EG边缘计算网关在工业数采系统中的应用

工业智能化升级的行业需求

随着《工业重点行业领域设备更新和技术改造指南》的重磅发布，推动了整个工业往智能化方向全面发展。指南中重点提到工业网络设备改造目标，力争在2027年，80%的规模以上制造业企业基本实现网络化改造，边缘网关、边缘控制器等产品部署超过100万台，“5G+工业互联网”项目数超过2万个。

通知中，还提到未来发展的重点方向中包括边缘计算能力提升。协同工业网络、工业算力、工业数据设备和系统的改造升级，部署边缘计算节点、边缘计算网关、边缘控制器、边缘云等工业算力设备，建设工业智算中心，形成覆盖生产、管控、经营全环节的算力基础设施、支撑工业人工智能、工业大数据、工业大模型创新应用部署。

边缘计算网关在工业智能化升级中的作用

指南的发布，意味着工业边缘计算领域将会迎来全面大爆发，边缘计算网关在工业数采系统中的各类应用也会纷至沓来。

在复杂多变的工业环境中，通过利用边缘计算网关能够在数据源头附近即时处理和分析数据，降低了数据传输延迟。不仅如此，通过边缘计算网关实时监测设备的运行状态，一旦发现异常立即触发预警机制，避免生产中断，保障产品质量。这种即时反馈机制对于确保生产线的稳定运行、预防潜在故障发生非常重要。

此外，边缘计算网关还具备强大的数据整合能力，能够将来自不同传感器、PLC（可编程逻辑控制器）以及其他工业设备的数据统一处理，形成完整的生产数据链。这为后续的大数据分析、机器学习模型训练提供了丰富而准确的数据源。

工业数据采集

1. 工业数据采集系统简介

工业数据采集系统包含PLC数据采集系统、能源数据采集系统、生产环境数据采集系统。

2. 数据采集过程

a）数据采集到工业交换机

所有PLC通过以太网接入采集机柜里的接入层工业交换机；所有能源数据仪表、生产环境仪表等串口通讯设备通过ET系列模块后再协议转换接入采集机柜里的接入层工业交换机。

b) 核心交换机汇集接入层交换机

接入层工业交换机通过光纤接入厂房汇聚机房的汇集交换机，汇集交换机通过光纤接入中控室的核心交换机，核心交换机预留接口供后续SCADA/MES系统使用。

c）边缘计算网关读取数据、分发

PLC数据采集网关（EG8200mini边缘计算网关）从接入层工业交换机读取PLC、能源数据仪表、生产环境仪表并打包处理，完成以OT/IT分发，供MES算法模块使用。

d) MES算法模块接入汇集交换机

MES算法模块接入汇集交换机，读取数据采集网关的数据并打包供后续SCADA/MES系统使用。最终实现生产数据从生产现场到中控室的传输及移动端的应用。（生产数据采集网络接入交换机处于现场恶劣环境运行，采用标准工业传输交换机，组成高可用环网。）

工业数采网络功能

组建一套稳定可靠的工业数据采集网络，此网络满足如下功能：

1.工业采集网依据其传输数据的重要性，完全独立建设，设计核心、汇聚、接入主流三层网络架构：

• 在数据中心设计工业网核心交换机，具备设备在线冗余；

• 在厂房汇聚机柜设计工业网汇聚交换机，具备设备在线冗余；

• 在各数据中心采集点设计采集接入机柜，使用工业柜接入交换机。运用工业交换机特点，使工业柜接入网络在恶劣的生产环境中稳定运行，工业柜接入交换机可以向下对接PLC采集器、Modbus协议转换模块（例如，纵横自研ET系列）。

2.PLC数据采集网关支持主流PLC（西门子、施耐德、欧姆龙、三菱等）的通讯协议，可同时连接32个PLC。支持FTP远程文件存储功能OPCUASERVER支持自动发送数据的订阅服务功能，以减少网络负荷。网关自带两个以太网口在物理层实现隔离一个用于OT，一个用于IT。支持西门子PLC优化数据块的访问。支持串口服务器功能，网关可通过串口服务器数据。

3.整个网络通过交换机可支持Profinet工业协议，满足DCS/SCADA通过Profinet协议实现高速数据采集，兼容MODBUSTCP、TCP/IP等工业通讯。

4.交换机支持ProfinetIO功能，可通过GSD文件方式快速在PLC/DCS控制器中创建和监控各设备，进一步满足在DCS/SCADA中实现数据采集网络的可视化管控及报警推送。 

工业数采系统中使用边缘计算网关，实现了数据的采集、整合与处理，帮助客户降低生产成本、提高产品品质，并实现设备状态的集中化管理。