通过SPS强化边缘计算和智能设备应用

发展中的行业部分的一个方面是行业语言(行话)的演变,以定义特定的术语和情况。边缘计算在基于云的 web 基础设施领域的出现与几十年前在硬件层面上的舞蹈相同。在那些日子里,“瘦客户端”“分时”等术语描述了有线计算基础设施,但每一次转动都需要新的术语。
“雾”计算是当前用于描述边缘计算和云之间的接口的术语,智能设备在云中与互联网进行通信。关于这个词的必要性或适当性仍然存在争议,但不是关于它所反映的现实。
边缘计算和智能设备是工业 4.0 的重要组成部分,最近在德国纽伦堡举行的 sps(智能生产解决方案)展览进一步强化了这一现实,1,585 家参展商为来自世界各地的 63,708 名参观者提供了最新的先进生产技术。
您仍然需要电线
随着无线系统的嗡嗡声,设施内的大多数通信仍然通过电线和电缆进行,ethercat 在工业以太网中的使用迅速增长。例如,瑞萨电子的 rx72m 组具有用于工业以太网通信的 ethercat 从控制器,具有大存储容量,适用于需要控制和通信功能的工业设备。
rx72m 组在 eembc 基准测试中获得了 240mhz 的 1396 coremark 分数,并且能够进行应用程序处理和 ethercat 通信,具有 1mb 的 sram 和 4mb 的闪存。大容量 sram 允许 mcu 在不使用外部存储器的情况下高速运行多个内存密集型中间件系统,例如 tcp/ip、web 服务器和文件系统。板载闪存作为两个 2 mb 的存储体运行,可以在一个闪存中执行程序,同时在另一个闪存中进行后台重写。
在 analog devices 的展台上,来自 analog devices 工业连接部门的 maurice o‘brien 介绍了他们的 adi chronous 边缘到企业工业以太网连接解决方​​案产品组合。该解决方案旨在解决对时间敏感的网络和确定性以太网,解决了一组 ieee 802.1 和 ieee 802.3 标准,这些标准旨在在标准以太网中提供确定性性能。
强调解决方案解决的长距离问题,演示中的信号是通过一公里长的电缆线发送的。adi 工业以太网产品包括具有完整软件协议栈的交换机、物理收发器、控制器和网络接口模块。adi chronous 产品组合旨在支持可扩展和灵活的系统开发,提供多端口数、低功耗和灵活的带宽。作为多协议,这些解决方案与所有现有协议兼容。
oring 的工业双 4g lte m2m 物联网网关 igmg-p83244gc+-d4g符合 iec 61850-3,提供内置 8 端口千兆以太网和 4x10/100/1000base-t(x) 和 4xgigabit sfp 组合端口,具有板载点火和板载点火边缘(图 2)。这使得基于 web 的 ignition 平台能够用于人机界面 (hmi)、监控和数据采集 (scada) 以及工业物联网 (iiot)。node-red 也是板载的,并支持 mqtt 和其他协议。
该网关使用双核 armv7 cortex-a9 cpu,运行速度高达 1.3 ghz。支持多个 i/o,它集成了 8 端口(铜缆和光纤的 4+4 组合)千兆以太网交换机,包括 6 个 lan 和 2 个 wan 端口。此外,还有两个用于 rs-232/422/485 和 rs-422/485 通信标准的串行端口。所有网关的端口都支持 modbus tcp 和 rtu 协议,用于连接以太网和串行终端设备。
具有 64gb 容量(可选最高 256gb)的内置 msata ssd 存储提供物联网数据记录功能。oring 品牌的开放式网关软件可以将各种终端设备(通常具有不同的通信接口)连接到不同的云平台。基于 web 的配置界面将网关变成介于 modbus 现场设备和 mqtt/coap/lwm2m 服务器之间的透明人。
电机和机器人
当然,一旦你得到了应用点的命令,你通常必须完成某种工作。电机和它们赋予的机器人系统是制造的关键方面,精度和效率是重要因素。运行复杂机械系统的一个经常被忽视的部分是由预测系统驱动的预防性维护。这样的系统以显着的方式提高了效率和安全性。
工业级 icomox 模块包含有线或无线部署所需的传感器和电子设备。该模块“学习”电机在正常运行条件下的性能,然后监控电机的多个方面以确定任何偏差。
该模块的内置传感器包括一个 analog devices adxl356 3 轴加速度计,还安装了第二个超低功耗、低 g 的 adxl362 加速度计。icomox 还拥有一个 analog devices 16 位 adt7410 温度传感器、一个 bosch bmm150 磁场传感器和一个英飞凌 im69d130 mems 麦克风。该模块最多可使用两节 cr2477 纽扣电池来延长工作寿命,并提供省电的 sensorstrobe 技术。
机器人运动的一个方面是执行器或夹持器。这种机械手通常预先编程有设定的力来拾取物体。然而,给抓手一种“触摸”的感觉可以让它有能力测量力,并在需要时改变它的抓地力。在这段视频中, tacterion 运营负责人 torsten christ 展示了他们的解决方案如何通过赋予自动抓取器一种“触感”来增强它们的能力。在现场演示中,torsten 展示了触觉如何改善机器人处理物体的方式。
tacterion 成立于 2015 年,是德国航空航天中心的衍生公司,开发和销售一种称为传感器皮肤的触觉传感器技术。该解决方案是一种由硅胶制成的柔软、灵活且坚固的传感器材料,可测量压力和触摸,模拟柔软皮肤层的一些特征。这种材料不仅可用于机器人夹具,还可用于需要测量接触力的任何应用。
synapticon不仅针对运动和电机控制,还针对机器人系统的外形和基础设施 提供 somanet 模块,其设计方式允许开发人员为每个控制器单独组合适当的基本硬件配置。第一步,开发人员从一系列模块中选择电机功率电子设备和传感器接口。
展望
未来 下一代工业系统即将到来,为设施提供更强大、更高效、更可靠和更安全的做事方式。工业 4.0 不仅仅是一个流行词,它是一种更好、更有效的做事方式,并将赋予尚未想到的解决方案。像 sps 这样的活动是了解这一新现实的复杂性和深度的好方法。


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