云计算核心技术：“核隔离”帮助实现工业应用的虚拟化

本文来自于《控制工程中文版》（CONTROL ENGINEERING China ）2017年4月刊，原标题为：核隔离帮助实现工业应用的虚拟化

随着管理服务器和其他应用的增多，虚拟化已经成为IT领域的一个可以提供巨大益处的重要工具；核隔离可以将必须要购买的实体硬件的数量控制在最少，同时为用户提供自动化方面的额外好处。

虚拟化这个词通常是与信息技术（IT）部门联系在一起的，其表现形式通常为运行在集中的硬件上的虚拟桌面或虚拟服务器。虚拟化应用的一个例子是核隔离（Core-isolation），其包括将运行在自己的中央处理单元（CPU）和机架上硬件中的各个服务器转移到在机架上的一个硬件中运行。这会将实体硬件的数量和运行成本降到最低，并且可以更好的利用现有的硬件。要同时进行多项工作，随着越来越多企业部署中央控制策略，之前从一个硬件分离出多个硬件的做法正在所有的行业和应用领域中变得也来越普遍。

多重的复杂操作可以在一个强大的多核心PC上运行的同时保持应用性能的确定性。

这类虚拟化通常在软件和硬件以及运行的应用和操作系统（OS）之间使用一个管理层。为了管理服务器和其他应用，虚拟化已经在IT领域成为提供巨大益处的主要工具。类似的工具可以在现代工业控制系统（ICS）中找到。

对于工业运行系统来说，应该具备实时功能，可是通过传统的虚拟操作系统环境是无法实现的。大多数虚拟应用都无法完全复制一整个可编程逻辑控制器（PLC）。有了先进的、实时的、基于PC的控制系统架构，这就成为可能，而且在一定程度上会很容易实现，这得益于工业PC系统及相关软件的鲁棒性和模块化属性的功能。先进的、基于PC的自动化软件平台为实时调用模块化软件元素提供了架构。通过对这个实时环境下的组成部分进行模块化，多个PLC、C++或Matlab/Simulink模块可以在一个硬件上独立执行。

在一个PC上融合了许多PLC运行的架构会使从这些运行的软件模块上访问多个通讯方式更容易。一个实时软件控制模块可以访问现场总线A和B，其他模块可以访问现场总线C、D、E及F，而还有其他一些模块可以通过独立的协议与ERP、M2M、甚至云系统进行通讯。多重复杂的操作可以在一个多核PC上执行，并且可以保持应用性能的确定性。

有了多核处理器以及核心隔离技术，独立功能、装配件以及机器单元都会被看做模块；每个模块都尽量的独立并且具有分层级架构。单独的各个控制模块可以独立地投入运行、扩展、规模化或重复使用。该系统可以使用IEC 61131-3编程语言标准，包括面向对象的扩展。该架构可用于机器人、先进测量、环境监测以及用于工业物联网(IIoT)和工业4.0的基于云的系统。