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忆梦|工业控制器（PLC&PAC）的虚拟化技术——边缘计算走进工厂车间( 三 )


如今 ， 在标准PLC中可以实现其中的一些功能 ， 但是将这些功能添加到传统PLC中必须小心进行 ， 以防止过载 。 此外 ， 当在传统PLC中添加高级功能时 ， 意味着用户必须在主动控制的环境中进行更改 ， 这样做增加了扰乱自动化的风险 。 如若正确实施 ， 外侧环路虚拟机可让用户在更靠近数据源的具有边缘计算技术的控制器上安全地执行处理 ， 从而消除上游联网和处理需求 。
控制器虚拟化的其它考虑事项出于性能和安全方面的考虑 ， 一直强调在虚拟工业控制器中保持实施操作系统和通用操作系统之间的隔离 ， 但是虚拟机仍然必须有一种与外部世界交互的方法 。 有两种策略使之成为可能 。
第一种策略是将控制器设计成具有独立的以太网端口 ， 每个端口专用于一个特定的虚拟机操作系统 ， 并且与其他端口隔离 ， 这样即可消除端口访问非绑定虚拟机的可能性 ， 从而提供安全性 。 通常情况下 ， 会将实时操作系统端口用于I/O通信 ， 而将操作系统端口用于与外部世界的连接 。 隔离的以太网端口可确保从外部世界对操作系统网络的网络攻击不会影响实时操作系统网络 。 同样的概念也适用于其它硬件接口 ， 如USB端口 。 类型1虚拟化管理程序以该方式实现了在虚拟机之间划分硬件 。
第二种策略是将虚拟PLC和PAC配置为允许虚拟机仅通过标准的预定义接口进行交互 ， 例如在两个虚拟机之间运行安全协议的虚拟网络接口卡 。 在工业环境中 ， OPCUA正成为安全协议的平台首选 。
使用这种方法 ， 实时操作系统虚拟机可以向操作系统虚拟机提供字段信息 ， 而操作系统虚拟机可以通知实时操作系统虚拟机 。 这是一个用户定义的数据交换 ， 用户只公开两个虚拟机之间的基本数据 ， 并执行必要的验证以确保健壮的实时操作系统虚拟机运行 。
通过控制器虚拟化来适应未来的发展虚拟PLC和PAC提供Edge整合 ， 从而带来性能提升和成本节约 。 Edge配置的优化可以使机器更智能、更高效 ， 同时可简化架构 。 用户可以创建Edge的影响分析 ， 并在不影响实际控制过程的情况下更新或升级这些应用程序和其它应用程序 。 这种方法比修改正在运行的PLC的“总是开启”代码更为安全 。
终端用户通常更喜欢控制器虚拟化方法 ， 因为这种方法为他们提供了现在所需和使用的相同控制器类型的功能 ， 与此同时还增加了一个可选的计算层 。 这种设计可适应未来的发展 ， 因其可以根据需要增长 ， 而无需昂贵的硬件更换 。
一些用户将控制器虚拟化视为与智能手机类似 。 智能手机首先是一部手机 ， 此外还提供了许多作为额外应用程序添加的其它实用功能 。 这种适应未来发展的设计可确保当前投资得到保护 ， 而无需预测OT和IT未来进展的确切路径 。


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