害怕黑暗:将自动化系统集成到更复杂的协议转换器中

我经常被要求执行的一项任务是重新设计一个系统，以消除恰当命名的“黑盒”。本博客的大多数读者都知道，“黑盒”是协议转换器的通用术语。最初，这些设备只转换电气协议，例如RS-232到RS-485。之所以给它们命名，是因为没人知道“黑盒子”里的魔法是如何发生的。如果这些盒子仅仅是电子协议转换器，我不认为我的服务对我们的客户有多大价值。这些原始的“黑匣子”在没有任何用户干预或维护需求的情况下运行了多年。

时代在变化，随着自动化系统变得越来越复杂，数据接口变得越来越重要，每个制造商都有自己的协议。几乎所有的汽车在电力和结构上都有所不同。集成所有这些自动化系统的需要需要一个更复杂的协议转换器。“黑盒”本质上变成了用兼容协议与每个自动化系统通信的计算机。

这些设备的一个显著特征是，它们是用两种自动化系统都不能直接共享的语言编程的，因此内部控制工程师无法配置。这就是客户希望消除这些框的原因。它需要第三方对两个自动化系统之间的数据传输进行更改。通常情况下，能够为“黑盒”编程的工程师是呆伯特卡通中吸烟的UNIX程序员。这个人可能记录了魔法是如何发生的，也可能没有，在盒子安装后，这个人已经无处可寻。本质上防止系统因改变工艺条件而被修改。

随着盒子变得越来越复杂，它们已经从定义用途的硬件和软件迁移到商用现货(COTS)硬件，使用微软操作系统和定制软件应用程序。虽然从表面上看，这似乎是一个很好的解决方案，消除了对抽烟斗的UNIX程序员的需求，但它使盒子受制于快速变化的商业市场。有时，由于新硬件与旧操作系统不兼容，黑匣子硬件在短短四年时间内就难以更换。此外，随着网络安全威胁的出现，这些“黑盒”现在需要更新、病毒保护和验证，以确保它们不会成为自动化系统的攻击载体。

当客户要求我们帮助他们时，我们会给他们什么建议跳出他们的框框？我们建议他们退一步，放眼大局。所有的数据都需要通过自动化系统传送吗?是否可以安装独立的数据收集系统，以提供独立的路径，从而消除对“黑匣子”的需求?根据需要的数据，即使是一个系统到另一个系统的旧离散4-20毫安模拟信号也可能符合要求。你真的需要一个完整的数据接口和“黑匣子”来将气象站的温度输入到自动化系统中吗?如果系统必须集成，那么在没有“黑盒”的情况下集成它们的能力在系统选择中应该排在比过去20年普遍实践的更高的位置。

害怕黑暗并不一定是坏事。它可能会引导您安装一个在未来几年更容易安装和维护的自动化系统。

本文由Bruce Billedeaux撰写。布鲁斯是特立独行的技术是一家领先的自动化解决方案提供商，为流程工业提供工业自动化、战略制造和企业集成服务。MAVERICK提供广泛领域的专业知识和咨询，包括工业自动化控制、分布式控制系统、制造执行系统、运营战略、业务流程优化等。

MAVERICK科技是一家相2015年3月20日会员

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