邊緣控制器能否為工業物聯網帶來IT和OT平衡？
自動化的數位化持續進行。最早的自動化例子是使用蒸汽驅動的努力，透過鏈結和調速器進行傳輸。控制方式隨著電氣化的引入而改變。不久之後，電氣化也重新定義了機械動力的產生和傳遞。
今日，電子控制系統以純機械系統無法實現的方式關閉了努力和效果之間的循環。
簡而言之，可編程邏輯控制器 (PLC) 將預定邏輯應用於一個或多個輸入的狀態，來設置一個或多個輸出的狀態。雖然PLC與自動化一起發展，但其預定義的性質變得更加相關和差異化。這意味著PLC的設計修補了它的功能性，因此PLC在使用壽命期間永遠不會改變。連接性帶來了對敏捷即時性的需求，這表示工業控制變得更加靈活和反應迅速。
PLC的簡單特質是刻意設計的。設計意圖是讓PLC以單調卻可靠的方式運作。但是若要進步，則需要更多。網際網路，特別是物聯網，要求連接的設備更加聰明。另外，還需要一個以快速、靈活和安全方式運行的連網解決方案。而當時在設計PLC時，這些功能在必備的列表中並不是很重要。
現代的PLC透過增加更多連接性來滿足這些需求，並將在未來幾年繼續滿足許多OEM的需求。然而，總體趨勢是將更多處理能力置於網絡邊緣，而這影響了控制系統的發展方向。
工業物聯網的邊緣控制器
很難想到比工業過程中的輸出階段更接近網絡邊緣的東西。從字面上來看，這是把概念變成現實的地方。這是硬性即時控制系統的地盤，而這系統必要要強大且可靠。 相反地，隨著連接性的增加，雲處理資源可以來處理分析邊緣產生的數據。但如此一來顯現出了一個問題。在邊緣產生了大量數據，但移動到雲端變得昂貴。此外，雲在比較之下，不是即時的，發送和接收數據的時間非常不一致。
時間敏感型網路(TSN)等技術可以解決這個問題。有關TSN的更多信息，請參閱“ 單對乙太網(SPE)為工業務聯網帶來了什麼?但對於許多即時系統而言，確定性延遲的缺乏限制了雲處理為工業流程增加的價值。
而這就是邊緣處理接手工作的地方，將雲處理能力放入位於網絡邊緣的設備中。區分性能和能力很重要。用現今的處理器不太可能將雲中可獲得的相同性能放入邊緣設備中。但是對於分析數據，可以將一些所需的計算能力放在邊緣。
邊緣控制器是信息技術(IT)與運營技術(OT)相遇的地方。雖然工業 PC 等其他平台更著重於IT端，但PLC和可編程自動化控制器 (PAC) 仍更著重於OT端。這造成了IT 和OT能力之間的不平衡。
然而，邊緣控制器代表了一種平衡 IT和OT的解決方案。邊緣控制器只有在讓兩邊的工程師都滿意的情況下才會成功。
邊緣控制器在IT和OT之間取得適當的平衡
有很多方法可以實現IT和OT的平衡。一種方法是開發兩個獨立的系統，使它們能夠使用某種形式的通用協議來交換數據。另一種方法是使用虛擬化的單一平台，使IT和OT保持連接卻又各自獨立。
沒有實現邊緣控制器的單一方法。它可能涉及多個處理器；它可能會使用多個操作系統。在 OT端，會有一個即時、確定性的操作系統來處理控制，且具備各種工業協議。而在IT 端必須與雲和伺服器互動，這意味著它可能會透過乙太網進行通訊。用於連接IT和OT兩端的機制至關重要。
用於工業應用的異構多核處理架構現已上市，為了提供邊緣控制器合適的平台。這些高度整合的設備提供用於處理非確定性活動的應用級處理器，以及用於即時控制的功能強大的微控制器。
瑞薩電子的 RZ/N1系統單晶片(SoC)系列就是一個很好的例子。這個SoC組包括具有 Arm Cortex-A7 MPCore子系統的版本。此子系統具有單核或雙核A7，與Arm Cortex-M3 整合在一起。RZ/N1為採用多種協議的系統提供了一個有效的平台，網關和邊緣控制器等現代工業控制解決方案就是如此。
瑞薩電子及其軟體合作夥伴為RZ/N1提供廣泛的軟體支援。這包括來自德國即時軟體專家 Port GmbH 的中介軟體。Port 為工業應用生產通用開放式抽象層 (GOAL)通訊中介軟體。 RZ/N1的GOAL版本使用了SoC的許多功能，包括HW-RTOS，這是 Cortex-M3操作系統的硬體加速塊。有關HW-RTOS的更多信息，請查看：”數據表背後：HW-RTOS”。
軟體支持也來自CODESYS及其開放平台通信統一架構 (OPC-UA)的實踐。這也顯示了在工業物聯網中使用以服務導向架構(SOA)的轉變。有關如何在工業物聯網中採用SOA的更多信息，請參閱：“在工業物聯網中支援服務導向架構(SOA)”。