終極工業邊緣計算設備感知和控制物理流程，運行本地程序，并與工業控制器、工廠運營、企業系統和云應用程序通信。這是實時閉環制造業務運營盈利和競爭力所必需的。

多年來，工業自動化架構的特點是，利用分布式計算提高性能、質量、可靠性、可用性、響應性并降低軟件維護成本，最終現場設備的計算量不斷增加。每一步的限制因素都是技術的成本、耐用性和可靠性。隨著商業、消費者和物聯網(IoT)技術在日常生活中普遍存在以及低成本通信的進步，這種情況已經發生了改變。智能手機是許多人的日常設備，其是集成了通信和顯示功能的堅固耐用、功能強大的計算機的明顯例子。

邊緣設備

邊緣計算的主要價值是在接近物理生產的地方執行應用程序，以極低的延遲實現快速響應時間并捕獲實時數據。將更高級別的功能直接集成到這種新型的強大現場設備和工業控制器中，再加上實時事務處理業務系統，正在減少對工業中間件軟件的需求。商業系統比工業系統發展得更快，以滿足包括供應鏈、客戶服務、物流和互聯網商務在內的商業功能的要求。中級軟件和計算機已經達到了緩沖、同步、翻譯和精煉傳感器和控制器信息的目的，但也產生了大量中級計算機、重復數據庫、復雜的組態控制和昂貴且難以維護的軟件的脆弱系統。邊緣計算是在用戶或數據源的物理位置或附近進行的計算。邊緣的分布式功能包括優化、專家系統和具有新型設備的人工智能。

邊緣設備類型

• 支持遺留系統的邊緣網關

工業邊緣網關通常是運行中間件軟件的堅固耐用工業計算機，這些中間件軟件連接到PLC、驅動器和其他邊緣設備，以便將信息上下文化，并將其映射到數據企業軟件和數據庫。邊緣網關是利用已安裝的遺留控制和自動化擴展資本設備投資，來提供邊緣計算功能的理想選擇。

• 邊緣工業計算平臺

堅固的邊緣計算平臺提供網關功能，以及許多其他功能，包括分布式控制、優化、Web服務器、OPC UA服務器和客戶端、人工智能(AI)、REST API、圖像識別和云通信(AWS、AZURE等)。許多集成了多用戶環境，如Docker和Kubernetes，支持添加用標準編程語言，包括Python和JavaScript，編寫的用戶應用程序。

• 智能/智能現場邊緣設備

智能/智能現場邊緣設備是一類新的智能現場設備，包括智能傳感器和執行器，可直接與控制器、企業和云應用程序通信。這些設備集成了分布式控制功能，包括優化、Web服務器、OPC UA服務器和客戶端、REST API和云通信(AWS、AZURE等)。基于用戶的計劃正在定義基于這些概念的新架構，包括NAMUR開放架構(NOA)和開放過程自動化論壇(OPAF)標準。

以太網IP到邊緣

隨著單對以太網標準10BASE-T1的集成，工業邊緣正在進入主流計算和物聯網，使IP通信嵌入到終端現場設備，包括傳感器和執行器，具有成本效益。支持工業控制和自動化的基于以太網的網絡利用了大量生產的以太網基礎設施產品的優勢，包括較低的硬件、軟件和支持成本。SPE是直接從傳感器、執行器、驅動器、電機啟動器和其他設備中解鎖更多信息的方法。

單對以太網是高級物理層(APL)的基礎，將以太網引入危險地區的現場級儀器。現場級以太網將以其普遍性和快速性，使流程工業的數字化成為現實。電流和電壓將受到限制，以對區域0和1/Div 1提供本質安全的解決方案。主要目標是在流程自動化領域采用成熟的技術和選項。

語義上下文數據連接

OPC基金會OPC UA FLC(現場級通信)計劃在傳感器、執行器、控制器、企業和云之間，創建開放標準語義上下文數據連接通信解決方案，以滿足工業自動化、工廠自動化和流程自動化的所有要求。OPC UA FX繼續取得快速進展，將最基本的工業通信與主流計算數據概念進行現代化，達到工業邊緣。OPC UA現場級通信(FLC)計劃目標包括:

• 安全可靠的通信
• 供應商、平臺和領域無關
• 從傳感器到企業及其他領域的互操作性

OPC基金會生態系統是統一的，由工業、信息技術(IT)、物聯網(IoT)和云組織組成，參與超過65個聯合工作組，專注于定義和實現從工業領域設備的標準上下文和語義數據模型，包括企業和云系統的傳感器/執行器。

OPC基金會與清潔能源和智能制造創新研究所(CESMII)共同開發的全球可用UA云庫，使OPC UA信息模型在全球范圍內的云端可用，為用戶提供查找和使用OPC模型的有效方法。這簡化了應用程序工程，為語義數據模型提供了可靠的來源。

直接向企業領域溝通

傳統的嚴格的層級架構正在讓位于一種反應更迅速、更直接的模式，將制造帶入實時制造業務模式。現場設備可以直接與應用程序通信，包括歷史記錄、高級云分析、實時維護監控和其他功能。這簡化了這些功能的應用，并消除了第2級和第3級軟件成本、復雜性、性能拖累和持續的軟件維護。