将传统控制带入物联网

风河公司表示,通过本地云软件平台向业界提供经过验证的虚拟化实践,它可以提供埃克森美孚(ExxonMobil)等公司和开放流程自动化论坛(open Process Automation Forum)等组织所要求的开放控制平台。

插图描述了风河公司的Titanium Control如何虚拟化遗留自动化设备,以便在开放的自动化和控制环境中使用。
插图描述了风河公司的Titanium Control如何虚拟化遗留自动化设备,以便在开放的自动化和控制环境中使用。

在实施物联网概念作为收集数据进行分析的手段时,制造业和加工行业比其他大多数行业更适合参与。原因是物联网需要一个重要的组成部分——数据。这是制造和加工行业一直拥有的东西,因为他们安装了大量的传感器、控制器和驱动器。

但问题就在这里。尽管工业界有大量的数据收集设备,但大多数设备在物联网(IoT)概念出现之前就安装了。在很多情况下,这些设备是在互联网普及之前投入使用的。

由于没有一家公司能够或将经历一个完整的“拆换”过程——以及其固有的停机时间和天文数字的成本——挑战在于如何有效升级工业自动化和控制设备,以用于物联网应用。这种需求导致许多自动化和软件公司提供各种技术选项,以弥合已安装的传统设备功能和物联网之间的差距。这一将传统控制带入物联网时代的运动背后的更突出的力量之一是开放过程自动化论坛(OPAF)

OPAF,一个工作组Open Group,是一个与供应商和技术无关的行业联盟,专注于开发基于标准的、安全和可互操作的流程控制体系结构,可以跨多个行业使用。在这里阅读更多关于OPAF的信息。

继埃克森美孚去年首次呼吁开放工业软件架构(OPAF目前正在推广这种架构)之后,一些非传统企业进入这一领域并不完全出乎意料。我们已经通过几个例子看到了它的发生IoT-related伙伴关系现在我们看到越来越多的it公司进入工业领域。原因是:完善的IT应用对工业运营的影响越来越大,特别是随着物联网应用的出现。

在上周于纽伦堡举行的嵌入式世界(Embedded World)大会上,以物联网操作系统、主板支持包、设备管理和模拟产品而闻名的风河公司(Wind river)宣布,将通过其产品进入开放自动化平台领域风河钛控产品。该软件平台完全基于开放标准(按OPAF指示),是一个内部前提云基础架构,据报道,能够虚拟化传统的工业物理设备,并提供高性能,高可用性,灵活性和低延迟所需的低延迟通过这些虚拟化设备的行业。换句话说,通过虚拟化工厂现有的物理基础架构,这些设备的数字双胞胎使传统设备能够在物联网领域中运行,并且实时地在物理和虚拟设备之间来回返回数据。

虽然针对服务器冗余应用的企业IT平台虚拟化已经是一种成熟的做法,但风河表示,其Titanium Control软件与标准IT虚拟化的不同之处在于,它“为部署在网络边缘的工业应用和服务提供了高可靠性”。,现场设备是工业物理自动化层的核心。

风河公司引用了以下功能作为其Titanium Control软件的关键:

  • 使用标准的、商用的现成软件进行内部云计算和虚拟化,包括Linux、基于内核的实时虚拟机(KVM)和OpenStack。
  • 具有加速的vSwitch和虚拟机到虚拟机通信的高性能和高可用性,以及虚拟基础设施管理。
  • 安全特性包括隔离、安全引导和受信任平台模块。
  • 从两个到100多个计算节点的可扩展性。
  • 无休止的软件更新和修补,不会中断服务或应用程序。

风河公司首席战略官Gareth Noyes在嵌入式世界大会上表示,推动风河公司开发这一新软件平台的行业因素包括维护和升级现有控制系统及其三重冗余配置的成本;缩短所有技术的过时周期;整个行业都在努力降低资本成本,大多数工业设备的组件互操作性差;以及遗留系统的安全性不足。

“虚拟化和云计算等技术手段使得(对传统工业设备)进行这种改变变得更加可行。此外,(机器学习在整个行业的快速发展)需要一种不同的计算机架构。所有这些都意味着有必要迅速实现工业控制系统的现代化。”

Noyes指出,埃克森美孚的呼吁以及行业通过OPAF的兴趣,是风河公司开发Titanium Control平台的另一个重要驱动力。

诺伊斯说:“几年来,我们已经看到虚拟化在其他成熟行业发生,比如航空电子和电信。”“事实上,它始于20年前的航空电子设备集成模块化航空电子设备。”该领域的工作导致了一个经过认证的安全体系结构的开发,用于多个关键航空电子应用程序和系统的操作,同时结合了通用的虚拟环境。

此外,Noyes指出,Titanium Control平台同样适用于连续和离散控制系统,尽管迄今为止,对该平台的早期兴趣大多来自于连续系统的过程控制专家。

根据Noyes的统计化,以临界性能提供的虚拟化能力使其适用于解决可靠性和可用性的工业挑战,例如没有单点故障的容错性,并且在故障转移的最小损失或数据丢失;设备管理解决实时修补问题和服务的演变,具有最小的中断和解锁边缘数据的能力;性能可扩展性,以支持关键的工业应用和服务;提供可以从设备连接到数据中心的内部内部云平台;为使用信任和授权的硬件根源提供从空中覆盖系统到现代IT系统架构的应用程序提供的安全性。

Noyes表示,钛控制的目标是“将控制回路扩展到工厂地板上的物理设备之外。[钛控制]允许多个环路和数据集的聚合,并为额外的操作过程提供平台,如分析。它还提供了一个接口,用于将数据曝光到机器学习应用程序的异步学习循环。“

Noyes表示,钛控制等前提云平台的好处,是它可以提供无缝故障转移,因为它毗邻传统基础设施。它还通过在服务器刀片上运行来降低运营成本。Noyes表示,当植物部署前从不同供应商从不同供应商测试到不同供应商之前的组件时,减少了执行此任务的时间。

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