在生存競争的(de)壓力下(xià)，适者生存，不适者被淘汰；物(wù)種所保留的(de)有利性狀在世代傳遞過程中逐漸變異，經過性狀分(fēn)異和(hé)中間類型消失便形成新種。
——達爾文
在地球漫長(cháng)的(de)曆史長(cháng)河(hé)中，環境的(de)不斷變化(huà)，推動了(le)生命的(de)不斷進化(huà)。在“誕生、演化(huà)、消亡”的(de)輪回中，從無機物(wù)到有機物(wù)，從原始菌類到低級海洋生命...一直到恐龍...人(rén)類，在優勝劣汰的(de)自然法則面前，優勢性狀不斷積累疊加，使得(de)新生命的(de)環境适應能力更加頑強，智慧力更加強大(dà)。相比漫長(cháng)的(de)地球生命進化(huà)史，人(rén)類文明(míng)就是長(cháng)河(hé)中的(de)一滴浪花，現代技術就是浪花跳躍瞬間的(de)奪目光(guāng)芒。然而這(zhè)一瞬間建立起的(de)工業與科技優勢，足以讓人(rén)類笑(xiào)傲所有地球上存在過的(de)“生命”。如今智能工業時(shí)代的(de)到來(lái)，數字化(huà)、網絡化(huà)和(hé)智能化(huà)技術的(de)發展，爲工業深化(huà)發展帶來(lái)了(le)無限可(kě)能，同時(shí)也(yě)形成了(le)新的(de)挑戰，而克服挑戰的(de)唯一方法，就是科技力的(de)再進化(huà)。
智能工業時(shí)代，SCADA“再進化(huà)”
随著(zhe)智能制造的(de)持續深入，物(wù)聯網、大(dà)數據、雲計算(suàn)以及邊緣計算(suàn)等新一代數字化(huà)技術快(kuài)速融入到工業，傳統工業迎來(lái)了(le)無限可(kě)能。新的(de)制造模式和(hé)商業模式的(de)出現，在推動工業制造轉型的(de)同時(shí)，也(yě)給企業帶來(lái)巨大(dà)的(de)挑戰。在智能工廠構建過程中，企業車間設備需要互聯互通(tōng)，生産過程狀态數據需要及時(shí)的(de)采集與分(fēn)析，各個(gè)自動化(huà)控制系統要實現一體化(huà)集成，這(zhè)都需要“更高(gāo)階“的(de)SCADA系統予以支撐。傳統SCADA雖然能讓企業方便地監控散布在各地的(de)生産過程和(hé)設備儀表，然而随著(zhe)工業智能化(huà)落地場(chǎng)景的(de)不斷增多(duō)，面對(duì)日趨增長(cháng)的(de)數字化(huà)和(hé)智能化(huà)互聯協作需求，傳統SCADA系統卻力有不逮。在此背景趨勢下(xià)，SCADA系統也(yě)開始不斷創新和(hé)優化(huà)。從當下(xià)SCADA系統應用(yòng)趨勢看，其發展可(kě)概括爲5個(gè)方向，即大(dà)數據、大(dà)集成、虛拟化(huà)、智能化(huà)和(hé)雲平台。大(dà)數據就是爲未來(lái)企業的(de)物(wù)聯網和(hé)智能工廠建設搭建控制數據平台；大(dà)集成指的(de)是根據發展的(de)需要擴展系統或者将多(duō)個(gè)系統集而爲一，能夠将大(dà)量的(de)生産數據和(hé)設備儀表信息無縫集成，方便控制和(hé)監測；虛拟化(huà)能夠讓用(yòng)戶減少硬件和(hé)維護；智能化(huà)有助于生産操作的(de)高(gāo)效化(huà)和(hé)管理(lǐ)決策的(de)科學化(huà)；雲平台支持SCADA的(de)遠(yuǎn)程運行。例如，霍尼韋爾就與微軟合作，爲企業的(de)物(wù)聯網和(hé)智能工廠建設搭建了(le)開放的(de)控制數據平台，使得(de)SCADA系統能夠在雲端運行。羅克韋爾與Stratus合作，在ftServer平台部署SCADA虛拟化(huà)解決方案，通(tōng)過靈活的(de)連接和(hé)從車間到企業的(de)可(kě)靠信息共享，提供很好的(de)延展性。通(tōng)過将SCADA部署到雲端，不僅能提供更低的(de)入門成本，省去大(dà)額資本支出。從人(rén)力維護角度來(lái)看，IT設備減少了(le)，需要投入的(de)IT運維人(rén)員(yuán)也(yě)減少了(le)。通(tōng)常情況下(xià)，IT運維人(rén)員(yuán)隻有少量的(de)與VPN網關設備相關的(de)現場(chǎng)工作，比如處理(lǐ)雲與企業網絡或現場(chǎng)設備之間的(de)私有網絡。這(zhè)減少了(le)雇傭稀有IT人(rén)才所帶來(lái)的(de)麻煩。此外，利用(yòng)虛拟化(huà)技術部署，一方面可(kě)以讓用(yòng)戶減少主機的(de)數量和(hé)維護量，另一方面可(kě)以使SCADA功能完全爲雲技術開放，可(kě)以基于雲平台進行操作，充分(fēn)滿足智能工廠對(duì)數字化(huà)、互聯、協同和(hé)智能的(de)要求。
SCADA作爲一種行業需求覆蓋廣泛，技術應用(yòng)十分(fēn)成熟的(de)工業系統，在工業發展中扮演著(zhe)十分(fēn)重要的(de)角色。特别在遠(yuǎn)動系統中占重要地位，既可(kě)以對(duì)現場(chǎng)的(de)運行設備進行監視和(hé)控制，以實現數據采集、設備控制、測量、參數調節以及各類信号報警等各項功能，即我們所知的(de)"四遙"功能。如今也(yě)能通(tōng)過物(wù)聯網、雲計算(suàn)以及邊緣計算(suàn)，将數據采集和(hé)監視控制能力從遠(yuǎn)端延伸到邊緣端，實現對(duì)遠(yuǎn)程分(fēn)布式系統的(de)“超遠(yuǎn)程”監控。這(zhè)一過程現在是如何實現的(de)？SCADA系統組成包括監控計算(suàn)機、遠(yuǎn)程終端單元（RTU）、可(kě)編程邏輯控制器（PLC）、通(tōng)信基礎設施、人(rén)機界面（HMI）。其中，監控計算(suàn)機是SCADA系統的(de)核心，負責收集過程數據并向現場(chǎng)連接的(de)設備發送控制命令，這(zhè)些現場(chǎng)連接控制器就是RTU和(hé)PLC，包括運行在操作員(yuán)工作站上的(de)HMI軟件。随著(zhe)工業智能化(huà)轉型升級的(de)持續深入，SCADA将不再隻是一個(gè)僅僅用(yòng)于數據采集和(hé)監視控制的(de)系統，而是正在成爲工業大(dà)數據的(de)“彙聚地”，它即可(kě)以作爲工業互聯網平台的(de)底層，肩負起現場(chǎng)數據采集和(hé)設備監控的(de)重任，也(yě)能爲平台的(de)數據分(fēn)析提供堅實的(de)支撐。日趨重要的(de)能力，讓其牢牢的(de)占據智能互聯時(shí)代的(de)“C”位，不容任何閃失。但根據領先工業自動化(huà)廠商的(de)經驗，随著(zhe)時(shí)間的(de)推移和(hé)數據持續增長(cháng)，SCADA系統會變得(de)不太穩定，從而引發操作、安全性和(hé)維護等方面的(de)問題。目前傳統SCADA系統所采用(yòng)的(de)雙機熱(rè)備和(hé)集群方案，隻能保證故障發生不蔓延、擴散，屬于災難恢複方案，隻能部分(fēn)解決連續工作的(de)問題。因此，如何提升SCADA系統的(de)可(kě)用(yòng)性、可(kě)操作性和(hé)安全性，成爲企業推進工業智能化(huà)轉型升級過程中必須解決的(de)問題。
爲應對(duì)挑戰，近年包括羅克韋爾、西門子、通(tōng)用(yòng)電氣、艾默生以及ABB等在内的(de)全球工業自動化(huà)領導廠商，都緻力于通(tōng)過與Stratus公司合作，将其ftServer容錯服務器和(hé)ztC Edge工業邊緣計算(suàn)系統用(yòng)于SCADA系統部署，主要用(yòng)來(lái)替代傳統服務器，提升工業環境下(xià)服務器平台的(de)可(kě)靠性和(hé)可(kě)用(yòng)性。通(tōng)常SCADA系統分(fēn)爲兩個(gè)層面，即客戶機/服務器體系結構。服務器與硬件設備通(tōng)信，進行數據處理(lǐ)和(hé)運算(suàn)。而客戶機用(yòng)于人(rén)機交互，如用(yòng)文字、動畫(huà)顯示現場(chǎng)的(de)狀态，并可(kě)以對(duì)現場(chǎng)的(de)開關、閥門進行操作。目前，ztC Edge和(hé)ftServer兩大(dà)産品可(kě)分(fēn)别用(yòng)于替換客戶機和(hé)服務器，以其高(gāo)冗餘節點架構提供高(gāo)達99.9999%的(de)可(kě)用(yòng)性，能确保SCADA系統每年的(de)非計劃停機時(shí)間在幾秒鐘(zhōng)，基本能杜絕任何形式的(de)宕機。Stratus公司的(de)目标是，故障預防的(de)專家，而不是故障恢複專家，将任何形式的(de)故障完全“扼殺在搖籃”之中，即便是硬件故障，也(yě)不影(yǐng)響業務連續性。那麽，Stratus是如何做(zuò)到的(de)？實際上，爲保證系統的(de)高(gāo)容錯能力，ftServer和(hé)ztC Edge均采用(yòng)的(de)是單一系統的(de)兩個(gè)緊湊堅固的(de)冗餘節點組成，如果其中一個(gè)節點出現故障，則可(kě)自動實現系統切換。
例如，ftServer服務器是由兩台刀(dāo)片服務器組成的(de)一體機，在這(zhè)種情況下(xià)，企業隻需要購(gòu)買一個(gè)操作系統和(hé)數據庫license，所有應用(yòng)系統由兩台服務器自動運行。其中，有一台服務器出現故障，例如掉電時(shí)另一台服務器可(kě)以繼續運行，不會造成任何損失，更換設備可(kě)以直接熱(rè)插拔。通(tōng)過在單一操作系統内實現CPU、内存、芯片組、磁盤、I/O部件的(de)冗餘設計，加上獨家DMR Lockstep(鎖步)技術、故障自動切換機制、故障部件熱(rè)插拔替換等，可(kě)以做(zuò)到零切換時(shí)間，防止宕機發生。
如果隻考慮單機硬件成本，單台容錯服務器可(kě)能會比單台配置相當的(de)傳統服務器要貴。但保證業務的(de)連續和(hé)可(kě)用(yòng)性，傳統服務器就必須做(zuò)複雜(zá)的(de)雙機熱(rè)備，不僅部署實施複雜(zá)，而且成本遠(yuǎn)高(gāo)于單台ftServer容錯服務器，這(zhè)樣一來(lái)，Stratus産品的(de)優勢就顯現出來(lái)了(le)。不僅如此，再從TCO看，容錯成本與雙機差不多(duō)卻擁有更高(gāo)的(de)可(kě)靠性，出現問題時(shí)比雙機更短的(de)轉換時(shí)間。對(duì)于管理(lǐ)員(yuán)來(lái)說，ftServer容錯服務器的(de)安裝、部署、等操作更容易，步驟更少，維護起來(lái)更簡便。
同樣，ztC Edge也(yě)是由兩個(gè)節點組成，它們自動鏡像内存中的(de)所有數據和(hé)寫入磁盤的(de)所有數據，以提供更好的(de)保護。即便節點發生故障，系統會自動使該故障節點上運行的(de)任何VM在其他(tā)節點上重新啓動，以确保服務的(de)連續性，即使是在另一層樓或另一建築的(de)節點，它也(yě)會自動完成這(zhè)一切，無需任何用(yòng)戶幹預。
由于Stratus通(tōng)過産品的(de)架構創新，極大(dà)地提高(gāo)了(le)平台的(de)可(kě)用(yòng)性。目前，全球各大(dà)工業自動化(huà)領導廠商都在強化(huà)與Stratus的(de)合作，将其作爲重要的(de)産業合作夥伴融入到各自的(de)平台生态建設，而基于ftServer服務器打造的(de)SCADA解決方案也(yě)不負衆望，常年保持在99.9999%的(de)超高(gāo)可(kě)用(yòng)性，并被推廣應用(yòng)到制藥、能源、水(shuǐ)管理(lǐ)、餐飲、石油和(hé)天然氣、化(huà)學品、消費品、汽車等行業，爲這(zhè)些行業打造“永遠(yuǎn)在線”SCADA。
