还在抗拒用虚拟化吗？四种关于虚拟化技术的误解

Posted 2021-05-02 控制工程中文版

摘要

虚拟化技术正在被越来越多的证明其对于关键的工业应用以及优化运行都是非常有益的。

随着计算机硬件的虚拟化证明了其在工业应用中的价值，越来越多的工业组织相信其所依赖的自动化软硬件运行在虚拟环境下会更加可靠、更具有成本效益和高效。

然而仍有一些企业还没有接受虚拟化。对于虚拟化应用的抗拒主要源自4种常见的误解。那些对这些谬论视而不见的企业都已经采用了最先进的虚拟化应用，从而大大减少了停产和系统维护所需要的时间。

1

误解一

复杂系统将增加对自动化供应商的依赖

在虚拟化技术出现的早期，虚拟化系统很复杂且难以管理。对一套新的虚拟化架构进行配置是一项专业化很强的工作，需要工程设计和信息技术（IT）方面的专业知识和大量的资源。其结果是，许多企业认为这些系统对于内部的自动化工程师来说太难了，无法驾驭，而且拒绝让IT人员的参加。

不过，近些年来，新的虚拟化软件包是在工业机构使用的控制系统的基础上进行开发的，其目的是让用户使用虚拟化的体验更好。这些新的虚拟化基础设施的设计很自然地扩展了自动化人员的专业技能。

虚拟化控制系统应用的设计是要模仿控制系统软件的外观和感觉，简化从传统装置到虚拟化装置的转变过程。先进的虚拟控制系统具有可以让技术人员看到虚拟网络如何布置的可视化工具，消除了对于配置方式的抽象理解，简化了管理过程。

除此以外，为了减轻选择硬件基础的负担，供应商提供了各种推荐的硬件配置来支持虚拟化控制系统软件包。硬件可以包括预先配置好的虚拟机器模板，其内部已经安装了控制系统并且经过配置具备支持生产的合适的操作系统设定。使用这些模板，自动化人员可以快速地、直观地使用最佳方法完成控制系统的安装和配置。

采用综合的手册、视频、培训以及其他可以通过控制系统配置来指导用户的在线功能来开发控制系统软件包也是一种最佳实践。有了可以为这些套装进行安装、配置和故障诊断的资源，自动化技术人员可以管理好控制系统的部署。

为自动化软件实施一套虚拟解决方案也会让技术支持更简单，在出现问题的时候，可以让该企业不再依赖供应商的昂贵服务。因为虚拟化控制系统对消费者来说是现成的产品，工厂里的虚拟化控制系统不再是使用不计其数的变量的定制化部署，因此，一般都会有针对产品的全球化技术支持。虚拟化套装的标准配置可以让自动化团队获得24小时不间断的标准技术支持。

与需要具有新的专业技能的新员工不同，虚拟化自动化系统软件可以让现有的自动化人员信心满满地对控制系统的主干进行控制。

2

误解二

关键的应用不应该做虚拟化

虚拟化技术已经问世了很多年，但是感知上的复杂性和相对少的了解造成了只有非关键的工厂应用才可以进行虚拟化的误解。由于工业环境在安全、生产以及审计方面依赖许多关键的应用，因此虚拟化产品是否支持这些关键应用很重要。

虚拟化减少了实体系统的硬件占地面积，使其能够作为开发、测试和培训的虚拟化系统而存在。图片来源：艾默生

事实上，在工业环境下最关键的应用往往是进行虚拟化的最佳选择。运行在虚拟环境下的应用比运行在传统的物理硬件上的应用更加可靠。在工业环境下依靠虚拟化来支持这些应用将意味着产能和可靠性的提高。

如果一套控制系统运行在传统的硬件上，而且硬件发生故障，其结果可能包括生产的紧急操作或者非计划的过程中断。如果该企业没有备用硬件来解决故障，而技术人员需要等待替换的备件，这样的中断可能持续数小时甚至数天。

与之相反的是，运行在具有高可用性特性的虚拟化平台上的控制系统却面临着极低的停机风险。即便是在最极端的硬件故障情况下，高可用性的特性也会在数分钟之内自动转移，并重新启动一台虚拟机器，其结果是在操作人员意识到有问题的时候，替换操作已经早就完成了。运行在虚拟化环境下的关键应用比传统方式下连续运行的时间要长得多。基于这个优势，在一个厂区里最关键的应用才是最应该首先进行虚拟化的。

3

误解三

虚拟化系统成本高昂

虚拟化控制系统在成本方面和传统的硬件相差无几。因为这个原因，许多做出虚拟化决策的人想要问他们为什么要做出改变。

短期来看，传统硬件在成本方面和虚拟平台具有可比性，但是，有很多理由证明虚拟系统的总体拥有成本会比传统的硬件设施低得多。升级简单：即使是最好的控制系统也需要升级。在使用传统的设施的情况下，这通常意味着为了升级而要采购新的硬件。而且也意味着技术人员需要手动进行升级。而一套虚拟的平台则消除了所有这些麻烦。虚拟技术将软硬件分离开来，使得软件升级的完成可以独立于硬件升级。

高可用性：如果机器硬件发生故障，就需要有人去修理。使用虚拟化平台后，高可用性的特性会自动地将机器从故障硬件上分开，并且切换到工作正常的设备上去。可以在方便的时候对故障的硬件进行更换或维修，将那些相关的任务从关键路径上撤下来。

减小碳排放量：一套虚拟化平台使用更少的硬件。这意味着设备总的重量和占地面积都更少了，而且因为用来冷却服务器机房的HVAC成本下降，也实现了公共设施的费用节省。 不仅如此，这些HVAC的节省与更少的硬件所带来的能耗节省一起意味着减少了碳排放量。

也许一开始费用节省可能不会立即显现出来，而购置5到7年后的成本收益和虚拟控制系统节省的费用，估计如果没有数百万美元的话，也一定有了数千美元。

4

误解四

虚拟化在一个故障点上设置了太多风险

每个企业都发现冗余设计对其关键设备的价值，控制系统的硬件基础也不例外。出于这个原因，许多机构都害怕一旦实施了虚拟平台，他们会将所有的鸡蛋都放到了虚拟的篮子里， 可能出现彻底摧毁所有系统的灾难事件。

虚拟控制系统的设计可以处理灾难恢复。这些软件包让虚拟机（VM）具备了复制和集群管理的特性。如果实施妥当，这些特性确保常规的机器快照会传输到不同位置的另一个集群上去。在发生灾难的时候，这些复制内容（一般不会超过5分钟的历史数据）可以迅速地启动，不需要从备份文件中执行一个完整的还原操作，而这对于传统硬件却是必须的。

使用虚拟机复制内容的企业在灾难复原方面的体验会比依赖传统硬件的操作快得多。

虚拟化可以成为卓越运营的杠杆

新的虚拟化控制系统套装使企业为了开发、培训以及在线生产而进行的系统创建及维护会变得更简单。通过减少购买硬件和提高灵活性，虚拟化降低了总体拥有成本，并提高了工程师的生产力。通过围绕着控制系统建立的虚拟化套装，自动化团队能够熟练于控制自动化系统的基础设施，其结果是对IT人员的依赖更低以及面对灾难恢复、变更以及系统扩展时可以更快地应对。

现代工业企业为虚拟基础架构提供了理想的环境，虚拟化可以消除一些空间、硬件和报废条件等因素对运营可用性、成本和效率的影响。

 --------- THE END ---------

本文来自于《控制工程中文版》（CONTROL ENGINEERING China ）2018年3月刊《技术文章》栏目，原标题为：4种关于虚拟化技术的误解

————本期杂志封面————

想要免费阅读每期杂志内容，请关注《控制工程中文版》微信订阅号。

推荐阅读