Edge computing pro vyšší efektivitu a kvalitu
Okrajová zařízení optimalizují provoz a nabízejí mnoho výhod, včetně vyšší efektivity a kvality služeb pro průmyslové výrobce.
Edge computing označuje okraj síťového computingu, ale které sítě? V průmyslové výrobě je mnoho řídicích systémů postaveno na lokálních ethernetových sítích. Tyto sítě se mohou skládat z místní obchodní sítě, průmyslových počítačů, programovatelných automatů (PLC) a průmyslových dotykových obrazovek, často označovaných jako rozhraní HMI. Mnoho výhod plyne z připojení místních sítí k větším veřejným sítím nebo serverovým počítačům.
Pro zjednodušení budeme veřejně přístupné sítě označovat jako cloud. Okraj je hranicí mezi těmito lokálními sítěmi a cloudem. Okrajová zařízení poskytují rozhraní mezi cloudem a lokálními sítěmi.
Letiště je obdobou toho, jak okrajová zařízení a cloud komunikují. Uzel (hub) je centrální letiště, často umístěné ve větších městech, přes které jsou lety směrovány. Paprsky jsou trasy, po nichž se letadla pohybují do uzlového letiště a z něj. Menší města mají spojovací lety na uzlová letiště. Pokud například někdo cestuje z Columbusu v Ohiu, ve Spojených státech do Spojeného království, může nejprve letět z Columbusu do leteckého uzlu v Chicagu, poté do uzlu v Londýně a nakonec do svého cílového města. Přemýšlejte o cloudu jako o uzlových letištích a o okrajových zařízeních jako o menších místních letištích.
Přínosy okrajových zařízení
Prvním přínosem uvedeným v analogii letiště bylo snížení provozu oproti modelu bod-bod. Podobně, pokud jde o Internet věcí (IoT), namísto toho, aby se jednotlivá zařízení připojovala bod k bodu ke cloudu nebo k sobě navzájem, tato zařízení se připojují k okrajovému zařízení, které se pak připojuje ke cloudu. Okrajová zařízení mohou snížit celkový objem dat, která musí být přenášena, a působit jako vyrovnávací paměť, což pomáhá zvyšovat efektivitu a kvalitu služby (QoS).
Mnoho stávajících sítí není nastaveno pro přímé připojení ke cloudu. Síťová architektura, včetně standardů informačních technologií (IT), jako jsou domény, systém názvů domén (DNS), protokol dynamické konfigurace hostitelů (DHCP), brány firewall atd. takové schopnosti nemá. Přestavba lokální sítě od základů může být často časově náročná a příliš drahá.
Přidání okrajového zařízení však může existujícím sítím umožnit připojení ke cloudu bez nutnosti přepracování sítě. Okrajová zařízení disponují postupy IT, jako jsou brány firewall, zabezpečení transportní vrstvy TLS (Transport Layer Security) / šifrování SSL (Secure Sockets Layer) a překlad síťových adres (NAT). To umožňuje existujícím zařízením (včetně PLC a HMI) vyměňovat si data s cloudem přes okrajové zařízení, zatímco okrajové zařízení zajišťuje izolaci a zabezpečení mezi cloudem a existující sítí.
Výpočetní zdroje
Další výhodou edge computingu je to, že některé výpočetní zdroje mohou být disponovány v okrajovém zařízení namísto v cloudu nebo lokálním řídicím systému. Zvažte například aplikaci průmyslového řízení, kde je zapotřebí sběr a analýza dat. Stávající řídicí systém nemusí mít zařízení schopná shromažďovat a analyzovat velká množství dat. I kdyby tomu tak bylo, jeho hlavní funkcí není sběr dat a analytika, ale udržení výrobních procesů v chodu.
Systém založený na cloudu má spoustu práce, včetně poskytování dat, poskytování zpráv a zpracování požadavků desítek dalších řídicích systémů a konečných uživatelů. Díky tomu, že okrajová zařízení vyřizují některé úkony sběru dat, vyrovnávací paměti a analytiky, můžeme snížit zátěž cloudového systému a řídicí systém může provádět své kritické úkoly.
Několik okrajových zařízení umožňuje uživatelům připojit existující řídicí systémy ke cloudu. Některé z nich umožňují uživateli připojit existující řídicí systém ke cloudovým systémům jen s minimální nebo žádnou úpravou stávajících zařízení a sítě. To je možné výběrem okrajových zařízení, která zahrnují technologii NAT, virtuální privátní sítě (VPN), brány firewall, přepínání vrstvy 2 a směrování vrstvy 3.
Okrajová zařízení mohou poskytnout účinný a snadný způsob, jak přenést dnešní technologie do budoucnosti pomocí dobře zavedeného modelu hubu a paprsků.
Nate Kay je projektovým manažerem společnosti MartinCSI. Upravila Emily Guenther, zástupkyně obsahového ředitele, Control Engineering, CFE Media, eguenther@cfemedia.com.
