White paper - Virtualization in Industrial Plants - Industrial Automation - CN

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1、®™工业厂房的虚拟化更佳的应用程序管理，提高控制能力，减少复杂性现代化自动化消除意外停机现代化的运营技术工业公司的一大要务是提高效率，其中包括从水务机构到油气管道公司再到制造工厂的一系列公司。提高运营设备效率、流程效率以及资产回报率(RoA)，同时减少投资，是工业管理者考虑的重点。要提高这些效率，工业领域的领导者需要新技术来确保工业控制系75%统(ICS)的可见性及可用性，同时消除意外停机。传统系统已经不足以应对意外停机。现代技术（尤其是结合虚拟化和容错的先进技术）工业公司的第一的工业公司将在2020可减

2、少计划停机和计划外停机，使工厂能够以更智能、更快速及更安全的方式运营，并能要务是提高效率年前采用虚拟服务器平台简化整体系统管理。就在几年前，虚拟化在工业领域并不广为人知。但是，StratusTechnologies预测，到2020年底，75%的工业公司将采用虚拟服务器平台运行SCADA、HMI、Historian和MES。虚拟化可带来节省成本、简化管理及提高效率等优势。但是，在工业领域中，该技术也存在高风险因素——运行中断会带来灾难性的高昂代价。在工业领域成功应用虚拟化的关键在于：通过可提供容错、全面监控

3、及简化管理功能的系统确保正常运行。工业厂房的虚拟化：更佳的应用程序管理，提高控制能力，减少复杂性第2页什么是虚拟化？在虚拟化出现之前，单台服务器或PC只能运行单个应用程序，这意味着硬件的利用率极低。虚拟化一般允许一台物理服务器同时执行多个服务器的工作，从而最大限度地提高利用率。在虚拟化环境中，物理服务器上的每个虚拟机(VM)存在于自身的容器或分区中。每个分区包含一个（或多个）应用程序以及一个称为来宾操作系统的操作系统实例。位于软件层通过虚拟化，许多应用程序传统系统不再足以应对上的这些分区称为虚拟机管理程序

4、。虚拟机管理程序是精简的低开销层，负责管理托管可在单一物理服务器上运行意外停机应用程序及其来宾操作系统所必需的基本服务。所以，通过虚拟化，可在单个物理服务器上同时运行多个虚拟机以及众多不同的应用程序和操作系统。工业厂房的虚拟化：更佳的应用程序管理，提高控制能力，减少复杂性第3页为何采用虚拟化？节省成本：由于使用一台服务器执行多个服务器的工作，公司可减少需要购买的服务器的数量，提高维护服务器的效率。它也会减轻对稀缺的OT和IT资源的压力。$$$更高效地利用物理资源：由于工业厂房的空间有限，设施不一定配备专用

5、的计算机房，因此自动化系统有时必须与其他类型的设备争夺空间。将应用程序整合到更少的服务器中，可缓解空间紧张问题。此外，服务器的冷却和供电成本也将下降，不再成为潜在通过虚拟化节省资本支更易于运行新应用程序或问题。出及运营支出实现软件升级轻松升级硬件平台：虚拟化能让工厂从服务器硬件抽象化应用程序和操作系统。这样可有效延长应用程序的生命周期。虚拟机管理程序能够支持旧来宾操作系统，使工厂能够在不影响应用程序或操作系统的情况下升级硬件平台。由于可以轻松升级服务器硬件，因而不再需要采购维护旧服务器所需但难以获得的组件

6、。更轻松的配置能力：配置虚拟机（即向其分配任务）远比配置物理服务器简单。在虚拟化环境中，这可简化测试更新版应用程序的流程。自动化工程师可测试升级版本，而无须使用新的物理服务器运行每个应用程序。如果更新的应用程序不兼容某个虚拟机，工程师可在位于同一台服务器的另一个虚拟机上使用原来的版本。升级硬件不会影响软件减少服务器数量，节省所需的空间、电力及冷却工业厂房的虚拟化：更佳的应用程序管理，提高控制能力，减少复杂性第4页虚拟化的风险尚鲜为人知虚拟化提供的益处是工业公司正在逐步采用它的原因。但在节省成本和提高效率的

7、同时，虚拟化也带来重大风险，即意外停机风险。工厂运营者明白，当HMI和SCADA等ICS停机时，技术人员会“变成瞎子”，失去对工厂运营情况的了解。出现这种情况时，他们必须重新采用人工操作的关键流程，从而降低了效率，并可能招致灾难性故障。例如，如果应该关闭的一个阀门没有关闭，但由于系统采用虚拟化后，虚拟化会使停机更具破坏崩溃，技术人员不知道出现了什么情况，毒气可能会泄漏到厂房。除了严重的安全问题系统崩溃会对多个性及产生更高昂的代价和无法了解工厂运营情况外，意外停机还会带来一系列其他问题：流程中断、数据丢失、

8、流程产生不利影响监管和质量合规挑战、增加罚款的风险——所有这些都会影响收入和客户信心，对公司声誉造成无法挽回的损害。不幸的是，虚拟化使停机变得更具破坏性并产生更高昂的代价。在虚拟化之前，一台服务器托管一个应用程序，如果这台服务器停机，只有一个流程中断。但虚拟化的服务器可同时运行多个应用程序，系统崩溃会对多个流程造成不利影响。由于多个应用程序同时停止工作会造成巨大的潜在损害，部署虚拟化环境时容错平台显得无比重要。虽然有众多高可用