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工业嵌入式应用的智能化趋势激发多层面的新需求

作者:www.cechina.cn2012.12.04阅读 4173

  在Intel全资子公司风河系统公司(Wind River)今年Wind River 2012中国开发者大会上,CEC记者向风河工业解决方案总监Alexander Damisch先生对智能化嵌入式开发、下一代工控自动化、物联网等话题请教了看法,整理出来以飨读者。

风河工业解决方案总监Alexander Damisch先生在接受CEC记者采访

 

  CEC: 在工业自动化领域,面向智能化应用的嵌入式设计有哪些关键性的现实问题需要解决?风河可提供什么样的技术?

  Alex: 在IT硬件技术发展的一定水平后人们就开始发现,要实现所谓的智能化应用,并非仅仅依靠不断提升CPU的运算能力就可以实现www.cechina.cn,我们还需要在架构创新上有所拓展控制工程网版权所有,从而在如何改变我们处理事情的方式上实现质的飞跃。

  我们谈工业智能应用,因为在工控领域,大的背景正在改变。几年前,我们身边的设备多数还是独立运作,或者组成局部网络进行运作的。无论控制器、驱动器,还是SCADA系统、RTU、PLC、DCS系统。即使是最大的控制设备网络,连接的也仅限于控制器与控制设备之间。然而,这种情况正在快速地改变,ERP/ MES系统,后生产计划系统正在和传统控制网络进行对接,并实现深度互联。而云计算、云端服务也成为网络互联架构中新的形式和重要组成部分。

  如何让你的设备变得更聪明控制工程网版权所有,如果仅仅依靠设备自身,就很有挑战。但如果将其接入网络,并能借助到具有高端运算能力的服务器,再将处理结果及时发回,那如何使设备变得更聪明的问题就迎刃而解了。实现智能化必须基于更多的设备之间信息的共享与数据传输。

  在这种新的背景下,我们的信息安全问题日益凸显,而传统的生产安全、机器安全话题也仍需要在新的背景下加以改进。例如通过信息保卫工作确保生产控制程序指令不受外界入侵、破坏。这就需要不同层级的信息安全。在可以预见的未来,黑客将试图通过手中的笔记本电脑连入互联网,在云端渗透到工厂的ERP系统、SCADA系统、甚至是控制系统。因为这些系统在物理上都将是连在一起的了。事实上也正是如此。据公开资历显示,伊朗涉核的加工厂曾遭到来自互联网的震网病毒入侵。工厂的控制设备遭到病毒指令的恶意破坏,全厂设备瘫痪,工厂蒙受了巨大损失。另一个案例是英国谢菲尔德一家医院里,震网病毒通过一医生的笔记本电脑接入医院网络,整个医院网络,甚至多家联网医院的网络遭到入侵,5000多台电脑被感染。在正在进行的外科手术操作台上,视频显示突然消失,人命关天的手术无法正常进行。影响极其恶劣。

  安全问题涉及到多个层面,设备层,如果硬件芯片损坏,设备当然无法继续工作。如果是软件层,虽然设备能继续运行,但各种有价值信息将有随时被窃取、盗用的风险。所以工厂设备时刻硬件工作稳定,并在硬件层有冗余性设计控制工程网版权所有,还要在软件层确保只是被授权、被允许的软件、指令在运行。未经授权的则一律不能运行、通讯。风河提供安全(包括信息安全与机器安全)的实时操作系统,安全启动(trust boot)等技术。工厂可能通过VPN、私有云、公有云、或兼有云等多种渠道链接互联网,IDP(Intelligent Device Platform)确保了这之间的网关(gateway)是有安全保护的。

  工业控制自动化厂商并购数据库、数据中心提供商,从而面向工厂企业,可提供完整的端到端的解决方案。端到端的网络集成方案使得工厂网络互联互通,各种不同类别的数据:SCADA,ERP参数、设备控制指令、OPC数据等等,都在一个网络中朝着各个需要到达目标方向发送。如何让这些数据准确、高效地传输,也就是实现智能化的数据传输,而不是低效率的网络广播,风河的INP(Intelligent Networking Platform)产品正是这种加速网络传输的智能化产品。INP可以识别网络数据是什么样的数据,应该去哪里,如何去。(记者体会这就类似物流的分拣中心的工作职能) 而且它还能自动识别病毒或可疑的指令,加以屏蔽并报警。这样,工厂的运维人员就不必再担心网络一体化的潜在危险,而从容享受高效、快捷的全新工作方式了。因此,IDP和INP是风河帮助自动化厂商为工厂打造端到端网络集成方案,数据传输层最具代表性的解决办法。

  与实现智能化应用安全稳定运行相关的控制层,风河提供的系统平台是一种单一PC-Based设备上的多系统联合操作的软件平台,用虚拟分区等技术加以实现。其优势在于当作为用户界面的windows或andriod系统因故障或其他原因需要重启时,并不妨碍风河底层系统linux/vxworks负责实时控制网络持续地保持正常运行状态。

  CEC: 研发工程师在解决智能化的嵌入式设计问题时,将面临的最大挑战是什么?

  Alex: 在面向工业领域的智能化方向大步前进的背景下,工业控制研发工程师面临的挑战是他们不能仅考虑开发出全新的功能,甚至另起炉灶;他们还必须根据现实情况,工厂现有设备的基础条件,进行必要的工程再设计。因为不会有任何一家工厂为了实现某个新功能将自身的设备系统建设推掉重来的。另一大挑战来自于更大范围的工厂网络的互联互通控制工程网版权所有,给研发工程师在信息安全、设备安全方向提出了更高的防控指标。而无论是风河的IDP和INP产品,还是其传统PC-Based控制系统解决方案,都是研发工程师解决这些问题的重要工具和有力武器。

  CEC: 请您谈谈下一代工业嵌入式智能应用场景中Android系统的应用前景?

  Alex: 展望未来工业嵌入式智能应用前景,Android系统越来越成为大家关注的话题,这显然来源于目前在消费电子行业,Android作为智能手机操作系统为代表的移动终端上的良好表现。对此Alex先生介绍说,Android系统进入工业控制领域的前景确实存在,这是由于和当前windows作为工业嵌入式操作系统相比, Android有其特点和优势。两大系统在HMI显示能力上都有强大实力,而基于Linux技术开发的Android在用户操作、或一些必要的升级、动作相应上,会比Windows提供给用户更多的选择性。在风河的方案中,Android系统只负责HMI的用户交互工作,实际对控制系统的掌控仍在于底层极具安全可靠性的Vxworks系统。而风河对Android信息安全的加强版Android SE可有效地解决大家对Android系统在工业领域使用的顾虑。

  即使Android被工程师在控制系统开发中提及的次数急剧增加,但SCADA/HMI的Windows的主导地位仍是明确的。至于什么时候有可能会有大的改变,我不愿做出任何预测。但必须承认,当今的移动智能手机终端的应用已经让传统PC领域的霸主Windows系统感受到了强大的压力。如果习惯使用Android操作系统的下一代工程师成为用户主力,那很可能将上演工业控制系统上新一轮的变化与创新。(CEC 记者 朱旭 采访整理)

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