工控軟件的未來(lái)——更開(kāi)放、更安全

時(shí)間:2012-02-23

來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語(yǔ):當(dāng)前,中國(guó)工控軟件市場(chǎng)正發(fā)生著一次深刻的變革,驅(qū)動(dòng)力不只源于國(guó)家相關(guān)規(guī)劃的指導(dǎo),更源于本土用戶需求的升級(jí)。

  當(dāng)前,中國(guó)工控軟件市場(chǎng)正發(fā)生著一次深刻的變革,驅(qū)動(dòng)力不只源于國(guó)家相關(guān)規(guī)劃的指導(dǎo),更源于本土用戶需求的升級(jí)。中國(guó)儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì)專(zhuān)家委主任奚家成曾指出,離散工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的信息化,一直是國(guó)內(nèi)企業(yè)的短板,這也將是行業(yè)內(nèi)今后工作的重點(diǎn),即將于2012年出臺(tái)的“智能制造裝備‘十二五’規(guī)劃”,也將進(jìn)一步深入推動(dòng)信息化的發(fā)展;從工業(yè)用戶的角度來(lái)看,隨著設(shè)備硬件可靠性逐漸提高,軟件的重要性日益凸顯。種種跡象表明,不論是工業(yè)領(lǐng)域的管理軟件,抑或是控制層面的軟件,都在悄然發(fā)生著變化。

  近年來(lái),對(duì)于自動(dòng)化企業(yè)來(lái)說(shuō),在工控軟件領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)也可謂日趨白熱化。那么,在如今自動(dòng)化企業(yè)著力提升“軟實(shí)力”的形勢(shì)下,工控軟件將會(huì)何去何從呢?上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所教授級(jí)高級(jí)工程師彭瑜在采訪中表示,采用冗余等方式在一定程度上解決了系統(tǒng)硬件可靠性的問(wèn)題,目前系統(tǒng)故障率主要集中在工控軟件產(chǎn)品方面,因此軟件本身的安全問(wèn)題以及相關(guān)認(rèn)證成為了本土企業(yè)需要邁的“一道坎”,同時(shí)更統(tǒng)一的工程平臺(tái)的建立對(duì)于工控軟件廠商來(lái)說(shuō),也將是技術(shù)上的一次“飛躍”。

  工業(yè)控制軟件如何更安全?

  在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng),軟件和人為因素導(dǎo)致控制系統(tǒng)失效、事故發(fā)生和故障停機(jī)的比例越來(lái)越高。究其原因,彭瑜認(rèn)為這源于對(duì)軟件的依賴程度越來(lái)越深,與此同時(shí),軟件也變得越來(lái)越復(fù)雜,以至于難以在軟件的開(kāi)發(fā)過(guò)程中有效地控制軟件質(zhì)量、軟件的信息安全和軟件的功能安全。

  據(jù)了解,目前,盡管?chē)?guó)內(nèi)已經(jīng)有部分功能安全標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)應(yīng)版本,但實(shí)施情況并不盡如人意。彭瑜認(rèn)為,主要原因在于國(guó)內(nèi)廠商對(duì)于軟件功能安全的認(rèn)識(shí)和宣傳還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,受重視的程度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及先進(jìn)控制和信息化,絕大部分的軟件廠商認(rèn)為這會(huì)增加產(chǎn)品的研發(fā)成本,這與國(guó)外軟件開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的情況不盡相同;同時(shí),缺乏權(quán)威的第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)也是工控軟件安全性能得不到有效保障的重要原因之一。

  那么,第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)要如何有效地對(duì)工控軟件進(jìn)行驗(yàn)證呢?據(jù)彭瑜介紹,目前國(guó)內(nèi)推廣較為深入的是V&V(軟件驗(yàn)證和確認(rèn))的流程模式,這其中包括了軟件模塊測(cè)試和集成測(cè)試技術(shù)、軟硬件集成測(cè)試技術(shù),同時(shí)還包括軟件驗(yàn)證技術(shù)(靜態(tài)分析技術(shù)、軟件復(fù)雜性度量等)以及軟件安全確認(rèn)技術(shù)(概率測(cè)試、仿真/建模等)。利用這樣的平臺(tái),企業(yè)在軟件安全方面可以得到強(qiáng)大的技術(shù)支撐,更為重要的是為用戶帶來(lái)了強(qiáng)大的安全保障,一舉兩得。彭瑜認(rèn)為,兩三年內(nèi),軟件安全性能也將會(huì)得到長(zhǎng)足的發(fā)展。

  工業(yè)控制軟件需要更統(tǒng)一的工程平臺(tái)

  幾年前,在控制系統(tǒng)的軟件方面,操作系統(tǒng)、組態(tài)、編程等都采用了不同的平臺(tái)來(lái)分立設(shè)計(jì),缺乏公用數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)致繁瑣的變量之間的轉(zhuǎn)換,重復(fù)勞動(dòng)導(dǎo)致人力資源成本升高、效率卻降低了。以PLC控制系統(tǒng)軟件為例,就有控制電路設(shè)計(jì)軟件包、接線設(shè)計(jì)軟件、PLC編程軟件包、人機(jī)界面和SCADA軟件包、程序調(diào)試仿真軟件,以及自動(dòng)化維護(hù)軟件等。盡管這些軟件都是為一個(gè)具體工程服務(wù)的,有時(shí)甚至控制和監(jiān)控的具體對(duì)象都相同,但是它們卻互不關(guān)聯(lián)。因此,尋求更為統(tǒng)一的工程平臺(tái)也成為了工業(yè)控制軟件廠商的“競(jìng)爭(zhēng)法寶”。在設(shè)計(jì)、調(diào)試、運(yùn)行的全生命周期內(nèi),用更統(tǒng)一的工程平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)才是最佳的解決之道。

  彭瑜介紹,統(tǒng)一的工程設(shè)計(jì)平臺(tái)是最先推出實(shí)用化的,如今許多基于IEC61131-3的編程系統(tǒng)都可以把邏輯和順序控制、運(yùn)動(dòng)控制、過(guò)程控制和傳動(dòng)控制等的編程納入一個(gè)體系中,同時(shí)還將SCADA和人機(jī)界面軟件的設(shè)計(jì)功能、程序的調(diào)試和仿真功能也包容進(jìn)來(lái)。這不僅僅提升了工作效率,同時(shí)也加快了新產(chǎn)品上市的速度?!坝捎谟星度胧疆a(chǎn)品的支撐,目前新品開(kāi)發(fā)的周期大大縮短,隨著算法的日益復(fù)雜、先進(jìn),軟件開(kāi)發(fā)的速度也要相應(yīng)加快。有了統(tǒng)一平臺(tái)的支持,軟件開(kāi)發(fā)周期可以縮短至1~2月。”彭瑜介紹道。

  標(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái)讓工控軟件更靈活

  眾所周知,國(guó)外商品化的工業(yè)控制軟件的編程系統(tǒng)平臺(tái)的發(fā)展模式是專(zhuān)業(yè)化與集中化,也就是說(shuō),由為數(shù)不多的、且專(zhuān)門(mén)從事工業(yè)控制基礎(chǔ)軟件的小型企業(yè)承擔(dān),他們向工控界提供一類(lèi)不具體地依賴于特定的PLC或其他控制系統(tǒng)硬件產(chǎn)品的開(kāi)放式編程軟件包。一些工控廠商在該軟件基礎(chǔ)上再進(jìn)行工作量不大的二次開(kāi)發(fā),或基于此再將其高附加值的訣竅和控制算法嵌入其中。因此,標(biāo)準(zhǔn)化的平臺(tái)為工控軟件帶來(lái)的是更靈活的應(yīng)用,同時(shí),也讓工業(yè)軟件更貼合最終用戶的具體需求。

  近年來(lái),PLC產(chǎn)品領(lǐng)域也是如此。談起PLC產(chǎn)品,西門(mén)子、羅克韋爾、三菱電機(jī)等國(guó)際巨頭廠商占據(jù)的市場(chǎng)份額不可小覷,而近年來(lái)一些中小型企業(yè)的異軍突起也讓業(yè)內(nèi)人士重新審視PLC產(chǎn)品的市場(chǎng)前景。據(jù)了解,貝加萊由于出色的軟件功能以及為用戶提供的靈活的平臺(tái),其PLC產(chǎn)品在業(yè)內(nèi)取得了不錯(cuò)的市場(chǎng)業(yè)績(jī)。由此可見(jiàn),具備更標(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái)的軟件產(chǎn)品對(duì)于工控產(chǎn)品的推動(dòng)作用確實(shí)十分明顯。

  其實(shí)在兩三年前,貝加萊便開(kāi)始涉足工控軟件標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)研發(fā)的領(lǐng)域。貝加萊工業(yè)自動(dòng)化(上海)有限公司市場(chǎng)部經(jīng)理宋華振曾在采訪中指出,軟件的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)帶來(lái)的成本節(jié)省是巨大的。為了滿足客戶變化的需求和標(biāo)準(zhǔn)化降低成本之間的矛盾,要么按自己意愿設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)而無(wú)法滿足客戶個(gè)性化的需求,要么進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì),卻不得不面對(duì)昂貴的單件采購(gòu)成本。他認(rèn)為,軟件可以無(wú)需附著硬件的變化,通過(guò)使用標(biāo)準(zhǔn)化的組件和建模,使得具有相同特色的應(yīng)用功能塊被封裝,然后搭積木的方式構(gòu)筑控制系統(tǒng)的應(yīng)用。無(wú)論工藝如何變化,有些共性的原理是不會(huì)變的,而軟件模型能夠以輸入?yún)?shù)、軟件算法模型的流程得到所需的輸出,這就是基本的原理。在這個(gè)過(guò)程中,軟件的開(kāi)發(fā)、代碼的調(diào)試、系統(tǒng)的診斷等諸多的原來(lái)每次要重復(fù)的工作被大大簡(jiǎn)化了,成本的節(jié)省是巨大的。近年來(lái),倍福、三菱等公司也相繼推出了具有標(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái)的軟件產(chǎn)品,這大大提升了工控軟件的技術(shù)門(mén)檻,并加劇了競(jìng)爭(zhēng)的態(tài)勢(shì),但是對(duì)于用戶來(lái)說(shuō),這絕對(duì)是個(gè)好消息。

  隨著用戶的重視以及國(guó)家政策的推動(dòng),工控軟件市場(chǎng)的發(fā)展也呈現(xiàn)出積極的態(tài)勢(shì)。那么對(duì)軟件廠商來(lái)說(shuō),這不僅僅是一次極好的市場(chǎng)機(jī)遇,同時(shí)也是對(duì)于自身產(chǎn)品重新認(rèn)識(shí)的過(guò)程;對(duì)于用戶來(lái)說(shuō),軟件質(zhì)量的提升意味著產(chǎn)能與工作效率的提高,同時(shí)也讓工控軟件的應(yīng)用前景更加明朗。

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