易賣工控網(wǎng)11月25日訊,隨著越來越多的工業(yè)企業(yè),尋求成為跨生產(chǎn)、辦公和遠程工作領(lǐng)域的端到端數(shù)字企業(yè),一個關(guān)鍵的事實正變得清晰:網(wǎng)絡(luò)是實現(xiàn)這一目標的基礎(chǔ)。通過網(wǎng)絡(luò)運行的數(shù)據(jù)充當數(shù)字主線(DigitalThread),將跨領(lǐng)域運營綁定在一起。但是,數(shù)據(jù)主線中的所有這些數(shù)據(jù),并不都是相同的。
某些數(shù)據(jù),尤其是工業(yè)運行中的數(shù)據(jù),必須優(yōu)先于其它數(shù)據(jù)。否則,運營性能和資產(chǎn)可用性可能會受到影響。更糟糕的情況下,可能會發(fā)生成本高昂甚至對人身安全造成影響的生產(chǎn)中斷。
這些可能導(dǎo)致嚴重的傷害、訴訟、監(jiān)管罰款、無法兌現(xiàn)承諾和損害品牌聲譽。停機時間的影響超出了設(shè)施范圍,可能會影響許多人,具體取決于應(yīng)用程序的不同,甚至可能會造成大規(guī)模停電等災(zāi)難。
這就是信息技術(shù)(IT)和運營技術(shù)(OT)團隊必須協(xié)作的原因,從而可以確保制造企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計,能夠為某些數(shù)據(jù)提供更高的優(yōu)先級,并提供彈性和可用性以將數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫枰牡胤健?
計算機科學(xué)家和程序員通過數(shù)據(jù)包有效載荷是否攜帶文本、數(shù)字或某種多媒體來區(qū)分數(shù)據(jù)。
根據(jù)應(yīng)用情境和關(guān)鍵性,以下3種重點數(shù)據(jù)類型都需要設(shè)定不同的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先級:
1.基于信息的數(shù)據(jù)
數(shù)據(jù)傳輸信息是否可接受100毫秒(ms)的延遲或更長時間?從源到接收器的數(shù)據(jù)線程,可靠性是99.9%還是需要更高,一年內(nèi)停機時間不超過8小時?
此數(shù)據(jù)類型通常在企業(yè)IT網(wǎng)絡(luò)上傳輸,包括電子郵件、文件檢索和共享、數(shù)據(jù)庫請求和應(yīng)用程序響應(yīng)。在大多數(shù)公司中,IP語音(VoIP)技術(shù)還使用基于信息的數(shù)據(jù),來提供個人對個人的通信和群組會議。
在所有這些應(yīng)用情況中,數(shù)據(jù)包路由可以是“盡力而為”,并根據(jù)需要重新發(fā)送數(shù)據(jù)包,以滿足服務(wù)質(zhì)量(QoS)規(guī)范。服務(wù)質(zhì)量根據(jù)延遲、抖動和丟失定義,由使用可靠設(shè)置和拓撲的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計管理。
通常,如果發(fā)生網(wǎng)絡(luò)抖動,用戶不會察覺數(shù)據(jù)包傳送的延遲。例如,如果文件被發(fā)送到辦公室打印機上并被擱置幾秒鐘,大多數(shù)用戶都不會察覺。但是,語音和會議應(yīng)用程序的用戶,馬上就知道是否滿足IP語音服務(wù)質(zhì)量規(guī)范,這就是為什么其數(shù)據(jù)優(yōu)先于其它基于信息的數(shù)據(jù)的原因。
企業(yè)IT網(wǎng)絡(luò)存在于辦公環(huán)境中,覆蓋工廠樓層和倉庫。這使工廠人員以及他們的辦公室同事或遠程工作人員,可以安全地進行通信和訪問信息。
在某些情況下,基于信息的數(shù)據(jù)可以通過為特定應(yīng)用設(shè)置的外部工業(yè)網(wǎng)絡(luò)傳輸,并通過蜂窩、廣域網(wǎng)甚至衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)以非實時方式運行。比如,將廢水泵送到市政處理廠的遠程提升站。由于其數(shù)據(jù)對運營不是時間關(guān)鍵的,因此它可以以低傳輸速率定期批量模式,將數(shù)據(jù)發(fā)送到集中控制服務(wù)器,從而消耗很少的帶寬。
2.實時數(shù)據(jù)
數(shù)據(jù)是否在一致的基礎(chǔ)上提供運營信息而不會危及運營,這些信息具有最小的延遲(通常小于20ms),包括計數(shù)、工況參數(shù)和控制命令?數(shù)據(jù)線程是否有99.99%的可用時間,一年內(nèi)停機時間不超過48分鐘?實時數(shù)據(jù)的區(qū)別在于它支持對時間敏感的生產(chǎn)運營。
例如,循環(huán)執(zhí)行過程程序需要實時更新輸入數(shù)據(jù)以向組件發(fā)出控制命令。機器人和漫游自動導(dǎo)引車(AGV)還必須具有實時數(shù)據(jù),以便與所有聯(lián)網(wǎng)的工廠安全系統(tǒng)一起有效地完成工作。
實時數(shù)據(jù)需要一致且可預(yù)測或確定的網(wǎng)絡(luò),以實現(xiàn)持續(xù)和不間斷的生產(chǎn)。此外,為了支持實時數(shù)據(jù)的延遲需求,有時需要以毫秒甚至微秒為單位,這些數(shù)據(jù)必須優(yōu)先于基于信息的數(shù)據(jù)。OT網(wǎng)絡(luò)作為現(xiàn)場級復(fù)雜、混合技術(shù)領(lǐng)域的骨干,負責傳感器、可編程邏輯控制器、繼電器、執(zhí)行器、閥門和儀表等眾多現(xiàn)場設(shè)備的通信。
這些組件必須具有精確的、確定性的設(shè)置,而且通常需要在惡劣的環(huán)境下運行。這些元件還向動態(tài)垂直基礎(chǔ)設(shè)施提供和提取運營數(shù)據(jù),該基礎(chǔ)設(shè)施包括各種數(shù)據(jù)集中器、信號控制器、邊緣計算機和系統(tǒng)范圍的控制系統(tǒng)。
數(shù)據(jù)包延遲可能會觸發(fā)設(shè)備故障,從而導(dǎo)致意外的生產(chǎn)停機和增加成本。例如,連續(xù)處理的工廠可能需要數(shù)小時才能恢復(fù)到正常速度和所需的溫度。原料和在制品可能不得不報廢,可能還需要清潔設(shè)備和管道。意外停機也會損壞敏感設(shè)備,這可能需要維修、維修或更換,其中任何一項都可以增加生產(chǎn)重新上線的時間。
3.關(guān)鍵任務(wù)數(shù)據(jù)
數(shù)據(jù)是否能夠?qū)崟r提供運營設(shè)備和系統(tǒng)所需的信息,否則可能發(fā)生災(zāi)難?支持這些數(shù)據(jù)線程的冗余是否足以提供24X7X365的可用性,而幾乎沒有停機時間?
任務(wù)關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施,如公共通信網(wǎng)絡(luò)、能源網(wǎng)及其組成的公用設(shè)施、核電站、石油和天然氣運營、運輸系統(tǒng)和軍事應(yīng)用。這些應(yīng)用程序必須在實時或接近實時的情況下全天候運行,并且正常運行時間為99.999%或更高。
這種類型的數(shù)據(jù)具有最高的可靠性、持續(xù)性以及可用性要求,這就是為什么在共享網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)乃袛?shù)據(jù)中,必須給這種類型的數(shù)據(jù)包賦予最高優(yōu)先級。此外,這些網(wǎng)絡(luò)必須具有即時故障轉(zhuǎn)移彈性以及足夠的冗余以確保彈性。這樣,即使沒有消除,也可以最大限度地減少設(shè)備故障的可能性。例如,高壓變電站中的保護繼電器是變電站環(huán)境中最關(guān)鍵的設(shè)備之一。
不僅單個繼電器需要對環(huán)境具有彈性,而且多個繼電器必須能夠彼此通信,處理數(shù)據(jù)并實時運行。這些實時保護方案是關(guān)鍵任務(wù),因為需要保護高價值資產(chǎn)、故障檢測和電網(wǎng)恢復(fù)以及其它關(guān)鍵操作,以便向消費者提供持續(xù)可靠的電力供應(yīng)。
如果有一項任務(wù),希望成為數(shù)字化企業(yè)的公司需要其OT和IT團隊協(xié)作完成的,那就是:確保在其網(wǎng)絡(luò)上進行適當?shù)臄?shù)據(jù)優(yōu)先級排序,并確定數(shù)據(jù)是基于信息的、實時的還是任務(wù)關(guān)鍵的。這樣做將大大有助于保護生產(chǎn)資產(chǎn),同時最大限度地提高其可用性和性能。
文章圖片來源于網(wǎng)絡(luò)