工业物联网(IIoT)技术正在开启一个令人振奋的数字化转型时代，它创造了大量的性能优化机会。这些技术包括诸如工业边缘控制器之类的智能数字设备。边缘控制器在提供可靠工业控制的同时支持IIoT功能，它可以收集、存储和分析大量的过程数据并为用户提供可操作的建议，进而改善决策。管线控制就是一个应用这项技术来显著的提高生产运营性能的例子。
数据收集方面的挑战
今天正在运行的许多管线安装于20世纪50年代和60年代，它们安装了诸如PLC、RTU和SCADA等管线自动化产品。目前，现场有大量的过时硬件以及其有价值的数据被困在“信息孤岛”，即使能够获得这些数据，其准确性也有待商榷，比如：老旧的管线一般没有配备状态监测设备来识别泄漏。
随着设备老化和技术进步，管线控制系统正在逐步进行更新换代。当终端用户更新或重新设计他们的管线自动化系统时，希望保持现有系统稳健性的同时也能充分抓住数字化转型的机会，尽可能地使新系统面向未来。边缘控制器就提供了这种解决方案，它在应对这些挑战的同时还提供很多其他好处。
边缘控制器
拥有坚固封装的边缘控制器在物理上类似于传统的PLC或RTU。区别在于，边缘控制器不但有实时操作系统(RTOS)来进行确定性控制(就像PLC或RTU一样)而且它还添加了通用操作系统(OS)(例如Linux)来执行高级计算和通讯等任务。在硬件和软件方面，RTOS和通用OS彼此完全独立，它们可以通过使用行业标准的OPC UA协议彼此进行有效且安全地交互。
边缘控制器的实时操作系统(RTOS)可以轻松地执行传统控制逻辑功能，因此它可以简单地用作PLC的替代品且更为强大和先进。当集成的通用操作系统被利用时，数字智能的真正优势就开始显现了。
边缘控制器的通用操作系统可以收集、存储和分析大量的过程数据，并通过高级语言实现复杂的算法和逻辑，之后根据需要将结果安全地传送到控制器的RTOS系统，以实现低延迟的实时复杂控制。同时通用操作系统可以安全地将数据传送到监控系统，以供进一步评估。通用操作系统包括许多传统控制器所不具备的功能，例如用于安全的防火墙。它还配备了"IT-aware"通信协议，如MQTT，它是管线控制常用的低带宽远程连接的理想解决方案。
无论是在终端的点对点还是私有云或公有云，增加对数字智能的涉足，都将有助于运营商做出更好的决策和协作，并代表了通过数字化转型实现的文化收益。
管线业务的挑战
边缘控制器是解决诸多管线控制难题的理想解决方案。边缘控制器的一体化特性使终端用户能够通过紧密集成的移动可视化来丰富基础的控制方案，通过这种方式提供的详细操作和诊断信息可以使操作员和维护人员受益匪浅。
泄漏检测和腐蚀监测是用户面临的主要挑战。当出现问题时，需要尽快通知操作员，但也要避免在没有重大问题的情况下误报警所产生的不必要的人员部署消耗。边缘控制器可以通过提供必要的信息来解决这些问题，从而实现良好的报警管理。
当前一些最新的泄漏检测和腐蚀监测系统已经可以提供大量的监控数据，这些数据需传达给相应的操作和维护团队，才能对其进行分析做出判断。边缘控制器不但可以作为这些信息的网关，通过传统的I/O或更先进的串行或以太网通信连接到这些监控系统，而且它还可以进行数据本地记录和分析来识别趋势中趋向最终问题的缓慢变化，也可执行其他数据预处理(例如过滤)以显著减少错误警报。
喘振控制对于许多管线控制来说也可能是一个重大挑战。边缘控制器可以使本地控制器更好地与上游和下游站点进行交互，并能与中央控制室的多个平台进行低延迟的协调，从而提供了可靠而高效解决方案。它拥有更多的数据处理和更强大的计算能力，使用户能够更为轻松的实施拥有先进算法的喘振控制自动化方案。
结论
灵活地将边缘控制器使用于新的或现有的管道自动化系统是许多应用中的重要优势。边缘控制器可以通过在基本控制功能的基础上集成监控、数据处理和可视化等功能来增强原有PLC或RTU解决方案。此外，边缘控制器还可以无缝添加到现有的自动化系统中，以增加IIoT功能，而不影响现有系统和操作习惯。
虽然管线运营商越来越意识到数字化转型所带来的重大好处，但他们可能仍然对如何开展工作持谨慎态度。边缘控制器是保护现有投资的同时将IIoT优势引入运营的理想解决方案。通过使用边缘控制设备和IIoT理念，最终用户有机会去解决他们面临的诸多重要挑战，并通过数字化的力量改善管线运营。
