使用边缘 计算平台快速实现HMI/SCADA的现代化并最大限度地提高可靠性

利用边缘 计算平台，快速实现HMI/SCADA解决方案的现代化并最大限度地提高可靠性

传统的HMI/SCADA架构已经存在了很多年，自现代自动化和控制出现以来，为用户提供了操作工厂和设施的能力。虽然这一切都很好，但在快速向数字化转型的过程中，对更好、更快、更便宜的解决方案的需求也在增加。在这里，有时好是不够的。

让我们来看看企业如何利用边缘 计算平台来快速实现HMI/SCADA解决方案的现代化并最大限度地提高可靠性。

什么是边缘计算？

Gartner 将边缘 计算定义为分布式计算拓扑结构的一部分，在这种拓扑结构中，信息处理位于靠近边缘 ，事物和人产生或消费这些信息。

Gartner在边缘 Computing下确定了多个级别。

• 设备边缘 – 在这里你可以找到你的PLC、DCS和其他嵌入式控制系统
• 网关边缘 – 你有连接你的控制器的网关的地方
• 计算边缘 – 这是由边缘 服务器和其他工厂车间的监测和控制设备组成的。
• 地方和区域数据中心边缘 – 在这里你可以找到微型数据中心和控制室设备
• 集中式云计算和全球数据中心–你将在这里找到你的指挥中心和企业解决方案

实质上，Gartner边缘 计算拓扑结构是工业控制系统的Purdue模型的边缘 版本。将Gartner边缘 拓扑结构与Purdue模型相结合，使我们对整个边缘 ，从设备网关和计算边缘 ，一直到企业的组合有一个完美的看法。

加特纳拓扑结构与普渡模式的比较

为什么边缘 计算很重要？

为了让我们了解如何利用边缘 ，快速实现HMI和SCADA解决方案的现代化，并最大限度地提高可靠性，首先让我们谈谈工程师在自动化和控制系统中部署或操作HMI和SCADA时所面临的三大挑战。

挑战1：遗留系统和过时的手工流程

随着越来越多的公司踏上数字化转型之路，对数字化的需求也在增加。话虽如此，对于拥有遗留系统和旧的或手动流程的组织来说，走向数字化转型可能是一个挑战。在自动化和控制领域，许多客户对连接更多设备以获得更好、更准确的读数，将信息转化为知识感兴趣。同样的客户希望将所有边缘 解决方案整合到企业中，他们希望能够在任何地方以非常不同和有用的格式访问这些知识。

挑战2：不同的自动化岛屿

随着时间的推移，控制系统的老化，扩展和升级增加了更多的节点，使用户拥有多台计算机用于HMI/SCADA、Historian、MES、APM、高级应用和工程，即不同的自动化岛屿。其结果是多个孤立的节点，难以维护和操作。

挑战3：计划外的停机时间

正如任何OT专业人员所知，在生产环境中，意外停机是不可接受的。意外停机是非常昂贵的，而且在某些情况下可能会导致财产的破坏。

你如何解决这些挑战？答案是：边缘 计算

转换很简单。用一个单一的、容错的或高可用性的边缘 计算平台取代你传统架构的现有计算机和服务器。

受益于不妥协的计算设备

在OT环境中，你需要一个易于管理、可靠、易于被OT团队服务的系统。

它提供了一个不折不扣的计算设备，旨在部署在工业环境中，不同于商业服务器。 Stratus ztC 边缘提供了一个不折不扣的计算设备，旨在部署在工业环境中，与商业服务器不同。它可以在远程和危险环境中运行，并通过了I类2级认证。它是一种计算设备，在机器和/或过程区域提供本地控制和监测。另外，你可以把它安装在与你的UPS、DCS、PLC和其他控制设备相同的控制面板中。

利用内置虚拟化的优势

Stratus 边缘 计算平台同时具有内置的虚拟化和冗余功能。这使企业能够以更少的资源做更多的事情，并实现和加速自动化。如果企业将HMI或SCADA设备安装在偏远和/或危险的地方，而IT专业人员有限或没有，无法帮助建立和维护你的基础设施，这一点尤其重要。内置的虚拟化 还允许你将多个HMI和SCADA软件以及其他高级软件，如Historian、MES、批处理、资产性能、工程和编程整合到一个设备中–否则这些应用将被安装在多台计算机上。

使得网络安全在边缘

边缘 计算平台提供了对外部攻击的保护，无论是网络攻击还是其他攻击，因为大多数都有内置的安全功能，如：

• 基于主机的防火墙，让你把IP地址或域名列入黑名单或白名单
• 限制的USB端口，有助于防止恶意软件的传播
• 基于角色的访问控制，授权给特定的用户和群体
• 安全通信协议，以及有助于防止网络攻击的可信引导

提供冗余。防止停机。

提供更可靠和现代化的HMI或SCADA系统的最佳和最简单的方法之一是使用具有内置冗余功能的边缘 计算平台。具有内置冗余功能的边缘 平台具有真正的高可用性能力，可以防止计划外停机的发生，而不仅仅是在停机后进行恢复。另外，你可以避免建立难以实施的集群解决方案，并通过无需购买额外的软件许可来节省资金。

在HMI和SCADA解决方案中使用边缘 计算平台的优势。

工作量合并

通过边缘 Computing，你可以将多个物理资产整合到一个更先进的、虚拟化的边缘 计算机或服务器。部署更少的设备意味着需要维护和操作的设备更少，需要的面板空间和布线更少，而且你所有的软件资产都可以在一个冗余的、经过工业硬化的边缘 。此外，一个单一的设备使得在需要GMP、验证和监管的行业中更容易实施解决方案。

业务复原力

你的软件只有在它运行的平台上才是好的。关键任务的应用需要一个能防止意外停机、提供冗余并易于实施的平台。一个坚固的边缘 平台，你可以安装在恶劣的环境中（温度、振动、湿度、Class I Division 2），一个你可以与PLC、驱动器和其他控制设备一起安装在控制面板中的平台，以及一个有助于保护你的控制基础设施免受网络攻击的平台。

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