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随着计算机以及控制技术的发展,传统的工业控制技术已经逐渐地被智能控制技术所替代,智能化工业控制系统的发展为工业领域的发展提供了最强的技术保证,是推动企业持续创新发展的有效途径。日前,中国高端ARM嵌入式设计服务领导者上海辰汉电子科技有限公司技术总监刘金权先生接受电子发烧网()专访,发表了关于智能工业控制的独到见解。

辰汉电子解读智能工业控制的发展

随着计算机以及控制技术的发展,传统的工业控制技术已经逐渐地被智能控制技术所替代,智能化工业控制系统的发展为工业领域的发展提供了最强的技术保证,是推动企业持续创新发展的有效途径。日前,中国高端ARM嵌入式设计服务领导者上海辰汉电子科技有限公司技术总监刘金权先生接受电子发烧网专访,发表了关于智能工业控制的独到见解。

随着时代的进步,计算机科学技术、先进智能控制技术以及网络通信技术的发展,传统的工业控制领域正受到先进科学技术的冲击,正在经历着一场史无前例的巨大变革。工业控制技术大概经历了3个阶段:第一代的传统计算机集中控制系统(CCS);第二代的分散控制系统(DCS);第三代的现场总线控制系统(FCS)。

现在,对诸如图像、语音信号等大数据量、高速率传输的要求,又催生了以太网和控制网络的结合,网络化浪潮又将诸如嵌入式技术、多标准工业控制网络互联、无线技术等新兴技术融合进来,从而拓展了工业控制的发展空间,带来新的发展机遇。智能化的工业控制正迅猛成长。
 

上海辰汉电子科技有限公司技术总监刘金权先生


工业控制智能化是大趋势

刘金权先生表示:首先,辰汉电子认为工业控制智能化是一个必然的趋势。“十五”期间,国家用信息化带动工业化工作重点有三个方面:一是以电子信息技术应用为重点,提高传统产业生产过程自动化、控制智能化和管理信息化水平;二是以先进制造技术应用为重点,推进制造业领域优质高效生产,振兴装备制造业;三是改造提升重点产业关键技术、共性技术及其相关配套技术水平、工艺和装备水平。

其次,我国工业控制智能化发展道路,大多是引进成套设备同时进行消化吸收,然后进行二次开发和应用。目前我国工业控制智能化技术、产业和应用都有了很大发展,我国工业计算机系统行业已经形成。工业控制自动化技术正向智能化、网络化和集成化方向发展。

再次,无线局域网(WirelessLAN)技术可以非常便捷以无线方式连接网络设备,人们可随时、随地、随意访问网络资源,是现代数据通信系统发展重要方向。无线局域网可以不采用网络电缆线情况下,提供以太网互联功能。推动网络技术发展同时,无线局域网也改变着人们生活方式。无线网通信协议通常采用IEEE802.3和802.11。802.3用于点对点方式,802.11用于一点对多点方式。无线局域网可以普通局域网基础上无线Hub、无线接入站(AP)、无线网桥、无线Modem及无线网卡等来实现,以无线网卡使用最为普遍。无线局域网未来研究方向主要集中安全性、移动漫游、网络管理以及与3G等其它移动通信系统之间关系等问题上。工业智能化领域,有成千上万感应器,检测器,计算机,PLC,读卡器等设备,需要互相连接形成一个控制网络,通常这些设备提供通信接口是RS-232或RS-485。无线局域网设备使用隔离型信号转换器,将工业设备RS-232串口信号与无线局域网及以太网络信号相互转换,符合无线局域网IEEE802.11b和以太网络IEEE802.3标准,支持标准TCP/IP网络通信协议,有效扩展了工业设备联网通信能力。

计算机网络技术、无线技术以及智能传感器技术结合,产生了“基于无线技术网络化智能传感器”全新概念。这种基于无线技术网络化智能传感器使工业现场数据能够无线链路直接网络上传输、发布和共享。无线局域网技术能够工厂环境下,为各种智能现场设备、移动机器人以及各种智能化设备之间通信提供高带宽无线数据链路和灵活网络拓扑结构,一些特殊环境下有效弥补了有线网络不足,进一步完善了工业控制网络通信性能。

最后,工业控制智能化是指工业生产、管理、经营过程中,信息基础设施,集成平台上,实现信息采集、信息传输、信息处理以及信息综合利用等。国家实施高技术产业化主要目标有两个:一是发展高技术,形成新兴产业,培育新增长点;二是利用先进技术改造和优化传统产业,提高经济增长质量。大力发展工业控制智能化是加快传统产业改造提升、提高企业整体素质、提高国家整体国力、调整工业结构、迅速搞活大中型企业有效途径和手段,国家将继续实施一系列工业过程智能化高技术产业化专项,用信息化带动工业化,推动工业智能化技术进一步发展,加强技术创新,实现产业化,解决国民经济发展面临深层问题,进一步提高国民经济整体素质和综合国力,实现跨越式发展。

工业领域智能化趋势下不可以忽视的信息安全问题

“棱镜门”的曝光让我们再一次意识到信息安全是不可忽视的。现在,许多工业计算机运行的是专有操作系统。人们常认为这些计算机比较安全,因为操作人员认为黑客没有兴趣将“恶意代码”植入这些少数系统中。因此,系统中的一些安全漏洞常常不为人所知,很少有人想过如何屏蔽攻击,如何应对现今流行的众多病毒、蠕虫或特洛伊木马。刘金权先生透露,其实早在2010年,一种名叫“Stuxnet”的超级病毒就敲响了“防范病毒攻击”的警钟。“Stuxnet”专门攻击工业系统中采用的SIMAT WinCC监控与数据采集系统的设备,开始控制被感染的工厂,并造成生产事故或停工,该病毒目前通过极其隐蔽的技术手法快速传播,同时对感染的工业设备进行重编程,夺取控制权后实现对工业生产关键设备的自毁或破坏。专家表示,病毒的大规模爆发可能影响中国经济复苏前景。

工业控制系统信息安全问题引起了广泛的关注,辰汉电子一直致力于提供安全可靠的产品。刘金权先生表示,在工业领域智能化的大趋势下,信息安全问题日益凸显,而传统的生产安全、机器设备安全话题也仍需要在新的趋势下加以改进。例如通过信息安全保卫工作确保生产控制过程中程序指令不受外界入侵、破坏。这就需要不同层级的信息安全。在可以预见的未来,黑客将试图通过手中的笔记本电脑连入互联网,在云端渗透到工厂的ERP系统、SCADA系统、甚至是控制系统。因为这些系统在物理上都将是连在一起的了。事实上也正是如此。

安全问题还涉及到许多层面,比如设备层,如果硬件芯片损坏,设备当然无法继续工作。又比如软件层,虽然设备能继续运行,但各种有价值信息将有随时被窃取、盗用的风险。所以工厂设备时刻硬件工作稳定,并在硬件层有冗余性设计,还要在软件层确保只是被授权、被允许的软件、指令在运行。未经授权的则一律不能运行、通讯。辰汉电子提供安全(包括信息安全与机器安全)的实时操作系统,安全启动等技术。工厂可能通过VPN、私有云、公有云、或兼有云等多种渠道链接互联网,IDP(Intelligent Device Platform)确保了这之间的网关(gateway)是有安全保护的。

我国一直注重信息化安全建设。近年来,我国颁布了《国家信息安全标准体系》、《国家信息安全“十一五”规划》等指导性文件,进行信息化安全建设,并取得了阶段性成果。相信随着信息安全意识的提高,智能工业控制会更健康的发展。

辰汉电子以创新应对工业智能化的挑战

在面向工业领域的智能化方向大步前进的形势下,尚有很多难题待解,辰汉电子一直在不断创新,着重以创新来应对工业智能化的新挑战。公司已研发,申请专利及软件著作权数十项。公司获得2011年年度上海市科技创新基金一等奖,是上海市软件企业,中国嵌入式行业协会理事单位,飞思卡尔全球合作联盟成员,意法半导体独立第三方设计成员。

刘金权先生介绍到,我们专注于高端嵌入式产品的设计服务,产品方案实现,PCBA级产品生产,系统级产品生产服务。我们的客户覆盖了中国50%以上的工科院校,为联想、华为、海尔这样的中国世界级品牌提供专业的设计服务,也与富士康,正崴,英华达这样的国际级代工厂形成战略合作伙伴关系,还有各种各样的来自各个行业的世界级巨头如全球称重业巨头梅特力-托利多,考试业上市公司ATA,中国军事工业集团,中国航空航天集团,中国电子工业集团,中油重工等等。

辰汉电子帮助行业客户进行产品市场分析,产品功能定义,系统分析,硬件设计,结构配合,操作系统移植优化,驱动开发,中间件移植优化,Linux应用软件开发,Android APP开发,云端后台服务器构架设计,数据库开发,移动互联网系统构架设计及实现等一系列研发设计服务。缩短客户产品上市时间,降低产品开发风险。同时我们还提供从核心模块,嵌入式板卡到整机产品的生产配套供应。减少客户的中小批量产品的生产测试环节。

刘金权先生还介绍到,我们面临的挑战是不能仅考虑开发出全新的功能,甚至另起炉灶,我们还必须根据现实情况,依据工业企业现有设备的基础条件,进行必要的工程再设计。因为不会有任何一家工业企业为了实现某个新功能将自身的设备系统建设推掉重来的。

另一大挑战来自于更大范围的工业企业网络的互联互通,这给研发工程师在信息安全、设备安全方向提出了更高的防控指标。而我们辰汉电子在工业企业控制系统的嵌入式解决方案,都是研发工程师解决这些问题的重要工具和有力武器。

辰汉电子核心技术工程师主要来自飞思卡尔研发中心。致力于为工业控制领域的客户提供创新的嵌入式平台方案,开发最前沿和高性能的产品。依靠现有平台,我们能够快捷的增减功能,为客户定制差异化的产品。辰汉电子还拥有全方位的芯片级,硬件级,产品级,操作系统引导层,内核层,驱动层,中间件,UI层,APP层,数据库,BS构架,CS构架的产业技术开发能力。开发的产品及方案可以通过美国的FCC,欧盟的CE以及中国的3C标准,可以为各种特殊行业需求提供真正的军工级,汽车级的高可靠性的领先设计,辰汉一直坚持不断创新,为客户提供快速的,高水平的嵌入式产品设计服务。

  刘金权先生表示,辰汉电子将自身的发展与促进中国嵌入式设计服务紧密联系,立志通过持续的技术创新和自我超越,实现一个属于中国的嵌入式设计服务世界一流企业的抱负与追求。

 


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