智能制造对工业自动控制系统的新诉求-凯发官网首页

工业自动控制系统是一种用于实现工业过程自动化控制的计算机系统，其原理是通过工业控制计算机对传感器及局域网所采集的各种信息的归纳、分析、整理，实现信息管理与自动控制的一体化，并通过权限认证确保了信息的安全。

工业自动控制系统已经被广泛应用于国家的重要流程行业，如化工、电力、石油天然气以及制药等，实现生产过程控制和质量控制，帮助企业提高生产效率、缩短生产周期、降低生产成本以及提高产品质量，同时在产品质量出现问题时实现产品追溯和优化调整，降低问题发生率。

随着智能制造的发展深入，企业希望能通过对工业自动控制系统做升级改造，利用数字化和智能化等技术手段进一步提升生产效率和产品品质，在数据采集、监控、分析等全面实时监控的基础上，实现生产过程的可视化、可控性和智能化。同时满足经济高质量发展对于企业双碳减排的要求。对于企业来说，只有紧跟这些发展趋势，才能在激烈的市场竞争中取得更好的竞争力。

智能制造对工业自动控制系统的新诉求

工业自动控制系统的主要组成部分包括感知层、传输层、控制层和应用层。感知层主要负责采集工业过程中的数据，包括温度、压力、流量等参数；传输层负责将感知层传来的数据传输到控制层；控制层是工控系统的核心，它采用自适应控制算法，根据感知层和应用层的数据进行控制计算并自动调节生产过程；应用层则负责提供控制系统的用户界面和其它辅助功能。

随着智能制造的深入，构成智能制造系统架构的信息化系统和自动化系统越来越多，各系统之间的数据交互越来越复杂，企业生产经营产生的业务数据、生产过程数据和设备运行数据快速增长，给工业自动控制系统带来了越来越大的压力，也给支撑这些系统运行和数据传输、存储的it基础架构带来了更严峻的挑战。智能制造体系下工业自动控制系统可靠性和可用性问题正变的越来越重要。

通常来说，智能制造代表的是生产过程的高度智能化，在这一过程中数据就是流动的血液，工业控制系统依赖高效实时的数据实现各种智能化功能。从数据的采集到处理、分析再到各种工业智能化应用的实现，工业自动控制系统始终在不停运转，支撑各种工业智能化应用，因此过程是绝对不允许有任何中断，业务的连续性必须得到有效保证，因此智能制造时代的工业自动控制系统对it基础设施的可用性和可靠性要求极高。

在智能制造体系中，工业控制系统必须保证能够长期稳定地运行，并且系统的各个组成部分能够相互配合，协同完成任务。在智能制造环境下，系统中涉及到的各个部分之间的联系非常紧密，如果一个部分出现问题，就会导致整个系统的运行出现故障，因此如何保障系统的可靠性和可用性是一个需要解决的问题。

工业自动控制系统提升可用性的方法

通常，工业控制系统的安全性描述通常包含两个重要指标，即可靠性和可用性。可靠性指系统或元件在规定条件下，规定时间内，完成规定功能的能力。质量是可靠性的基础，规范的质量检查及软件工程都是可靠性的重要保障。对可靠性的评价一般用平均无故障时间。

对工业控制系统来说，决定系统可靠性能力的关键是服务器，服务器稳定性越好，系统可靠性就越高，但服务器也是由一堆电子元器件所组成，可靠性不可能达到百分之百。统计数据显示，商用服务器一年内的停机时间大约在几个小时到几十个小时之间。

为提升系统的可靠性，就必须增强服务器的可用性，即在要求的外部资源得到保证的前提下，产品在规定的条件下和规定的时刻或时间区间内处于可执行规定或恢复功能的能力。评价服务器可用性的指标就是平均修复时间来衡量，即在故障发生后将对业务的影响降低到最小，提高服务器可用性的常用方法为冗余(容错技术)，兼顾系统的安全性和可用性。

利用冗余容错技术，即使服务器可靠性本身不高，也可以通过冗余来提高系统的可用性，当系统出现可靠性问题(故障)时自动切换到冗余系统，不会影响用户的可用性，也相当于提高了整个系统的可靠性，当然，如果切换到冗余系统后原系统不修复的情况下发生故障则会导致系统瘫痪(即共模故障)，所以说低可靠性会导致低可用性；同样，较高的可用性会提高系统的安全性。

在搭建工业自动控制系统时，除了要充分评估工业智能化应用对服务器的性能需求，还要必须考虑工厂中恶劣的环境，所选择的服务器必须符合现代工业标准，采用双机、双网、接入双通道等冗余设计结构，发生故障时可自动切换，保障系统的不间断可靠运行。系统软件平台应成熟、可靠、安全，软件开发应遵循软件工程的方法，经过充分测试使程序运行稳定可靠方便使用，易于维护。

为保证系统的开放性，应选用标准化的软硬件产品，系统中的设备应具有很好的通用性，不同厂家的产品可相互集成，系统可扩充和升级。对应用系统而言，应用系统应提供一体化支撑平台，具有模块化、网络化、接口标准化的特点支持用户应用软件的开发，保证能和其它系统互联和无缝集成。同时系统应具有良好的功能可扩展性，从而使系统的建设可以总体规划，分步建设，逐步扩充，逐步升级。

最重要一点，系统应具有简学，易懂，易于操作的用户界面，操作人员不需要很强的计算机专业知识即可使用和维护系统，同时系统软件的各功能模块以数据库为核心灵活分布在网络的各个节点上，除个别模块需要相关硬件外，都能在任意节点机上运行，做到“即装即用”。

stratus提供高可用且容错的计算平台

成立40多年来，stratus为客户关键应用提供连续并且高可靠的凯发k8官网下载的解决方案，将其先进的容错科技和维护服务技术巧妙地融入了向客户提供的每一个凯发k8官网下载的解决方案之中，使其超越99.9999%的可用性。

与传统服务器或工控机不同，stratus容错服务器采用了独有的冗余设计架构——具有全双工硬件的单一系统，主机内部一对完全一样的冗余组件被呈现为单一系统，只需要一个操作系统或应用程序。在出现故障时，stratus容错服务器可实现瞬时业务切换，将数据从一个冗余组件转移到另外一个正常的冗余组件，独有的多路径i/o故障转移专利技术可防止数据损坏或数据丢失。即使是硬件故障也不影响业务连续性，在故障组件更换过程中子系统或组件设计为可支持热插拔，系统会自动进行重新同步。自带的自监控和自诊断系统可简化问题管理，自动化在线部件更换消除了猜测，在系统维修的同时，系统可继续运行。

stratus容错产品已经被广泛应用于流程工业的工厂车间，以替换传统服务器或工控机，更好地守护工业控制系统运行。

案例一

在青海盐湖三元钾肥股份有限公司热溶车间，最初是基于传统服务器架构部署，有多台工控机和服务器，大多数都不具备冗余能力，由于服务器老化导致频繁出现故障，关键业务数据面临丢失风险。

随着ftserver容错服务器替换传统老旧服务器，这些问题被彻底解决。当系统发生故障时，另一冗余组件自动接管业务，i/o会瞬时将数据自动同步到冗余组件上，业务不会中断。这种“状态指示”可确保内存和缓存中所有正在进行的会话以及数据被保存——无需重启机器，也不会发生数据丢失。

系统上线后，热熔车间系统运营效率明显提升，即提高了生产效率，也减少了生产消耗。若出现需要更换服务器的情况，系统虚拟机可迁移，虚拟机无需重新安装系统。由于是集中统一化管理，更方便简易地进行维护，系统上线以来，持续稳定运行时间已达一年多，期间无任何宕机状况发生。

案例二

陕西梅里众诚动物保健有限公司为保障生物制药过程控制计算的高可靠性，以及避免控制系统因故障导致数据丢失，通过对系统部署需求做深入评估，公司最终选择了高可用性达99.999%的stratus ftserver容错服务器，将其作为生物制药核心生产控制系统的部署平台。

通过打造高可用性的工业智能控制系统，提高了客户计算和控制系统环境的可靠性，提高了关键应用运行的连续性；减少了在生物反应过程中发生宕机事件发生的可能性。

梅里众诚实现对生物制药过程的数据采集和精准反馈和控制，依托产品所具有的零秒切换的冗余能力，使ftserver成为了解决生物制药生产过程的最佳凯发k8官网下载的解决方案。

随着智能制造应用的不断深入，智能制造系统的可靠性要求也在不断提升。只有不断探索、创新和优化，才能让智能制造系统变得更加安全、高效和可靠。在此过程中stratus作为制造企业的高性能容错技术方案提供商，以及系统集成商、凯发k8官网下载的解决方案构建商的重要凯发k8官网下载的合作伙伴，将致力于持续根据企业的智能化升级需求不断创新容错技术及优化产品可用性，应对任何形式的故障风险，保障系统永远在线。