最大限度地延长遗留HMI安装的使用寿命

遗留控制系统的困境

对于我们这些已经在控制行业工作了一段时间的人来说，我们已经看到了多年来控制器平台和HMI包的很多变化。我记得在20世纪90年代末，Wonderware、FIX32、Citect、US Data、Iconics和其他公司开始在工厂和控制室获得很大的吸引力。其中一些公司来了又走，一些公司以新的名字重新命名，但许多传统的基于pc的HMI产品仍然在全国各地的工厂中运行。

这些原始系统中的许多仍然是同样成熟的控制平台上的活跃前端。Moore APACS控制器广泛使用Wonderware作为前端，并将其重新打包为Process Suite。这基本上是Wonderware v7.1，添加了一些集成功能，使其与APACS更无缝地配对。随着时间的推移，我们已经看到针对新安装的升级控制器和HMI产品是一个进展。

现在，当然没有人否认进步的好处，但有时在PC操作系统的世界里进步太多了。说白了，微软喜欢发布新软件版本的频率和我们国家选举的频率差不多，所以在过去30年里，我们有一个很大的微软Windows版本目录。

考虑到像化工厂这样的过程控制设施的控制系统通常设计寿命超过20年，这种高频率的操作系统更换已经在控制领域产生了不可预见的后果。最值得注意的是，当微软停止支持一种操作系统时，它就会停止发布安全补丁，任何替代电脑都必须使用最新版本的Windows操作系统。

软件并不是造成这种困境的唯一罪魁祸首，因为硬件的进步也造成了令人头痛的问题。当一台运行Windows 95的1998年左右的PC最终死机时，控制工程师需要在一台不再有ISA插槽(或RS-232端口)的计算机上重新加载软件，他或她可能会度过一个漫长的夜晚。像这样的硬件不兼容性迫使控制系统供应商想出奇特而昂贵的方法来维持遗留控制系统的可行性，使它们与新的操作系统和PC硬件兼容。

延长遗留安装的使用寿命

考虑到上述场景，作为拥有遗留控制系统和HMI平台的控制工程师，您有两个选择。你要么把所有东西都替换掉，重新安装一个新的控制系统，要么使用当前的技术来延长这些现有系统的寿命。我想集中讨论后一种选择，看看我们如何可以节省一些钱，并保留以前的编程。

事实上，升级控制系统并不总是保证你的公司会在这个过程中赚更多的钱。它能做的是，当一个过时的部件坏了，没有人能找到替代品时，防止你的工厂发生代价高昂的停机事件。因此，风险方程必须与升级成本和生产损失成本相平衡。我想分享一些我在现有系统上使用的想法，这些想法降低了升级的成本，并无限期地延长了控制系统的寿命。

瘦客户端技术及其在人机交互应用中的新角色

我们假设您是一个流程或制造工厂，拥有多个分布在数据高速公路+网络上的Allen Bradley SLC 5/04 plc。这些plc连接到12台运行Wonderware v9.5(每台都有自己的运行时许可证)的PC，在Windows XP操作系统上，每台PC中都有KTX卡或一些等效的DH+接口。

也许你已经不能再购买具有正确ISA或PCI总线架构的个人电脑了，或者也许公司IT部门已经决定，为了安全起见，它需要所有的个人电脑升级到Windows 7或更高版本。在任何一种情况下，决定将PLC升级为单个ControlLogix PLC，现在决定转向如何最好地处理Wonderware和遗留的pc和操作系统。

PC市场上出现的一个主要技术进步是将信息或内容传递到远程终端站的服务器/瘦客户机模型。在上面的安装中，虚拟工厂有12台运行Wonderware的pc，每台pc都有自己的许可证。如果在升级过程中保留了这个模型，您就会有额外的负担，必须为每个工作站单独加载软件，并保持补丁、升级、图形更改等。

使用带有中央服务器(或冗余服务器)的瘦客户机体系结构，您可以仅在一个位置(服务器)更改应用程序或图形。这为工程师和IT部门节省了大量的时间和簿记，并确保运行Wonderware的所有活跃用户都使用相同的版本和相同的图形集。

还有其他产品(如ACP的Thin Manager)为管理瘦客户机系统增加了很大的灵活性，但最终结果是系统更容易维护。这种类型的瘦客户机体系结构的最大好处之一在瘦客户机机器出现故障时表现出来。在旧模型中，如果您的一台Wonderware PC出现故障(电源、主板等)，您将被迫找到一台新PC，加载操作系统，加载Wonderware，激活许可证，并将其配置为与PLC对话。

现在，如果瘦客户机在操作过程中出现故障，只需从存储室中取出一个新的瘦客户机(只要具有PXI引导能力，任何型号的客户机通常都可以工作)，并将其插入以太网电缆。在几秒钟内，服务器将识别到网络上有一个新的瘦客户机，而旧的瘦客户机丢失了。它将为这个单元分配一个新的IP地址，并将Wonderware屏幕缓存到新单元上。现在您可以在不到5分钟的时间内启动并运行，并且您的操作可以在中断的地方继续进行，中断的影响最小。

HMI世界中的服务器虚拟化

关于通过VMware实现服务器虚拟化及其在进程控制市场上的应用，已经有很多讨论和文章。对于那些不熟悉服务器虚拟化的人来说，乍一看它可能令人生畏，但它允许您在服务器类机器(如Dell PowerEdge服务器)的虚拟空间中创建多个pc或服务器。

你的第一个问题可能是为什么有人想这么做。简单的回答是，您可以使用任何类型的操作系统创建多个虚拟计算机，并将其划分在一台真实服务器机器上。通过将许多“真实的”机器合并到虚拟空间中，从而消除了它们。今天的大多数服务器都有强大的处理能力，可以毫无困难地运行大量虚拟机。

就优点而言，我今天不会详细介绍，但可以考虑以下内容:在前面提到的示例中，假设不是将单个Wonderware应用程序加载到所有厚客户机计算机上，而是基于工厂的不同区域有两个或三个不同的应用程序(可能是热处理应用程序、污水处理厂应用程序和焊接应用程序)。

此升级期间的一个选项是将这些应用程序合并为单个大型应用程序，但这需要额外的工程时间和测试，以避免标记冲突和其他各种脚本问题。但是，通过服务器虚拟化，我们可以将运行热处理应用程序的pc替换为瘦客户机。然后，我们可以创建一个只运行该热处理应用程序的虚拟服务器，并将其与一个小型瘦客户机网络绑定。同样的方法也可以用于污水处理厂和焊接区，而操作人员将对后台正在发生的事情一无所知。

现在我们有几个独立的瘦客户机网络运行在几个虚拟服务器上，这些虚拟服务器都位于单个“真实”服务器上。如果你需要对其中一个Wonderware应用程序进行更改，你可以这样做，甚至可以在不影响其他网络的情况下重新启动虚拟服务器。

无限期的HMI支持真的是现实吗?

关于如何延长HMI软件开发工作的寿命，我希望我已经为您提供了一些值得思考的东西。我们的许多客户一直在支持带有数千个标签和屏幕的hmi，并且不愿意纯粹为了领先于微软Windows操作系统浪潮而放弃它们。通过瘦客户机和服务器虚拟化，您可以在不影响制造过程的情况下延长旧控制器和hmi的寿命。

Jim Bowser是佐治亚理工学院的机械工程师，自2008年以来一直在Cross Company集成系统集团工作。Jim在运动控制和过程控制行业拥有超过20年的销售和集成经验。他成功地实施了制药、特种化工、电力、汽车和水/废水行业的项目。

跨公司集成系统集团是一个相2015年3月5日成员

由CFE Media数字项目经理Anisa Samarxhiu编辑，asamarxhiu@cfemedia.com

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