品牌：其他

型号：CRH

加工定制：否

产品用途：

规格：

升级的类型

并不是所有的升级都要同等对待。有些升级，只是简单的更换即可，对运营只有很小或者根本没有影响。其它升级则可能会从根本上改变配置和系统的行为，需要大量的安装、培训和监视工作才能完成升级。通常，升级需要对系统的物理或逻辑结构做些改变。新的应用功能经常混合在一起出现。所以，在考虑管理之前，需要先了解自动化升级的不同类型。

常见的升级类型是微小的版本/型号的升级，包括系统中硬件或软件部分。这可能包括部件、固件的物理更换，或者服务包升级到商用软件(COTS) 。这些类型的升级改造一般需要很少、甚至无需应用软件的重新更新。除了被更新的部件，自动化基础设施的其余部分一般保持不变。

所有的系统，都是基于某种形式的硬件和软件技术平台。对这些平台的重大升级，即使是同一生产厂家的产品，也可能会导致某种程度的软件重新设计。尽管这些变化，可能***于简单的配置和脚本的变化，但是应用软件可能需要完全重新编译。编译工具和预设的升级路径可能使该项工作变得简单，但是整个应用则需要全部重新测试，以确保正常运行。

细节决定成败

虽然微小的部件升级是类型的升级改造，但是并不意味着它***很简单。如果不小心应对，部件间的细微差异可能会给你造成大的麻烦。

图1：新安装的罗克韦尔自动化ControlLogix PLC替换了老的控制系统硬件。本文所有图片来源：TriCore公司

常见的升级是控制器处理器和模块的升级（见图1）。在同一产品线内的升级，一般不需要应用程序的变化，或者即便是糟糕的情况发生，也只需要微小的配置变化。一个需要小心处理的重要因素是处理器固件的变化，可能会影响特定功能的响应。例如，比例—积分—微分（PID）控制逻辑的改变，可能需要重新设定PID的调节参数。当这些变化发生时，生产制造商一般会作记录，但并不总是如此。这种类型的升级完成之后，完整的测试和监视该系统应该是计划的一部分。

向智能部件的升级

另外一种常见的升级，是控制盘台部件的升级。传统的电气/气动部件的更换非常简单明了，可能只需要少量的组装、安装和接线，但是需要停机的时间很少。需要重点关注的是向智能部件的升级。这些设备可以操作、监视和远程配置，还可以提供各种不同的诊断和维护功能。在大多数情况下，需要对控制系统的地址方案进行升级，以便访问这些设备。还需要对应用软件进行升级，以便解锁和使用升级该功能。传统的控制接线（离散或模拟），一般被网络电缆所取代，而网络电缆在电子噪声、屏蔽以及其它因素方面具有不同的要求。为了运行的可靠，***考虑这些。

与控制系统的其它部分相比，计算机工作站和服务器的生命周期相对短的多。对硬件、操作系统、历史库、数据库、安装在工作站和服务器上众多COTS软件的升级比较常见。难点在于将各个部分***的整合到一起。一个非常简单的反病毒软件的升级，就有可能在系统中某个关键部件中导致不可预期的问题。首先，从查看COTS软件经批准的安装规格书开始。然后，在离线状态下升级系统，在将其投入到生产系统之前对其进行完全测试。这是管理升级以及避免出现意外情况的途径。

升级I/O的更换准备

后***考虑的是，升级输入/输出（I/O）子系统的情况（见图2）。该类型几乎自成一类。尽管应用软件需求很小，但是物理安装比较重要。在规划I/O系统升级时，有几个因素需要考虑：

系统切换的时间窗有多少？

当安装新系统的时候，老I/O系统的一部分是否仍需要运行？

现场接线是否可以保持不变，或者也需要更换？

停机窗口的长短，将决定一次性可以更换I/O的数量。如果切换时间比较短，不要丧失信心，总会有办法降低安装时间。

如果物理空间和接线允许，那将整个接线装置完全更换，将是快的切换方式。将新的接线装置布置在现有装置的旁边，在切换前应集成完毕并进行完全的测试。现有装置内，确保现场端子侧的接线应具有完整的标签。切换开始时，将现有盘台内的现场侧的电缆切断，并将其连接到新装置内端子的现场侧。

如果新装置方案不可行，或者一次仅能更换装置的一部分，那么新盘台的子部件可以预先安装、连接到新的接线端子排上。当停机窗口来临时，将旧盘台端子的现场侧电缆断开，完全移除就盘台，安装新盘台，重新将现场侧的电缆连接到新盘台的端子上。这种更换方法，需要将新盘台的螺栓安装到旧装置上。

如果无法更换部分盘台，那么可以考虑将新I/O系统安装并接线到旧盘台上。这种情况下，你可以保持原有现场端子排不变。如果I/O卡件允许，预先接线和为模块打标签，可以节约时间。如果***更换现场接线，可预先准备好电缆、打标签、连接到现场设备侧或控制盘台侧，这样就可以加快更换的时间。

平台的改变

硬件/软件平台的改变可能非常困难，即使没有系统功能的改变。限度下，所有应用软件即使不需要重新编写，也需要被重新编译。对任何系统来讲，一次安装所需要的停机时间一般来讲会很长。保持现有系统的一部分不变，同时加入新系统的一部分，这是你可能遇到的困难的情况。可以先从与硬件平台改变有关的物理安装开始着手。

对采用菊花链模式安装的设备，使用公用供电方式，要尽可能的保持系统回路不变，这可以减少你的麻烦。当传感器和仪表输入信号***在系统间共享的时候，有多种选择。从接线的角度考虑，使用网络在系统间传递信号，解决方案，并且不会降低信号的精度。为实现这种方案，可能需要特殊的通讯模块。对某些特别关键或高速参数传输，这可能并不能满足要求。在这种情况下，可选用一个系统来控制和测量信号，并用另外一个系统来请求和监测这些结果。

对于数字输出设备来讲，如果两个设备都应对其进行控制和监测，也有几种选择可以考虑。在旧系统和新系统之间通过网络进行通讯，是比较常用的方法。一个系统在物理上控制设备；另外一个系统则请求驱动或停止驱动该设备。运行模式，当转换过程中出现问题的时候，这也是进行故障诊断、处理的方式。对数字系统和模拟设备来讲，这种方式都能很好的工作。

如果不能使用网络，那么带双触点的中间继电器，则可允许两个系统同时控制单数字量输出设备。在应用该方法时需要特别小心。如果任一系统请求该设备，则它会无条件的***，除非另有连锁控制。如果接线和设计得当，切换完成时，旧系统就可以从继电器上断开，继电器线圈也可以移除，继电器就成为I/O模块和新系统中现场设备之间的端子块。

模拟输出设备的挑战性要大多了，由于可能降低信号精度，并不太适合这种方法。如果仅是***从两个设备控制模拟设备，而且两个系统之间无法通过网络连接，并且没有其它方法，那么可以将控制（以及相关的测量，如果必要的话）布置在一个系统中，并将设定值或输出信号通过硬件接线连接起来。尽管其它途径也可实现，但是学校教材一般通过在两个系统的终端安装二-十进制编码模块来实现该功能。

可视化和分析

在软件平台升级过程中，你可能碰到的情况是可视化和生产制造智能化。可视化软件，可以将过程设备的状态呈现出来，允许人们以各种方式配置或与设备进行交互。设备的描述一般使用图形化，尽管并不总是***这么做。它们还能显示与工厂车间近发生的活动相关的趋势、日志和状态数据。

生产制造智能化，源自于系统间或整个企业间的数据交换。历史库、数据库、报告平台是这其中的公共部分。数据可能是从其它系统推送到工厂车间系统，来配置产品配方、调度、清洁以及其它更多事情。从工厂车间获得的公用数据包括生产的产品、产品的数量和消耗的原材料数量。一般情况下，一系列的报告与系统的每个运行区域相关。

好消息是这种类型的平台升级，安装过程中对运行的干扰较小。坏消息是有大量的应用软件修改工作。你很可能需要从零开始重建可视化应用，包括新符号组、编码、编写脚本和查询例行工作。在生产制造智能化方面也是如此，修订工作包括报告的布局、模式、查询以及其它更多事情。

由于所涉及的工作量巨大，这些升级工作的动力一般源于新平台内在的功能需求，而老系统很难或者根本无法实现这些新功能。在启动新系统之前，***确保现有系统所有必要的运行和信息部分都已经连接到新的系统上。

准备过程包括与所有利益相关方的交流，同时还要对系统的各个方面进行详细的技术分析。这些工作要做的比较***，审查所发现的***。某些不经常使用的屏幕、报告、查询，虽然也许不是利益相关方提及多的，但是对于系统的运营来讲，有可能是至关重要的。

当准备完成时，为新、旧系统的运营生成一份详细的功能规格书。该规格书应定义所有功能细节，规定系统应作哪些事情，由哪些系统完成这些工作。召集有技术团队、运营人员和任何其它相关人员参加的设计会议，来审查技术规格书（在任何开发工作启动前进行此项工作）。这有利于大家达成共识，为升级改造建立牢固的基础。该技术规格书为项目进度的度量建立基础，并确定系统的性能。

在开发工作结束后，安装工作开始前，进行详细的工厂验收测试，在测试期间，所有的相关人员都有机会接触新系统。在工厂验收测试和系统安装之间留足时间，以便处理在测试期间可能遇到的问题。

当准备好安装时，可以选择完全替换旧系统，或者让两者并列运行一段时间。可视系统的并列运行需要额外的电缆、接线以及临时的操作员工作站。在智能制造侧，可能需要额外的电缆、网关和服务器等基础设施。尽管并列运行总是花费更多的成本，但是如果可供你安装的时间窗口十分紧张，而需要改变的又很多，那就值得考虑。

工业网络的升级

以的形式升级到工业网络，可能就是将现有系统进行扩展。COTS软件中有很多网络通讯流量分析软件，利用任何一种，来识别并记录所有目前连接的设备，以便开始网络升级的准备工作。根据升级的不同，你可能需要重新配置网关或适当的时候安装新网关。当这***都结束的时候，再一次运行分析软件，确保系统没有冲突或者其它事项。如果发现问题，数据包分析软件可以对其进行分析，提供事情发生的原因。

对老旧专用系统的升级要复杂一些。你仍然需要从网络准备开始，但是需要多花一些时间来识别安装在网络上的所有设备，以及这些设备的逻辑网络地址和物理位置。老旧系统可能会有一些工具来帮助完成该功能。用文件记录物理电缆的类型和老网络的接线配置，是个很好的经验（见图3）。需要注意，有些老旧网络，对于经由其传输的信息以及连接到网络设备的数量非常敏感。在完成这些登记工作之后，制定升级到新平台的详细计划。

在升级工业网络时，确保使用的电缆类型适合于工业应用环境，尤其要注意电缆长度、屏蔽以及连接的实践。除了电缆，还需要注意使用了正确的网络设备类型。限度，你需要网络交换机或集线器，如果网络上有多路传输，还需要管理型交换机。

后需要注意的是，应该在事前而不是在事后考虑系统权限和安全问题。需要考虑的事项包括：物理访问、网络访问、操作系统层安全和应用层安全。安全需要持续不断的努力，通过人员处理以及技术工具两方面的协同工作来保护系统。

改变，是生活的一部分

应该清楚，在整个生命周期，自动化系统可能会经历多次变更。这些变更可以有多种形式——从微小的改变到重大维修。每种类型的升级都有其***的挑战需要管理。不要低估手头的工作，即使是自动化升级也可能并不简单。好的计划，再加上一点调查研究，就是通向成功的门票。