工控軟件的未來——更開放、更安全

時間:2012-02-23

來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導語:當前,中國工控軟件市場正發(fā)生著一次深刻的變革,驅(qū)動力不只源于國家相關(guān)規(guī)劃的指導,更源于本土用戶需求的升級。

  當前,中國工控軟件市場正發(fā)生著一次深刻的變革,驅(qū)動力不只源于國家相關(guān)規(guī)劃的指導,更源于本土用戶需求的升級。中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會專家委主任奚家成曾指出,離散工業(yè)生產(chǎn)過程的信息化,一直是國內(nèi)企業(yè)的短板,這也將是行業(yè)內(nèi)今后工作的重點,即將于2012年出臺的“智能制造裝備‘十二五’規(guī)劃”,也將進一步深入推動信息化的發(fā)展;從工業(yè)用戶的角度來看,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,對于自動化企業(yè)來說,在工控軟件領(lǐng)域的競爭也可謂日趨白熱化。那么,在如今自動化企業(yè)著力提升“軟實力”的形勢下,工控軟件將會何去何從呢?上海工業(yè)自動化儀表研究所教授級高級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題以及相關(guān)認證成為了本土企業(yè)需要邁的“一道坎”,同時更統(tǒng)一的工程平臺的建立對于工控軟件廠商來說,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,軟件和人為因素導致控制系統(tǒng)失效、事故發(fā)生和故障停機的比例越來越高。究其原因,彭瑜認為這源于對軟件的依賴程度越來越深,與此同時,軟件也變得越來越復雜,以至于難以在軟件的開發(fā)過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,盡管國內(nèi)已經(jīng)有部分功能安全標準的對應版本,但實施情況并不盡如人意。彭瑜認為,主要原因在于國內(nèi)廠商對于軟件功能安全的認識和宣傳還遠遠不夠,受重視的程度也遠遠不及先進控制和信息化,絕大部分的軟件廠商認為這會增加產(chǎn)品的研發(fā)成本,這與國外軟件開發(fā)領(lǐng)域的情況不盡相同;同時,缺乏權(quán)威的第三方認證機構(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,第三方認證機構(gòu)要如何有效地對工控軟件進行驗證呢?據(jù)彭瑜介紹,目前國內(nèi)推廣較為深入的是V&V(軟件驗證和確認)的流程模式,這其中包括了軟件模塊測試和集成測試技術(shù)、軟硬件集成測試技術(shù),同時還包括軟件驗證技術(shù)(靜態(tài)分析技術(shù)、軟件復雜性度量等)以及軟件安全確認技術(shù)(概率測試、仿真/建模等)。利用這樣的平臺,企業(yè)在軟件安全方面可以得到強大的技術(shù)支撐,更為重要的是為用戶帶來了強大的安全保障,一舉兩得。彭瑜認為,兩三年內(nèi),軟件安全性能也將會得到長足的發(fā)展。

  工業(yè)控制軟件需要更統(tǒng)一的工程平臺

  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來分立設(shè)計,缺乏公用數(shù)據(jù)庫導致繁瑣的變量之間的轉(zhuǎn)換,重復勞動導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)計軟件包、接線設(shè)計軟件、PLC編程軟件包、人機界面和SCADA軟件包、程序調(diào)試仿真軟件,以及自動化維護軟件等。盡管這些軟件都是為一個具體工程服務的,有時甚至控制和監(jiān)控的具體對象都相同,但是它們卻互不關(guān)聯(lián)。因此,尋求更為統(tǒng)一的工程平臺也成為了工業(yè)控制軟件廠商的“競爭法寶”。在設(shè)計、調(diào)試、運行的全生命周期內(nèi),用更統(tǒng)一的工程平臺來實現(xiàn)才是最佳的解決之道。

  彭瑜介紹,統(tǒng)一的工程設(shè)計平臺是最先推出實用化的,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、運動控制、過程控制和傳動控制等的編程納入一個體系中,同時還將SCADA和人機界面軟件的設(shè)計功能、程序的調(diào)試和仿真功能也包容進來。這不僅僅提升了工作效率,同時也加快了新產(chǎn)品上市的速度?!坝捎谟星度胧疆a(chǎn)品的支撐,目前新品開發(fā)的周期大大縮短,隨著算法的日益復雜、先進,軟件開發(fā)的速度也要相應加快。有了統(tǒng)一平臺的支持,軟件開發(fā)周期可以縮短至1~2月?!迸龛そ榻B道。

  標準化平臺讓工控軟件更靈活

  眾所周知,國外商品化的工業(yè)控制軟件的編程系統(tǒng)平臺的發(fā)展模式是專業(yè)化與集中化,也就是說,由為數(shù)不多的、且專門從事工業(yè)控制基礎(chǔ)軟件的小型企業(yè)承擔,他們向工控界提供一類不具體地依賴于特定的PLC或其他控制系統(tǒng)硬件產(chǎn)品的開放式編程軟件包。一些工控廠商在該軟件基礎(chǔ)上再進行工作量不大的二次開發(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,標準化的平臺為工控軟件帶來的是更靈活的應用,同時,也讓工業(yè)軟件更貼合最終用戶的具體需求。

  近年來,PLC產(chǎn)品領(lǐng)域也是如此。談起PLC產(chǎn)品,西門子、羅克韋爾、三菱電機等國際巨頭廠商占據(jù)的市場份額不可小覷,而近年來一些中小型企業(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,其PLC產(chǎn)品在業(yè)內(nèi)取得了不錯的市場業(yè)績。由此可見,具備更標準化平臺的軟件產(chǎn)品對于工控產(chǎn)品的推動作用確實十分明顯。

  其實在兩三年前,貝加萊便開始涉足工控軟件標準平臺研發(fā)的領(lǐng)域。貝加萊工業(yè)自動化(上海)有限公司市場部經(jīng)理宋華振曾在采訪中指出,軟件的標準化設(shè)計帶來的成本節(jié)省是巨大的。為了滿足客戶變化的需求和標準化降低成本之間的矛盾,要么按自己意愿設(shè)計控制系統(tǒng)而無法滿足客戶個性化的需求,要么進行個性化設(shè)計,卻不得不面對昂貴的單件采購成本。他認為,軟件可以無需附著硬件的變化,通過使用標準化的組件和建模,使得具有相同特色的應用功能塊被封裝,然后搭積木的方式構(gòu)筑控制系統(tǒng)的應用。無論工藝如何變化,有些共性的原理是不會變的,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。在這個過程中,軟件的開發(fā)、代碼的調(diào)試、系統(tǒng)的診斷等諸多的原來每次要重復的工作被大大簡化了,成本的節(jié)省是巨大的。近年來,倍福、三菱等公司也相繼推出了具有標準化平臺的軟件產(chǎn)品,這大大提升了工控軟件的技術(shù)門檻,并加劇了競爭的態(tài)勢,但是對于用戶來說,這絕對是個好消息。

  隨著用戶的重視以及國家政策的推動,工控軟件市場的發(fā)展也呈現(xiàn)出積極的態(tài)勢。那么對軟件廠商來說,這不僅僅是一次極好的市場機遇,同時也是對于自身產(chǎn)品重新認識的過程;對于用戶來說,軟件質(zhì)量的提升意味著產(chǎn)能與工作效率的提高,同時也讓工控軟件的應用前景更加明朗。

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