制造企業(yè)日常運(yùn)營中最擔(dān)心的問題莫過于因IT系統(tǒng)故障導(dǎo)致生產(chǎn)停頓。特別在流程行業(yè)，如果一家化工企業(yè)因SCADA系統(tǒng)故障而失去對生產(chǎn)過程中壓力、溫度、濕度等重要參數(shù)的采集和監(jiān)控，一旦指標(biāo)出現(xiàn)異常而不能及時(shí)做出應(yīng)對處理，輕則導(dǎo)致生產(chǎn)過程中產(chǎn)品質(zhì)量不合格，重則導(dǎo)致生產(chǎn)事故發(fā)生。因此，制造企業(yè)的生產(chǎn)過程都會(huì)把IT系統(tǒng)的安全性和可靠性放在第一位。

  對于制造企業(yè)，工業(yè)生產(chǎn)的安全性和可靠性主要體現(xiàn)在四個(gè)層面：

  第一，如何保證生產(chǎn)過程中設(shè)備及產(chǎn)線運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)能夠被高效采集，讓生產(chǎn)人員能及時(shí)掌控生產(chǎn)過程中各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

  第二，必須搭建高容錯(cuò)性和高冗余IT架構(gòu)，滿足嚴(yán)苛的生產(chǎn)環(huán)境要求，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障能保證在不停機(jī)的情況下快速切換并維持生產(chǎn)。

  第三，支持虛擬化、邊緣計(jì)算等新興技術(shù)，以提升IT資源利用率并降低成本，同時(shí)需要對過程狀態(tài)作出及時(shí)反應(yīng)。

  第四，應(yīng)盡可能簡化IT部署過程，提供集成和自動(dòng)化功能，節(jié)省系統(tǒng)部署時(shí)間和降低運(yùn)維工作量。

  為實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，保證生產(chǎn)制造過程的穩(wěn)定、安全運(yùn)行，流程行業(yè)企業(yè)大多會(huì)實(shí)施SCADA系統(tǒng)，用于采集生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)并監(jiān)控生產(chǎn)狀態(tài)。目前大多數(shù)企業(yè)的SCADA系統(tǒng)部署采用的是傳統(tǒng)服務(wù)器做監(jiān)控計(jì)算機(jī)，負(fù)責(zé)連接現(xiàn)場控制器，包括RTU和PLC，以收集過程數(shù)據(jù)并向現(xiàn)場連接的設(shè)備發(fā)送控制命令。

  在較小的SCADA系統(tǒng)中，監(jiān)控計(jì)算機(jī)可能由一臺(tái)PC組成，HMI是計(jì)算機(jī)的一部分。 在大型SCADA系統(tǒng)中，主站可能包含多臺(tái)托管在客戶端計(jì)算機(jī)上的HMI，多臺(tái)服務(wù)器用于數(shù)據(jù)采集。

  但傳統(tǒng)SCADA部署方式存在的明顯的應(yīng)用缺陷。首先，由于每臺(tái)服務(wù)器只能部署某一類單一的功能應(yīng)用軟件，企業(yè)需要為此部署多臺(tái)服務(wù)器，如報(bào)警服務(wù)器、記錄服務(wù)器、歷史服務(wù)器、登錄服務(wù)器等，這使得每一臺(tái)服務(wù)器的資源利用率很低，極大的增加了企業(yè)IT成本投入。其次，要共享數(shù)據(jù)就必須實(shí)現(xiàn)服務(wù)器之間的通信和協(xié)作，這極大增加了系統(tǒng)的部署和運(yùn)維難度，一旦某臺(tái)機(jī)器出了問題可能會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行。

  因此，針對傳統(tǒng)SCADA系統(tǒng)應(yīng)用中存在的問題，美國容錯(cuò)技術(shù)有限公司于近期推出的Stratus ztC Edge解決方案，以替代傳統(tǒng)服務(wù)器作為SCADA系統(tǒng)中的邊緣計(jì)算系統(tǒng)，主要包括ztC Edge –100i和ztC Edge110i，專為工業(yè)邊緣計(jì)算設(shè)計(jì)的自動(dòng)化平臺(tái)，這兩款產(chǎn)品在操作系統(tǒng)、容錯(cuò)及高可用性以及防塵抗震等方面有著傳統(tǒng)服務(wù)器不可比擬的性能優(yōu)勢。

  具體來說，tratus ztC Edge解決方案的主要優(yōu)勢體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

  第一，提高效率，簡化部署。與傳統(tǒng)服務(wù)器不同，Stratus ztC Edge附帶一個(gè)名為Stratus Redundant Linux的集成虛擬化平臺(tái)和可用性引擎。通過將具有廣泛兼容的操作系統(tǒng)的虛擬化主機(jī)與具有獨(dú)特檢查點(diǎn)和狀態(tài)點(diǎn)功能的可用性平臺(tái)相結(jié)合，導(dǎo)入和啟動(dòng)OVF設(shè)備，包括vSphere映像。值得一提的是，ztC Edge最多可同時(shí)運(yùn)行三個(gè)Windows或Linux虛擬機(jī)，每個(gè)虛擬機(jī)均具有不同的工業(yè)控制或loT應(yīng)用程序。換句話說，在 ztC Edge上企業(yè)能同時(shí)部署多個(gè)應(yīng)用，僅一臺(tái)就承擔(dān)了三臺(tái)傳統(tǒng)服務(wù)器的任務(wù)，極大簡化了部署流程并降低了IT成本投入。

  第二，提高安全性，減少計(jì)劃內(nèi)停機(jī)時(shí)間。Stratus ztC Edge 由作為單一系統(tǒng)的兩個(gè)緊湊堅(jiān)固的冗余節(jié)點(diǎn)組成，如果其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，則可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)切換。比如節(jié)點(diǎn)檢測到網(wǎng)絡(luò)連接或磁盤故障，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)重新路由流量或使用另一個(gè)節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)，且無需人員干預(yù)，自動(dòng)進(jìn)行，最大程度上減少了用戶的工作量。傳統(tǒng)服務(wù)器出現(xiàn)故障，一般需要運(yùn)維人員來查詢和排除故障，根據(jù)故障點(diǎn)做相應(yīng)的處理，可能需要幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間，極大的影響生產(chǎn)效率。但ztC Edge不需要人員處理，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)切換，無需停機(jī)。同時(shí)通過受限制的USB端口、默認(rèn)的安全通信設(shè)置、可信引導(dǎo)、活動(dòng)目錄集成和易于配置的基于主機(jī)的防火墻，為ztC Edge系統(tǒng)提供健壯的自我保護(hù)功能。

  第三，堅(jiān)固耐用，應(yīng)對各種嚴(yán)苛環(huán)境。ztC Edge機(jī)身外部有專門的散熱片和防塵、抗震、防水等處理。專為應(yīng)對惡劣工業(yè)環(huán)境條件設(shè)計(jì)的 ztC Edge節(jié)點(diǎn)可部署在控制室、控制臺(tái)或車間，能適應(yīng)工廠的各種嚴(yán)苛環(huán)境。傳統(tǒng)服務(wù)器本身并未針對工業(yè)場景的嚴(yán)苛環(huán)境做專門的防護(hù)設(shè)計(jì)，因此很容易受到苛刻的工業(yè)環(huán)境影響導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行故障多，運(yùn)行不穩(wěn)定。更重要的是，ztC Edge的自監(jiān)控和自我保護(hù)功能使其成為無人值守站點(diǎn)或資源有限的分散位置的理想之選。

  目前，Stratus ztC Edge解決方案已經(jīng)在某皮卡制造商企業(yè)得到了應(yīng)用，由于公司需要提高基于看板系統(tǒng)的制造生產(chǎn)管理系統(tǒng)的簡便性和持續(xù)可用性，同時(shí)必須支持生產(chǎn)指令、性能數(shù)據(jù)收集和分類，以提高制造的可見性。

  通過將ztC Edge接入到工廠的自動(dòng)化控制環(huán)境中及時(shí)的采集工廠傳感器、設(shè)備和CCD等數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的分析并反饋到車速檢測設(shè)施，信號燈可及時(shí)的根據(jù)信息作出不同的顯示。為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定安全，ztC Edge由兩個(gè)節(jié)點(diǎn)組成，它們自動(dòng)鏡像內(nèi)存中的所有數(shù)據(jù)和寫入磁盤的所有數(shù)據(jù)，以提供更好的保護(hù)。即便節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)使該故障節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行的任何VM在其他節(jié)點(diǎn)上重新啟動(dòng)，以確保服務(wù)的連續(xù)性，即使是在另一層樓或另一建筑的節(jié)點(diǎn)，它也會(huì)自動(dòng)完成這一切，無需任何用戶干預(yù)。

  如今隨著企業(yè)智能化工廠的推進(jìn)，各種智能設(shè)備和系統(tǒng)在工廠得到應(yīng)用部署，這些系統(tǒng)和設(shè)備的數(shù)據(jù)處理越來越依賴實(shí)時(shí)性更高的工業(yè)邊緣計(jì)算系統(tǒng)，邊緣計(jì)算得優(yōu)勢在于能就近對工業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析，避免數(shù)據(jù)由本地到云端來回造成的性能延時(shí)，極大的滿足工業(yè)場景中對于數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性要求。

  可以預(yù)見，隨著企業(yè)智能制造轉(zhuǎn)型的深入以及智能工廠的推進(jìn)，ztC Edge作為一款高容錯(cuò)、高可靠和低成本的工業(yè)邊緣計(jì)算系統(tǒng)，將逐漸替代傳統(tǒng)服務(wù)器在工業(yè)SCADA中的應(yīng)用地位，讓工廠的生產(chǎn)制造過程更加安全高效。