边缘计算是一种位于物理数据源附近的分散边缘节点系统。这些节点既连接到设备，也连接到中央平台。与现场级别的设备不同，边缘节点可被集中管理，且数据可在边缘节点内或中央平台中进行处理。

| 对边缘级别的分析可从多个角度展开：

• 应用程序角度：聚焦于软件应用及其功能。

• 基础设施角度：关注部署的IT基础设施，如硬件和操作系统。

• 运营角度：侧重于管理边缘级别的工具，如监控工具或多站点软件部署工具。

| 工业物联网（IIoT）应用中的边缘计算：

有些应用需要非常短的延迟，而通过与集中式的云平台通信很难维持这种低延迟。而且在某些情况下，数据量会非常大，因此在边缘级别进行大量预处理非常必要。此外，出于合规性要求，有些项目方案需确保数据不离开公司网络。

（图1 IIoT的三个层级分别是生产资产、边缘和中央/云平台）

想要建立和运行IIoT解决方案的用户需考虑多个因素，其中之一就是构建合适的系统架构。目前，IIoT架构的整合趋势愈发明显，主要体现在以下边缘特征:

• 在部署云平台时，用户希望尽量减少边缘层对云技术的依赖，同时避免供应商锁定。

• 用户将边缘层分为两层：底层为工厂车间层，顶层为中央平台/云连接层，且均可实现集中管理。

• 用户在边缘层部署MQTT代理作为数据流的核心枢纽。数据通过MQTT流向中央平台，而本地运行的应用程序也可通过MQTT代理访问数据。

那么，这些架构趋势和边缘如何与机器连接性相关？有效、可靠地访问机器或设备数据至关重要。在功能上，机器连接需求类似于传统车间应用，例如，在集成工厂的现有或旧改项目的设备数据方案中（主要是控制器），所采集的数据通常来自多个数据源，并需要整合到OPC UA或MQTT等标准协议进行传输。

| 运营模式差异：在研究合适的运营模式时，可发现传统车间应用和IIoT解决方案之间存在明显差异。

• 传统车间应用：在本地部署和运营的传统应用中，机器连接往往包含HMI或SCADA系统，例如制造执行系统（MES）或数据库链接等解决方案。管理机器连接的用户通常不是IT专业人士，因此需要简单的IT接口。

• IIoT解决方案：相比之下，物联网解决方案需要在多个生产站点部署应用或物联网/云平台。这些平台可能运行多个应用程序，而且这些应用程序将在整个解决方案生命周期内不断更新，其中一个关键驱动因素是软件和IT的短期创新周期。因此，物联网解决方案通常需要专门的团队来运营，这些运营工程师负责多个现场站点，且拥有IT专业知识。

机器连接与其他解决方案一样需满足灵活性、运行效率和扩展性的要求。越来越多的用户不再将机器连接视为IIoT解决方案环境中的生产资产，而是将其视为有效、快捷且可扩展的边缘组件。

将机器连接部署为边缘级别的一部分需满足以下关键要求：

• 机器连接配备软件模块，这些模块可部署在标准硬件上，由终客户按边缘级别软件的方式进行管理，如Docker容器的部署方案。

• 机器连接可通过标准IT工具进行管理。

• 机器连接为流行的IT监控工具（如Prometheus和Grafana）提供相关数据。

• 机器连接为使用标准协议（无论是远程、自动化还是两者兼有）的配置提供稳定的接口。

| Softing edgeConnector Siemens

edgeConnector Siemens作为Docker容器应用，它提供了灵活的部署选择，只需在内置的Web界面进行简单配置，就可连接到Siemens SIMATIC S7-300/400和S7-1200/1500控制器，并通过OPC UA服务器接口收集和转发数据到客户端应用。edgeConnector Siemens是Softing dataFEED产品系列在虚拟化和Docker容器技术领域的关键战略扩展。该产品利用了Softing在旧改项目与OPC UA技术方面的深厚经验，适用于新的工业4.0解决方案架构。

（图2 edgeConnector Siemens产品方案）

| Softing dataFEED OPC Suite

dataFEED OPC Suite是一种用于OPC UA和OPC Classic通信以及物联网云连接的软件解决方案。通过集成的OPC UA服务器（包括存储与转发），它能够可靠地访问所有知名制造商的PLC，如Siemens SIMATIC S7、Rockwell ControlLogix、B&R、Mitsubishi和Modbus控制器（像BECKHOFF TwinCAT、施耐德PLC等）。

作为两种OPC标准之间的网关，dataFEED OPC Suite支持将现有的OPC Classic组件和应用程序集成到现代工业4.0 OPC UA解决方案中，以便继续使用旧组件，节省成本。通过MQTT和REST协议，dataFEED OPC Suite还可将生产数据传输到物联网云中。此外，它不仅支持将生产数据存储在本地文件、SQL数据库或MongoDB和CouchDB中，而且支持广泛的数据预处理功能，还可轻松灵活地对数据进行处理，再将处理过的数据转发出去，实现边缘计算功能。

（图3 dataFEED OPC Suite产品方案）

| Softing uaGate SI

uaGate SI是一种紧凑、可靠、面向未来且经过验证的数据集成网关。uaGate SI支持连接西门子的SIMATIC S7-300、S7-400、S7-1200和S7-1500控制器，并通过OPC UA在更高层的管理系统中对新工厂和现有工厂进行简单、可靠的数据集成，利用支持加密连接、证书和用户身份验证等各种可靠机制的OPC UA标准，从而实现更佳的的数据传输。

（图4 uaGate SI产品方案）

我们预测，软件和IT创新仍将是制造业投资的主要驱动力。解决方案架构预计将围绕特定标准进一步整合，通过架构蓝图和优秀实践方案提供更简单的方法来满足终用户的需求。边缘计算也将在制造业中加速部署。此外，我们观察到，即使在没有工业物联网应用的传统环境，人们也对IT驱动的机器连接运营模式的兴趣日益浓厚。在未来中长期内，这一趋势将逐渐加强，IT标准和相关工具将在车间层面和运营技术（OT）领域中获得更广泛的认可。随着时间的推移，本文中对传统解决方案和工业物联网解决方案的区分将变得不再重要——至少在机器连接方面。

请点击此处或咨询Softing中国，了解更多信息！