以创新技术满足 安全、互联和智能要求


作者:霍尼韦尔过程控制部市场部经理 卢焕青 日期:2017/08/23 来源:MM《现代制造》

智能制造的数字化和互联互通的物联网为工业带来了无限可能,新的发展浪潮带来了新的商机,也带来了新的挑战。仪表设备的互通互联,与当前网络技术的兼容性,实现与现有各个控制系统的一体化集成,这些都将对SCADA技术带来深远的影响。

霍尼韦尔过程控制部市场部经理  卢焕青

为了应对新的挑战,霍尼韦尔的Experion SCADA系统推出了全方位多层面的解决方案。首先,OPC UA在Experion SCADA系统的应用,增加了设备的互联性,实现物联网的连接功能,实现与霍尼韦尔的Experion SCADA系统智能制造的数字化的互联互通,并支持云平台的运行。在系统层,霍尼韦尔分布式系统架构(DSA)可以让多个Experion SCADA服务器在整个企业内像一台服务器一样地运行,完美地实现多个控制系统的一体化集成。在现场仪表层,ControlEdge RTU远程终端设备通过内置的HART协议,对其连接的所有现场仪表的信息进行集中管理。

简化配置,提高运营效率

传统SCADA系统主要是一个数据采集的中心,让用户方便地监控散布在各地的生产过程和设备仪表。随着科学技术的发展,SCADA系统的技术也在不断创新和优化,这也充分体现在霍尼韦尔的Experion SCADA系统中。

首先,Experion SCADA系统采用了先进的人机界面设计理念,遵循异常状况管理的指导,有效地提高用户的操作效率,使操作人员更快发现异常状况以便及时处理,避免故障,确保生产过程的安全可靠。

其次,基于虚拟化技术的Experion SCADA系统作为未来的发展趋势,正在为国际一流大公司如美孚、壳牌、雪佛龙等所采纳。虚拟化技术一方面可以让用户减少主机的数量和维护量,另一方面可以使SCADA功能完全为云技术开放,可以基于云平台进行操作,充分满足智能工厂对数字化、互联、协同和智能的要求。

总之,霍尼韦尔的Experion SCADA系统极其简化了数以万计的分布式资产的配置,其创新的人机界面可极大幅度地提高运营效率。分布式系统架构可以让多个Experion SCADA服务器在单个资产所在地或整个企业内像一台服务器一样地工作。新的组态方式提供基于设备的配置,极大地减少了组态及设备投运时间。先进的用户互动方式,如移动和缩放式显示,仪表盘式的展示方式,可以让操作员聚焦关键领域的基于任务的画面,所有这些都大幅提高了操作效率。

霍尼韦尔最新的解决方案之一的ControlEdge RTU是一种模块化和可扩展的远程终端设备。它与Experion SCADA相配合,提供了一体化集成式的解决方案,满足远程自动化需求。ControlEdge RTU通过高效远程监控、远程诊断以及资产管理功能,为用户提供高效服务。

在北京的城市天然气管网项目中,霍尼韦尔的Experion SCADA系统管理着全市的天然气供应,在投用的10多年里,系统以其始终如一的安全先进稳定的性能,保障着全市人民的生活便利。在长达数千公里的西气东输管线中,Experion SCADA系统日夜监控着这条能源大动脉,确保油气的安全输送。目前,Experion SCADA系统在中国已投用超过50套系统。

互联工厂解决方案帮助用户解决运营难题

为了帮助用户解决实际的运营难题,最大化推动流程制造商和其他工业企业在实际操作中更好地利用数据和见解,帮助工业用户提升运营的安全性、高效性及可靠性,霍尼韦尔推出了互联工厂解决方案。SCADA系统便是其中的重要组成系统之一。

霍尼韦尔在互联工厂解决方案的部署包括四大重点领域:分别为自动化控制系统、工业物联网软件解决方案、工业物联网生态系统以及企业级的服务。

具体来说,霍尼韦尔的自动化控制系统已经应用在全球各地超过1.5万座生产设施现场内,部署的传感器等互联设备超过9000万件。控制系统包括:Experion Orion控制系统;ControlEdge PLC可编程逻辑控制器;Experion Elevate(在云端的SCADA系统)。一系列支持工业物联网的软件,包括具备连接技术、数据分析和可视化等功能的整套软件。具体为:Matrikon OPC UA通信协议;Uniformance数字智能的分析平台;UniSim流程仿真模拟软件;工业网络安全风险管理软件。

霍尼韦尔及其InspireTM生态系统通过打造一个共同的技术平台基础设施,和各专业领域领先的供应商共同开发产品和服务,帮助用户安全地采集和汇总数据,并进行高级分析。首先,该基础设施充分利用了由设备供应商和工艺授权商组成的庞大生态系统所提供的专业知识,并允许用户运用这些信息来确定相关方法,以减少甚至消除造成制造业干扰和效率低下的因素。其次,通过一个规模更大的整合数据集,制造商和生产商可以利用更高等级的分析获得更加详细的行业洞察,并根据需要扩展数据以满足单个工厂或全企业范围运营的不同需求,同时,也让更多的数据专家参与到数据监测和分析过程中。参与的企业有Aereon、Seeq、Flowserve和SKF。

在企业级的服务方面,利用霍尼韦尔深厚的流程和服务专业知识,采用云技术优化工厂运营表现。具体为:流程稳定性指南和流程优化指南;LEAP项目精益管理;Assurance 360全方位保障服务项目;工业网络安全服务。

此外,根据霍尼韦尔的经验,随着时间推移,现场SCADA系统会变得不太稳定,从而引发操作、安全性和维护等方面的问题。相比之下,依托霍尼韦尔屡获殊荣的Experion过程知识系统(EPKS)平台、针对流程行业的实际所需而开发的Experion Elevate,可为客户提供安全且可扩展的实时过程监控和数据采集解决方案。而且,霍尼韦尔的Experion SCADA解决方案支持云计算。霍尼韦尔已经和全球云服务供应商微软合作,利用最佳的网络安全,提供一个承载霍尼韦尔云计算基础设施且功能完备的Experion系统。

霍尼韦尔的云计算服务提供了更低的入门成本,可以帮助客户省去大额资本支出。从人力和维护的角度来看,因为IT设备的减少,基于云计算的解决方案需要较少的现场IT人员。通常情况下,IT人员只有少量的与VPN网关设备相关的现场工作——处理云与企业网络或现场设备之间的私有网络。这也减少了如今就业市场中雇佣稀有IT人才所带来的麻烦。

此外,因为系统支持是云计算解决方案的一部分,云服务提供商和霍尼韦尔会负责处理承载SCADA组件的所有维护工作。所以,通过下载最新的补丁和软件更新,客户的SCADA系统将能始终保持最新版本。基于云计算的系统还允许霍尼韦尔从任何地方利用其全球工程师和系统支持团队资源,如果需要,还可以引入专家,而不仅仅是使用最接近的资源。这比本地系统拥有更大的优势,后者的支持团队经常因看不到问题或需要前往现场而增加支出。

再有,云计算解决方案增加了系统的灵活性。霍尼韦尔的虚拟服务器可以根据需求进行调整,以及时应对处理能力、内存、存储等方面的变化。相比之下,如果使用本地解决方案,则需要关闭服务器、操作物理硬件,或者可能需要升级全部硬件。云服务提供商甚至可以在系统继续运行时,将其主机服务器硬件升级到更新的规格。

网络安全解决方案帮助用户提升网络安全性

SCADA系统与Internet网络的深度融合,是智能制造的数字化和互联互通的基本要求,是未来发展的需要。面对各种网络风险,提高SCADA系统的整体防御能力刻不容缓。

霍尼韦尔应对网络风险的解决方案分为三大层面,首先是清晰地定义网络周界,优化网络架构;第二是采取措施,避免遭受网络攻击;第三是在遭受网络攻击时,能够及时反击,消灭攻击源。

目前,霍尼韦尔提供了网络安全一揽子解决方案,其中的网络优化设计部分,可以帮助用户清晰地定义网络周界,优化网络架构。控制器内置防火墙避免网络攻击,系统补丁服务可以让系统安全补丁及时地更新,从而有效地抵抗网络攻击;SMX可以有效地保护系统的人机接口(如USB接口、光盘接口等),避免用户无意中将病毒带入系统;EBR则时刻对系统作备份,万一系统遭受网络病毒,用户可以在最短的时间内重新恢复系统。网络风险管理软件可以时刻监视控制系统网络,一旦出现异常状况,软件将及时通知用户,或主动采取措施,隔离危险设备,消灭攻击源。

霍尼韦尔2017年6月收购Nextnine公司充分体现了公司对网络安全的重视。Nextnine公司有近20年历史,为用户提供工业网络安全解决方案,其主要网络安全产品ICS Shield应用在全球近6200多个现场。

最后,我们需要强调的是,霍尼韦尔的过程控制器C300和安全控制系统Safety Manager通过了ISA网络安全认证。通过信息加密技术,霍尼韦尔的这些控制器可以完全避免任何网络攻击,也就是说,这些控制系统具有网络风险的免疫力。

紧跟SCADA未来发展趋势,满足智能互联要求

随着物联网和智能工厂的不断推进,SCADA系统未来的发展趋势可以概括为以下5个方面,即大数据、大集成、虚拟化、智能化和云平台。所谓大数据就是为未来企业的物联网和智能工厂建设搭建控制数据平台;大集成指的是根据发展的需要扩展系统或者将多个系统集而为一,能够将大量的生产数据和设备仪表信息无缝集成,方便控制和监测;虚拟化能够让用户减少硬件和维护;智能化有助于生产操作的高效化和管理决策的科学化;云平台支持SCADA的远程运行。

霍尼韦尔的Experion SCADA系统站在发展的前沿,为中国工业在新的物联网和智能工厂建设提供合适的解决方案。系统支持云端运行,为企业的物联网和智能工厂建设搭建了开放的控制数据平台,使得SCADA系统能够在云端运行。霍尼韦尔的DSA专利技术使得所有控制系统完全无缝地集成在一起,方便了用户不断发展的需要。在各个生产现场,霍尼韦尔的ControlEdge RTU、ControlEdge PLC、Modbus接口、IEC61850和OPC接口等,更好地增强了系统和设备之间的互联性。霍尼韦尔的Experion虚拟化技术能够让用户减少硬件和维护量。此外,系统的人机界面画面设计采用ASM方法,应用近20年来国际上在操作优化方面的各种研究成果,从而帮助用户提高生产操作水平。