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图片来源：罗克韦尔自动化
工业自动化领域是一个独特的世界，它有自己的复杂性和维持供应链流动的关键系统。安全、精确和快速被视为工业自动化的基本要素。在这种独特的环境中，一种现代编程语言正悄然崭露头角。以速度、安全性和性能而闻名的编程语言Rust，正在工业领域慢慢站稳脚跟控制工程网版权所有，并有望重新定义自动化系统的构建和维护方式。
什么是Rust？
Rust是一种编程语言，其设计具有将高性能与卓越安全性相结合的独特能力。Rust由Mozilla研究院于2010年推出，旨在解决低级编程中面临的挑战，如内存管理和并发性，而不会影响速度，这与C和C++等传统编程语言不同。
在过去十年里，随着最新先进技术的出现，工业自动化取得了重大进展。它不再仅仅通过自动化使制造业运行，而是要更快、更智能、更安全地完成它。虽然C和C++等传统编程语言到目前为止一直可靠，但它们也有自己的一系列挑战，例如内存泄漏、数据竞争和安全漏洞。Rust旨在通过其独特的设计从根本上解决这些问题。
预计Rust将很快成为开发新的工业和自动化应用程序的一个主要语言。根据一项名为 “内存安全挑战是否已经解决？对所有Rust CVE的深入研究”显示，在嵌入式系统和电子设备中，60-70%的安全漏洞是由内存问题引起的。Rust直接解决了这些问题，为安全软件开发提供了重大改进。
安全而不牺牲速度
Rust最突出的特点是它非常注重内存安全，没有垃圾回收器。对于工业系统来说，一次碰撞可能会使整个生产线停止运行，这是一个改变游戏规则的因素。Rust的编译检查可以在代码运行之前防止常见错误，确保软件不仅快速，而且可靠。这种安全级别，再加上与C++相当的高性能，使Rust成为不能出现故障的自动化系统的理想选择。
有效的并发性
在工业自动化系统中，通常需要同时运行多个过程。例如，PLC控制器处理来自多个传感器的数据，这些传感器在任何给定的时间内监测工况CONTROL ENGINEERING China版权所有，并使机器人在毫秒内执行动作，做出相应的反应。Rust的并发方法不允许数据竞争，意味着这些进程可以平稳地并行运行，而不必担心在其它语言中观察到的不可预测的行为。在毫秒必争的复杂实时自动化环境，Rust成为完美选择。
安全是首要关注点
安全性是当今世界最关心的问题之一，在工业自动化应用中也至关重要。随着物联网和智能工厂的出现，设备比以往任何时候都更加互联，不幸的是，这也使它们更容易受到潜在的网络攻击。Rust的内存安全特性不仅有助于防止崩溃，还可以减轻缓冲区溢出等常见安全漏洞，而缓冲区溢出是许多网络攻击的根本原因。通过实施严格的内存安全，Rust降低了人为错误引入安全漏洞的风险。Rust还消除了许多低级错误，从而减少了自动化系统中的攻击面，使攻击者更难利用薄弱点。
分布式系统的可扩展性
我们看到分布式系统上的应用越来越多。应用程序分布在整个工业领域，以蜂巢式的思维进行对话和合作。有效扩展这些分布式系统的能力，比以往任何时候都更重要。Rust完全符合这一点，能提供所需的性能。使用async/await语法的Rust异步编程可以更轻松地同时处理大量任务，而不会减慢速度或崩溃。
Rust在工业自动化中的实际应用
尽管Rust还不是工业自动化领域默认的编程语言，但它正慢慢受到很多关注。一些公司已经在利用Rust来解决工业自动化中的关键和复杂问题。
嵌入式系统：自动化的支柱
Rust被证明有效的领域之一是嵌入式系统。这些是嵌入在传感器、控制器和机器人手臂等设备中的微型计算机，一般运行在底层资源上。
几十年来，这些系统都是用C或C++编写的，因为它们的速度和对硬件的低级访问，但Rust在这场竞赛中越来越受欢迎。有了RustCONTROL ENGINEERING China版权所有，就不需要在速度和可靠性之间做出选择，设备可以两者兼得。
物联网：连接智能工厂
Rust可以发挥作用的另一个领域是物联网CONTROL ENGINEERING China版权所有，随着智能工厂的发展，物联网应用迅速增长。智能工厂使用互联设备在工业环境中执行每个任务。大型工厂可能有数百甚至数千个互联的设备，都在通信和共享数据。
为了在这个层面执行操作，行业需要可扩展和安全的系统。得益于其先进的并发模型，Rust能够同时处理多个任务，使其非常适合这些环境。
罗克韦尔自动化是工业自动化和数字化转型的全球领先企业，一直在探索将Rust用于各种物联网相关项目。通过采用Rust，不仅显著提高了性能，还减轻了许多安全风险，如内存安全漏洞和缓冲区溢出。，此外，它还能显著降低被针对物联网设备的网络攻击利用的风险。
机器人：精准与安全
机器人领域，则是Rust开始崭露头角另一个领域。在工业环境中，机器人可以处理大多数潜在的危险任务。确保其行动是可靠和可预测的至关重要。
传统上，机器人软件在性能上严重依赖C++，但C++在并发进程方面有缺点。在机器人中使用RustCONTROL ENGINEERING China版权所有，可确保在工业环境中机器人系统所需的安全性和精度。它可以降低导致昂贵甚至危险故障的错误风险。
Robonomics是一个用于物联网应用和复杂机器人的开源去中心化平台，为机器人操作系统（ROS 2）开发了基于Rust的中间件，提高了机器人操作的安全性和效率。
随着技术进步，工业自动化领域也在不断发展。采用尖端技术以实现创新和安全的压力，比以往任何时候都更大。Rust不仅仅是一种编程语言，它也改变了我们构建可靠、高效和安全的工业系统的方式。在复杂的工业自动化世界中，Rust提供了性能、安全性和先进功能的理想平衡。对于任何致力于保持工业自动化前沿地位的企业来说，Rust不仅仅是一个值得考虑的选择，更是前进的方向。
关键概念：
■ Rust不仅仅是一种编程语言，它也改变了我们构建可靠、高效和安全的工业系统的方式。
■ 了解如何利用Rust来解决工业自动化中的关键和复杂问题。
思考一下：
在工业自动化应用中采用Rust有哪些优势？
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