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1. 建設背景與目標

1.1.    虛擬化技術的介紹

虛擬化的含義很廣泛，將任何一種形式的資源抽象成另一種形式的技術都是虛擬化技術。它是一種能夠更有效地利用物理計算機硬件的過程，也是云計算的基礎。虛擬化或虛擬技術（Virtualization）作為一種資源管理技術，能夠實現將計算機中諸如CPU、內存、磁盤空間、網絡適配器等各種實體資源加以抽象、轉換后形成一種全新形態的電腦配置環境。并且其組合形態的可塑性極強，可拆分和組合為一個或多個環境形態。因其形態的特殊性，使得該虛擬的電腦配置環境打破了實體結構間的不可拆分和切割的桎梏，使用戶可以采用更便捷高效更合理化的方式來應用這些電腦硬件資源。

隨著目前業界針對工業互聯網、工業4.0等的技術體系探索，具體來說實現控制器靈活性和可擴展性的技術路線主要有以下兩種：

（1）實現控制器虛擬化。利用控制器虛擬化取代傳統硬件控制器；

（2）控制器硬件重構，實現下一代新型和智能的控制器設備，取代傳統硬件控制器。

這兩種技術是目前工業向互聯網轉化的技術熱點和研究方向，至少從理論實現的角度上來說，實現控制器虛擬化將最大程度的保障現有的大部分廠家及其用戶的現有利益，并且基于在IT系統的成功應用，使得該項技術應用于工業領域充滿希望。另外的控制器硬件重構，主要以軟件定義思想為核心，將控制器硬件的邏輯運算平面和邏輯控制平面進行分離，控制器硬件將實現通用的邏輯運算，統一由控制器進行控制平面的邏輯控制和邏輯管理。

1.2.    虛擬化技術在電廠中的應用

虛擬化技術在電廠中的應用主要體現在以下幾個方面：

①　提高資源利用率：通過虛擬化技術，可以在物理服務器上創建多個虛擬機，實現更高的資源利用率和靈活性。

②　提高系統可靠性：每個虛擬機都是獨立的，并且具有自己的操作系統和應用程序。如果某個虛擬機出現故障，其他的虛擬機可以繼續正常運行，不會受到任何影響。

③　提高可管理性：通過虛擬化技術，可以對所有的虛擬機進行統一管理和維護，大大降低了管理成本和維護成本。

④　提高安全性：虛擬化技術可以實現資源的動態分配和調整，使得輸煤系統控制云平臺可以更好地適應不同的業務需求和場景。

⑤　在電力行業中，虛擬化技術的應用已經成為了行業變革的重要驅動力。它不僅提升了運營效率，增強了數據安全，還優化了資源配置，為電力行業的可持續發展注入了新的活力。

首先，服務器虛擬化技術讓電廠的運營變得更為高效。它通過虛擬化技術將物理服務器轉化為虛擬服務器，使得服務器資源得到了更為合理的分配和共享。這不僅減少了服務器的閑置和浪費，提高了服務器的利用率，還降低了能源的消耗和排放，為電廠的環保事業做出了積極的貢獻。此外，服務器虛擬化技術還具備出色的能效比，使得電力行業在滿足高效率的同時，也能夠實現綠色、可持續的發展。

其次，存儲虛擬化技術的應用為電力行業的數據管理提供了更為可靠的支持。它能夠將各種存儲設備統一管理起來，形成一個邏輯上的存儲池，使得數據的讀寫、備份和管理變得更加高效和有序。這種技術不僅保證了數據的安全性，還提高了存儲設備的運行效率，為電力行業的數據管理帶來了革命性的變革。同時，存儲虛擬化技術的應用還為電力行業提供了更為靈活和可靠的數據存儲解決方案，使得電力行業在應對數據存儲需求時更加從容和自信。

此外，網絡虛擬化技術的應用也為電力行業的網絡安全防護提供了更為全面和可靠的支持。它通過將多個網絡設備整合為一個邏輯網絡，實現了網絡的靈活配置和高效管理。這不僅提高了網絡的可靠性，降低了網絡的故障風險，還大大增強了網絡的安全防護能力，使得電力行業能夠從容應對各種網絡安全威脅，確保關鍵信息的安全和完整。網絡虛擬化技術的應用還為電力行業提供了更為靈活和可靠的網絡安全解決方案，使得電力行業在應對網絡安全威脅時更加從容和自信。

1.3.    方案建設目標

傳統的DCS控制系統在工業領域的應用已有多年歷史，能較好的完成傳統控制任務，但隨著流程工業對生產控制精細化、高效化的要求不斷提高，以及人工智能、大數據等新一代信息技術的蓬勃發展，現在的控制系統不僅要處理傳統的溫度、壓力、流量和液位等四大傳感信號，而且還要能夠處理視覺、語音等以前沒有的信號，要支持5G等無線通信，這些對于傳統的控制系統是無法做到的；另外，傳統的控制系統廠家各自都有自己的通信協議，不開放、不可擴展、不可兼容，這對于未來按需生產的智能制造是不相適應的。因此，傳統DCS難以實現與人工智能、大數據等技術的深度融合，難以滿足對控制系統、數據的更高要求。

傳統的工業控制系統通常被稱為五層金字塔模型，從現場傳感層到PLC/DCS控制層，再到上面的數據采集和監控SCADA層，生產執行MES層和企業管理ERP層。目前的工業互聯網平臺以兼容傳統架構的方式運行，通過實時或者歷史數據庫或者專門的數據采集網關進行現場數據的采集，然后上傳到平臺上進行數據處理、展示，以及利用工業App做數據應用，進行預測和優化生產過程。但要實現真正意義上工業互聯網所構建的藍圖，這樣的架構并不能滿足要求。在工業生產過程中，最終的控制過程還需要PLC/DCS來進行控制，MES、ERP或者工業APP不僅需要從PLC/DCS直接采集數據，而且還需要PLC/DCS能夠直接執行來自MES、ERP或者工業APP的指令，根據指令優化和調整PLC控制程序，實現工業生產的效率提升，同時也避免繁瑣的人工調試過程。近年來，隨著5G的通訊技術、物聯網、虛擬化技術的發展，為OT與IT層深度融合、協同控制提供了途徑，工廠需要更扁平的架構、更簡單的流程和更智能的分析。

圖1.3-1 虛擬云化演進圖

控制器云化（虛擬化）是技術發展的一個方向，在云端運行傳統控制器軟件，通過將物聯接口標準化和應用云化，實現設備的遠程控制。將傳統的DCS控制器部署于云端，利用云平臺的強大算力，可以顯著提升控制器指令速度，縮短控制周期，降低控制器負荷；云平臺的大型存儲能力、分析能力，可以支撐更多復雜控制和優化算法，通過機器學習形成對被控設備的自動控制策略，提高過程控制分析能力、自動化水平，通過云端底層數據打通，OT與IT的融合具備廣闊的想象和產品創新發展空間，產生一系列的優化控制、節能降耗等行業控制方法應用，以上軟件服務均布置在統一云平臺，為用戶形成完整的解決方案，形成產品組合并創造增值空間，能夠更好的支撐云平臺推廣。當前，智能優化控制技術在行業內已紛紛開展試點和應用，這是配合智能電網發展智能化電廠必須完成的下一個目標。隨著先進控制策略、智能算法、優化算法的發展已逐步成熟，在傳統DCS工業控制系統的基礎上，發展新一代智能運行控制系統已經成為必然。

圖1.3-2 虛擬化DCS演進圖

本方案中的虛擬化控制系統采用基于DCS控制器虛擬化技術，可部署在電廠私有云計算平臺的虛擬機上，利用云服務器的算力資源，通過云服務器提供的冗余虛擬機環境加載實時操作系統，實現DCS DPU在虛擬化環境中的運行，實現DCS控制邏輯、監視畫面的虛擬化部署，最終達到數據的交互綜合利用，資源的合理配置。

系統由虛擬控制器、控制網絡、遠程網關及IO模塊組成，并配有操作員站、工程師及歷史站及相關配套軟件，系統使用操作符合常規DCS操作習慣。虛擬控制器為完全虛擬化控制器，虛擬控制器支持在單個虛擬機部署，可安裝于云平臺，由云平臺分配虛擬機、用于安裝云控制器、網絡通訊及其依賴的環境。云控制器的邏輯組態以及數據存儲均在虛擬服務器中實現，邏輯運算依托虛擬控制器，整個云平臺虛擬控制器的掃描周期、信號回路的傳輸周期、可靠性應滿足電廠輔助車間生產時延性要求（小于等于200ms）。

2.  方案詳細介紹

2.1.    生產云平臺整體架構設計

本項目在機組DCS、公用DCS網段之上構建生產云與廠級云兩級云平臺。利用生產云計算基礎設施強大的算力構建智能計算服務平臺，部署智能尋優控制、智能監盤、及鍋爐數字孿生等智能應用，同時，通過一體化通訊機制與DCS控制系統進行高效安全數據雙向通訊，實現閉環實時控制，這樣，就共同組成了一套基于生產云計算的電廠一體化的智能DCS控制系統（以下簡稱“ICS”），成為電廠實現智能化生產提供強有力的保障。

圖2.1-1 生產云平臺技術架構

和利時在大型燃煤發電廠的ICS發電控制系統建設方面有著豐富的工程經驗和眾多的實施案例，可為電廠提供以和利時DCS系統網絡為網絡基礎拓展出智能控制所需智能優化控制站、基于私有云部署的大數據分析環境、智能計算環境、智能控制環境、智能算法組態環境和開放的應用開發環境，其中開放的應用環境可以為第三方的智能模塊提供組態工具，支持第三方開發的算法模型、高級應用置于統一的生產云平臺資源環境下運行。將常規DCS系統無縫升級成ICS系統，并確保不影響原有DCS系統的安全性和實時性。

圖2.1-2 生產云平臺界面示意圖

和利時智能生產云平臺采用以智能發電控制系統（ICS）為核心，在傳統DCS配置基礎上擴展智能優化算法庫、智能控制器、高級值班員工作站、高性能服務器等資源，為實現發電過程的智能監盤、智能控制、智能尋優提供可靠的軟硬件環境。在智能發電控制系統上，在系統的智能控制器及高性能服務器中預留了運行第三方高級應用的開放環境，具備吸收各種優秀智能應用資源能力，實現機組APS智能啟停、在線尋優控制、智能監盤等智能化的應用，實現機組智能發電控制及輔助運行。

和利時智能生產云平臺設計包含DCS實時控制網、生產云智能計算網等多層網絡并接入生產視頻網絡實現綜合泛在感知。本項目網絡結構圖如下：

圖2.1-3 板集電廠二期生產云平臺網絡架構圖

2.1.1.            平臺性能優勢

（1）橫向擴充，更強大的計算、存儲能力

集群模式下，傳統雙網雙冗余的結構，只能同時有一臺服務器能提供處理能力，和利時智能生產云平臺采用雙網三冗余的結構，三臺服務器通過負載均衡的方式同時工作，相當于左側三倍的處理能力，同時還具有橫向擴充能力。當一臺服務器故障時仍然能正常工作。同時實時數據和歷史數據進行分布式部署和備份，確保服務高可用及數據的安全。所有服務器構建為一個統一集群，服務器內部通訊對外隔離，按照運行的權限和接口進行調用；基于 RBAC 的權限管理服務，細化每一個資源的訪問權限，并對所有操作進行記錄和審計。

圖2.1.1-1 智能生產云平臺服務器監控詳情

（2）對第三方算法應用進行有效網絡抑制

第三方應用查詢請求建立在數據服務器自有歷史庫和實時庫，不會對DCS系統網絡負荷率造成影響。數據服務器對第三方應用寫請求進行緩存匯聚，定時穩定下發，對DCS系統網造成影響有限。數據服務器具備對第三方應用寫請求的閾值、梯度、權限等合法校驗功能。應用控制器中第三方算法，只能被動等候調用，沒有操作網絡、內存、存儲、調度的能力。應用控制器中的第三方算法雖然是黑盒提供，但是平臺具備應用前對其使用的函數和資源做檢查的能力。應用控制器通過網絡變量對外輸出，其流量、頻度、范圍都受到ICS平臺監視和控制。OPS 可監控所有第三方應用狀態，并提供報警、日志、事件、倒換等功能。

圖2.1.1-2 智能生產云平臺WEB監控系統

（4）豐富的工業互聯網應用服務

?  實時數據存取服務：提供實時數據的高速存取處理

?  歷史數據存取服務：提供歷史數據的高速存取，趨勢查詢，聚合查詢功能

?  數據網關服務：提供多種格式的數據轉發服務

?  消息總線服務：提供分布式環境下的消息通訊、高速數據交換的總線服務

?  用戶及權限管理服務：提供基于 RBAC 用戶、角色、資源、組織機構處理服務

?  單點登錄服務：提供全平臺單點登錄服務

?  系統管理服務：提供系統設置處理

?  數據采集服務：支持多種渠道，多種協議的數據 ETL 服務

?  任務調度服務：定時任務

?  MQTT代理服務：接受MQTT的訂閱/發布處理

圖2.1.1-3 智能生產云平臺微服務框架系統設計

（5）圍繞以 OPCUA 標準構建的信息模型，基于模型驅動技術，功能和流程高度可配置、可重構、可擴展，與工業互聯網的相關服務無縫結合。

OPCUA 實現了工業互聯網的 “標準與規范”，其中信息模型又是 OPCUA 的核心。該信息模型采用了多級分層網絡，可通過元數據描述命名空間里的對象。對象的結構之間也可相互引用實例，采用圖（GRAPH）數據的組織方式，可導航到任何節點對象。平臺完全支持 OPCUA 信息模型和通信標準，可輸出符合國際標準的 XML 模型文件，也可直接發布容器形式的以 OPCUA 微服務模型。

圖2.1.1-4 智能生產云平臺模型標準和規范

 平臺完成了基于 WEB 的多用戶、可協作的 OPCUA 建模工具，充分支持流程行業的建模工作需求。能為實現各類特定任務，對數據進行標準封裝，形成各種行業包模型。IT 平臺在行業 PAAS 層上集成的諸多工具，包括工作流編排、可視化組態、邏輯組態、高級報表、自定義表單、規則引擎、元數據設計、大數據分析、機器學習等都以模型為基礎，將多元異構數據進行了融合。

圖2.1.1-5 OPC UA建模工具

（6）利用先進的NoSQL技術: 高性能、高并發，支持分布式

高速內存服務器，通過集群、哨兵等靈活的部署模式以支持分布式計算，擁有多種數據類型以及消息機制、過期機制、持久化機制。非常適合用作實時數據存取的場景。InfluxDB是一款專門處理高寫入和查詢負載的時序數據庫，用于存儲大規模的時序數據并進行實時分析，支持毫秒級儲存，完全滿足快速控制要求，支持十萬點以上數據的存儲和調用。

2.2.    虛擬控制器系統介紹

圖2.2-1 虛擬控制系統架構圖

如上圖，虛擬系統由IO及網關、虛擬控制器、上位監控及網絡組成。其中：

（1）           上位監控

上位監控系統采用和利時MACS6.5.4版本，包含工程師站，操作員站，歷史站等功能，保持與傳統DCS軟件整體功能基本一致。

（2）           虛擬控制器

部署在用于服務器中，由硬件資源，虛擬化平臺軟件，操作系統及應用軟件組成，完成和傳統控制器的相同功能。通過虛擬化技術，一臺服務器可以部署多個控制器。虛擬控制器支持控制器冗余，和上位機軟件還是通過雙以太網進行通信。

（3）           網絡

整個系統中包含三種網絡，系統網網絡，控制網網絡，冗余網網絡。系統網：DCS工程師站，操作員站，歷史站等與控制器通信的網絡。控制網：控制器與IO模塊進行數據通信的網絡。

（4）           網關

完成虛擬控制器與IO模塊間的以太網和DP之間的協議轉換，實現云化控制器和I/O模塊的通信。單網關支持4條鏈路獨立DP。與控制器通信通過以太網通信，支持兩條鏈路冗余；支持在虛擬控制器和網關之間使用5G網絡。

（5）           IO模塊

保持和現有和利時IO模塊一致。

2.2.1.            控制平臺云的軟件虛擬化部署架構

圖2.2.1-1 虛擬化部署架構

云化DCS控制層軟件由硬件資源，虛擬化平臺軟件，操作系統及各種應用軟件組成。

(1)      虛擬化：

l  和利時虛擬控制器支持采用Xen虛擬化及VMWARE技術。

l  支持將硬件實體資源（CPU、內存、磁盤空間、網絡適配器等）分配給各種應用的操作系統。

(2)      操作系統層：

1)         云化控制器的操作系統：

l  采用采用RTLinux操作系統，保證控制器能夠完成實時控制；

l  和利時完成對Linux系統的調度時基的調整，提供系統調度準確性；

2)         工程師站和操作員站的操作系統：

l  采用linux也可以支持windows；

l  在虛擬化前后系統使用的操作系統、應用軟件都是未經更改的，因此軟件的穩定性與虛擬化前完全相同。

(3)      組態服務軟件：

l  支持多工程師協同組態，多個工程客戶端同時組態同一個工程。

l  支持遠程進行離線組態和在線下裝和調試組態邏輯。

l  支持根據各種使用場景對不同角色設置合理的用戶權限。

2.2.2.            云化控制器軟件結構

云化控制器軟件（RTS）架構

圖2.2.2-1 虛擬化控制器結構

l  支持運算和通信管理分核處理，保證IEC運算獨自CPU核運算，提供強大運算能力。

l  支持工藝模型仿真運行，模型數據使用現場數據的鏡像，可實現現場事故預測。

l  支持工業控制網絡與現場總線的統一。

l  支持IEC61131-3組態多任務運行。

l  支持傳統控制器的IEC61131-3組態邏輯運算。

l  支持虛擬控制器資源監測及診斷。

l  支持傳統控制器冗余功能，實現控制器無擾切換。

l  云化控制器后大大提高了運算能力，運算能力比傳統控制器提高5倍數以上。可降低傳統控制器的運算負荷。

l  單個云化控制器支持64M組態程序，支持128M組態數據區。支持接入8000個I/O點。

2.2.3.            云化控制器功能介紹

圖2.2.3-1 云化控制器系統特點

系統主要特點如下：

(1)       軟件定義

虛擬控制系統的組件均實現了虛擬化，可以對控制器的CPU資源、計算容量進行彈性伸縮。實現硬件資源利用的最大化，及性能接入量的最優配置。

(2)       扁平化

使用扁平化架構，實現根據所接入的系統規模進行虛擬設備的可裁剪，分布式地部署，提高系統地可靠性及靈活性。

(3)       智能協同

系統利用虛擬高速總線通訊，實現了邏輯控制器、智能算法服務器地無縫集成，實現了ms級、s/min級的多時間尺度的融合，以及簡單邏輯控制、復雜智能控制及尋優算法的一體化。

(4)       多用戶組態

系統支持權限多用戶的遠程登陸及同時組態，提高了工程協同能力，大大縮短工期。

(5)       多客戶端訪問

支持移動等多客戶端訪問。

(6)       支持海量接入

系統采集網絡支持原有DCS所有IO類型模塊，能夠接入海量傳感數據。

2.2.3.1.       控制器功能擴展

結合和利時CPS系統，實現輔網的智能化控制運行，利用虛擬控制器技術實現輔助車間納入虛擬化控制系統控制，同時，在平臺上部署高級應用包括：智能報警、智能監測、過程控制與工業電視聯動、儀表示值自動識別、智能設備輪換、故障設備自動切除等應用。具體功能包括：

(1)       智能報警：利用智能發電控制系統高性能服務器的信息處理能力，采用人工智能技術，通過推理機制和故障知識庫，建立報警因果關系模型，實現報警過濾、溯源、診斷、預測等功能，幫助運行人員快速處理各類異常，實現人機協同智能監盤：

1）報警管理與統計分析：設置和組態符合EEMUA-191《報警系統設計及管理導則》和ISA18.2《過程工業報警系統管理》的國際規范標準，可廣泛應用于報警系統生命周期的各個階段。

2）參數預警：當設備或系統產生運行異常趨勢，但參數還沒有到達報警閾值時，提前給出設備或系統預警信息，提醒運行人員密切注意并采取必要的干預措施，以提高運行安全經濟性。

3）轉機診斷：基于工藝運行信號的診斷，工藝信號報警診斷模塊與原DCS系統采用實時通訊機制，而關于智能預警模塊的計算均在DCS中通過組態的形式實現。基于振動信號的診斷，基于振動信號診斷模塊允許用戶對設備振動數據進行波形和頻譜分析，對各種數據進行趨勢分析和相關趨勢分析。

4）滋擾報警抑制：進行異常報警的特征分析，采取濾波、延遲、死區、系統和設備運行狀態相關的報警限值設定、優先級調整、多變量關聯分析等措施抑制或消除滋擾報警。

5）報警診斷：利用現有的生產過程知識和專家經驗建立故障知識庫，實時對生產過程中的故障識別，發送診斷信息，并提供處理指導意見

(2)       定期工作自動執行 ：通過開展電廠定期工作智能化的研究，結合先進的控制思想、程序控制理念，能夠實現定期工作按照正規操作步驟及工藝標準執行，工作任務自動創建、運行條件自動確認、功能自動執行、試驗數據自動記錄、結果結論自動分析生成。在正常條件下能夠自動地根據定期工作、定期試驗的工作要求，通過采用先進的控制策略實現定期工作對人工的依賴，減少工作過程中的不確定性和人為因素的影響，確保機組定期工作、定期試驗自動執行、智能分析，對設備做到可知、可控，保持系統的可靠性。

(3)       典型故障自動處理：針對常規典型故障（設備故障），具備及時完成故障點的切除或及時合理地觸發RB功能，滿足機組在常規典型故障條件下的故障自動處理，及時調整各項參數，確保機組的不間斷運行；針對非常規典型故障（功能性故障），機組具備故障評估功能，具有故障自愈能力，通過對故障的自約束能力來降低故障的危害。

(4)       操作過程與視頻聯動：在主輔機主要轉動設備周邊布置位于安全I區的視頻系統，與ICS系統進行聯動。包括視頻系統的診斷結果信息送入ICS作為報警項；設備操作時，視頻系統可對應彈出相關設備畫面。

(5)       設備狀態監測及評價：

1）閥門性能監測：根據執行機構以往故障的現象和運行人員的經驗，建立執行機構性能判斷專家知識庫。采用專家知識庫，對閥門的工作狀態、線性度實時計算并監控，并給出分類提示，供運行和檢修人員直觀監控，進行輔助決策。對一般閥門計算其電機統計時間以進行健康預報警；

2）控制回路品質監測;在線實時監測機組主要控制回路的控制品質評價，采用控制指標評價相關算法，通過對控制回路實時動態數據的分析，將當前控制回路品質量化成具體得分，供運行和檢修人員直觀查看;

3）設備健康度監測：基于機組運行歷史數據，采用神經網絡算法建立設備相關輸入和輸出變量神經網絡模型，根據輸出變量實時值與神經網絡模型預測值，采用關聯度分析，對系統的健康程度進行評估打分，實現對系統的異常預警和健康度分析。

2.2.4.            虛擬控制系統技術指標

（1）           虛擬控制系統控制器相關技術指標應達到或高于電廠常規DCS相關技術指標要求。

（2）           虛擬控制系統的單回路控制周期應小于等于200ms，即信號從就地遠程IO柜的輸入模塊、網絡采集傳輸、虛擬控制器運算后發出指令、再到就地遠程IO柜的輸出模塊的時間響應。

（3）           操作信號響應時間（即鍵盤發出操作指令到LCD屏幕上顯示該信號反饋的時間），開關量信號操作時間不大于1.0s，模擬量信號操作時間不大于2.5s。

（4）           單個虛擬控制器支持對調度時基的調整，提供系統調度準確性，POU任務周期可在40ms，100ms，200ms，500ms，1s設置。

（5）           虛擬控制器在最大負荷運行時，負荷率不超過40％。

（6）           單臺虛擬控制器可支持接入不少于4800點的IO硬接點的容量，并保證時延滿足要求。

（7）           模擬量處理器模件完成所有指定任務的最大執行周期不應超過250ms，開關量處理器模件所有指定任務的最大執行周期不應超過100ms。

（8）           對需快速處理的模擬和順序控制回路，其處理能力應分別為每125ms和50ms執行一次。

（9）           報警過濾、報警溯源規則可組態；

（10）       報警過濾50%以上無效報警；

（11）       參數預警和輔機健康度診斷模塊中，在正常運行工況下各參數預測值與實際值相對偏差小于5%；

（12）       報警溯源算法準確率達到96%；

（13）       任何智能報警畫面均應能在2秒(或更少)的時間以內完全顯示出來，所有顯示的數據應每秒更新一次。

3.  創新性和推廣價值

3.1.    創新性

虛擬控制器相較于傳統實體控制器有以下四點優勢：

(1)       虛擬控制器運行平臺具有運行高度復雜智能算法和簡單邏輯算法相協調的計算的能力，打通底層數據共享，實現IT與OT的便捷融合，實現不同控制站的控制協同；

(2)       具備無線接入能力，滿足工業控制的低延時、高度的可靠性、可用性，能夠連接分散、遠程、乃至廣域的IO；

(3)       硬件平臺具備更高的可靠性，通過IT技術保證數據安全、信息安全與控制器長期可靠工作；

(4)       具有靈活的軟件定義能力，云化后單臺服務器可以支持的虛擬控制器數量，相比于真實控制器需要有成本優勢。

在實現控制器虛擬化方面，鑒于虛擬化和云計算在ICT領域取得巨大成功，其創新程度甚至顛覆了整個ICT舊有的架構體系，其效果也是相當顯著，可將現在的ICT環境的運營成本較明顯的降低。虛擬化和云計算開始逐步向工業控制系統領域延申。但是，在工業環境中，對控制系統要求通常很高，系統故障、實時性等對工業生產和應用來說是至關重要的。要使得在工業應用，需要通過工業4.0綜合技術實踐將虛擬化和云計算等先進IT創新技術有效運用于工業領域并提高工業生產效率是關鍵，當前，工業互聯網和工業4.0技術正在試點推廣中，成熟度和可靠性，以及在需要滿足穩定性和實時計算等較高要求的工業控制環境中大規模應用正在進一步驗證。

3.2.    推廣價值

隨著互聯網技術的不斷發展和創新，以虛擬化技術為基礎的云計算平臺逐漸成為各行各業企業管理和生產經營的重要數據支撐平臺，云計算平臺的應用范疇在虛擬化技術的支持下變得越來越廣泛。深入研究虛擬化技術在云計算中的具體應用，并不斷摸索基于虛擬化技術的云計算平臺架構設計，不斷提升虛擬化技術在云計算中的應用價值，可提升云計算平臺運行的效率和穩定性，最終實現云計算平臺在實踐應用過程中的資源最大化和效益最大化發展。

和利時在控制器虛擬化或軟件定義控制器方面已經研究多年，當前，和利時已經在控制器虛擬化方面進行了產品發布，和利時邊緣智能控制器、邊緣智能一體機已順利落地北京地鐵19號線一期工程,實現和利時邊緣計算平臺在智慧城軌領域的首次成功應用。通過虛擬化技術與傳統工業控制、AI人工智能算法相結合,邊緣智能控制器實現傳統BAS功能、機電智能診斷功能等場景應用,實現自動扶梯、風機、站臺門、蓄電池、節能控制等五類設備/系統的故障診斷與預測分析。