC táplálású. A moduláris hardver- és szoftver tervezés lehetővé teszi a felhasználóknak, fejlesztőmérnököknek és rendszerintegrátoroknak, hogy gyorsan és hatékonyan hozzanak létre integrált ipari projekteket.
2. ábra: HARTING 2095000000300 ipari számítógép Ethernet porttal és 32 GB-os flash memóriával ideális kihívásokkal teli környezetben történő használatra
Mivel az Ipar 4.0 megköveteli, hogy minden eszközt ugyanarra a hálózatra csatlakoztassanak, elengedhetetlen, hogy mindegyiket egyetlen forrásból lehessen táplálni. Az Ethernet technológián alapuló tápellátás mindezt lehetővé teszi, ugyanazt a hálózati kábelt használva, amely továbbítja az adatokat a hálózat különböző eszközein. Ez a felépítés jelentősen csökkenti az elektromos berendezések költségeit, amint azt az ipari gigabites ANTAIRA LNP-0500G-24 PoE kapcsoló (3. ábra) is mutatja, amely fém házzal, öt bemeneti porttal és beépített feszültségnövelővel rendelkezik. Az ANTAIRA Technologies, az Egyesült Államokban működő ipari kommunikációs megoldások gyártója által előállított termék ideális olyan alkalmazásokhoz, amelyek nagy teljesítményű PoE áramforrást igényelnek nehéz körülmények között. Ezek közé tartoznak a biztonsági megfigyelők, a forgalomfigyelő rendszerek, az olaj-/gázipari- és bányászati alkalmazások, az energiaellátás/közművek létesítménykezelése, a víz-/szennyvíztisztító telepek és az intelligens gyárak automatizált gyártósorai is.
3. ábra: Az ipari gigabites ANTAIRA LNP-0500G-24 PoE fémházas kapcsoló öt bementi porttal rendelkezik
Konklúzió
Nyilvánvaló, hogy a kizárólag felhőalapú informatika alkalmazása már nem elegendő IioT használatával együttműködő automatizálási környezetben, ahol az adatokat helyben megosztják, különösen, ha a költségeket a lehető legkisebbre kell csökkenteni, a vállalatoknak pedig a lehető legtermelékenyebbé és leghatékonyabbá kell válniuk. A felhőalapú informatika és az edge computin kombinációja ma már elismert, optimális megoldás, és számos robusztus és könnyen használható eszköz és termék található a piacon, hogy ezeket az elvárásokat megvalósítsa. Bármelyik iparágról legyen is szó, függetlenül attól, hogy mennyire kihívásokkal teli a környezet, az edge computing ma már alapvető tényezőnek számít az Ipar 4.0 felé vezető úton.
