ОткрепитьЗакрепитьЗакрыть

11 окт. 2021 г.

«Ключ к бескомпромиссному объединению IT и OT»

Статья Феликса Вильдеманна, продакт-менеджера по промышленным ПК, для Computer&Automation

Источник: «Computer&Automation, 3 вопроса на тему... граничные вычисления»

Какую роль играет программное обеспечение в успешной организации сети IT и OT? И как это согласуется с аппаратным обеспечением, на котором оно работает? Феликс Вильдеманн, продакт-менеджер по промышленным ПК, дает возможность заглянуть в мир граничных вычислений (Edge Computing).

Феликс Вильдеманн: Классическая автоматизация очень осторожно подходит к открытию и подключению к внешней сети, потому что безопасность и надежность промышленного предприятия может оказаться под вопросом при объединении в сеть с IT. Прямое взаимодействие этих двух миров обычно не обходится без компромиссов.

Граничные вычисления могут стать ключом к решению проблемы сложности данных и обеспечению бескомпромиссного сетевого взаимодействия IT и OT. Предварительный выбор, сортировка и обработка данных на «краю» сети позволяет отфильтровать действительно важные технологические данные. Несмотря на то, что все функции граничных узлов могут выполняться непосредственно на управляющем промышленном ПК, целевое разделение и предварительная обработка соответствующих технологических данных на «краю» сети имеют значительные преимущества. Это особенно важно в сценариях, когда edge-устройство интегрировано в существующую концепцию предприятия. С помощью модификации выделенного edge-устройства функции IoT можно перенести в существующее приложение без необходимости внесения каких-либо последующих изменений в программное или аппаратное обеспечение контроллера. Однако, даже для создаваемых «с нуля» сценариев, то есть с совершенно новыми концепциями системы, во многих случаях целесообразно встраивать дополнительные выделенные edge-устройства.

Граничные вычисления обеспечивают предварительный выбор данных датчиков, обработку программных приложений и даже вычисление формул AI. Что нужно учесть пользователям касательно программного обеспечения для граничных вычислений? Какие технологии обязательно нужно иметь?

Феликс Вильдеманн: Основой интегрированной edge-концепции является модульная программная платформа, эффективно сочетающая в себе IT и OT. Модульность здесь можно понимать как концепцию приложения – действительно необходимые функции выбираются и выполняются на edge-устройстве из широкого диапазона опциональных возможностей. При этом не требуются никакие дополнительные навыки программирования, поскольку пользователи могут получить доступ к готовым функциональным блокам, которые быстро и просто интегрируются.

Благодаря ПО TwinCAT, компания Beckhoff предлагает для этой цели большое разнообразие функциональных блоков и протоколов. Например, данные на стороне станка могут записываться по протоколу TwinCAT ADS или OPC UA на «краю» сети без необходимости внесения каких-либо изменений в программный код TwinCAT управляющего компьютера. На стороне OT помимо стандартных протоколов IT также поддерживаются протоколы двух распространенных поставщиков частных и публичных облачных сервисов.

Полное объединение edge-устройства и контроллера является настоящим искусством. Недостаточно собрать данные от контроллера и сделать их доступными. Программное обеспечение для граничных вычислений должно разрабатываться таким образом, чтобы оно не ухудшало доступность контроллера и способность его работы в реальном времени. В то же время важные данные технологического процесса должны передаваться обратно на контроллер, чтобы ретроспективно оптимизировать заводское производство и достичь предупредительного технического обслуживания при минимизации времени простоя станка. Благодаря решениям Beckhoff, это работает без каких-либо ограничений: TwinCAT использует одно и то же программное обеспечение для контроллера и для всех задач IoT. А благодаря модульной структуре, TwinCAT может быть идеально адаптирован к конкретному приложению.

Чтобы иметь возможность разместить все необходимые функции на одном устройстве, также подходят контейнерные технологии, такие как Docker. Системы Docker не только позволяют направлять и оптимизировать выполнение программного обеспечения для граничных вычислений для экономии ресурсов, но и помогают интегрировать сторонние приложения и функции непосредственно в edge-устройство. Таким образом, специфические для пользователя функции могут отображаться в edge и работать параллельно с TwinCAT.

На сегодняшний день мы имеем дело с растущим числом задач, а значит, аппаратное обеспечение должно соответствовать большему количеству требований. На что должны обращать внимание пользователи при выборе правильного аппаратного обеспечения для граничных вычислений?

Феликс Вильдеманн: Edge-решение работает только если аппаратное и программное обеспечение превосходно согласуются с IoT и контроллером. Для этого требуется масштабируемое портфолио чрезвычайно компактных, модульных и эксплуатационно гибких промышленных ПК различных классов производительности, которые прекрасно адаптируются к рассматриваемому edge-сценарию – основываясь на требуемой вычислительной мощности и интерфейсах, а также на доступном пространстве для монтажа.

Подход компании Beckhoff здесь заключается в том, что промышленные ПК с ПО TwinCAT можно использовать как в качестве управляющего вычислительного устройства, так и edge-устройства. Следовательно, обеспечиваются непревзойденные преимущества обычных промышленных ПК – долговременная доступность, надежность и продолжительный срок службы. В то же время доступна прямая интеграция промышленных систем полевых шин, что позволяет напрямую собирать данные различных датчиков из полевых условий на «краю» сети в дополнении к данным, предоставляемым контроллером. Доступны две операционные системы, Microsoft Windows и TwinCAT/BSD®, которые поддерживают ПО TwinCAT от Beckhoff, а также все IT-протоколы и функции Docker.

Следовательно, пользователи имеют доступ ко всему портфолио промышленных ПК от Beckhoff, не ограничиваясь выбором конкретного оборудования. И наконец, модульное, масштабируемое и гибкое портфолио обеспечивает превосходные условия для реализации интегрированного контроллера, IoT и edge-решения.