工业桌面云系统在厚板控制系统中的应用

　　中文摘要：本文介绍了巨宸桌面云在宝武新钢集团厚板控制系统的组成和功能。通过详述此系统中巨宸桌面云部署、配置实现的整个过程，使读者了解厚板控制系统中工业桌面云的部署和配置实现的基本思路。同时也介绍了巨宸桌面云在不同行业生产系统中的应用。

　　中文关键词：厚板控制系统 桌面云

　　Abstract :

　　Key Words :

　　1.项目简介

　　新余钢铁集团有限公司是一家产能达千万吨的大型国有企业、江西省工业骨干企业，由新余钢铁有限责任公司整合洪都钢厂、乌石山铁矿之后更名。2022年，产钢1076万吨，实现营收1030亿元，经济效益位列中钢协93家大中型企业第18位，排名2022中国企业500强第230位、中国制造业企业500强第106位。

　　2022年11月9日，国务院国资委批复公司与宝武联合重组；12月23日，完成股东工商变更登记，宝武正式成为公司控股股东，新钢公司正式成为宝武一级子企业。新钢集团围绕“打造绿色精品基地，成为基业长青，共享繁荣钢铁强企”的企业愿景，坚持科学发展观，以品种结构调整为重点，大力实施精品战略，优化产品结构，实现了跨越式发展。

　　新钢集团拥有中厚板、热轧卷板、冷轧薄板、线材、螺纹钢、钢带、金属制品、化工制品等产品系列共800多个品种、3000多个规格。“袁河”“山凤”商标是“江西省著名商标”。新钢集团围绕打造船用钢、电工钢、金属制品三大精品基地、建设现代优强钢铁企业两大目标，坚持科学发展观，以技术改造为核心，以品种结构调整为重点，大力实施精品战略，优化产品结构，实现了超常规跨越式发展，全面提高了工艺装备水平，现已形成以360m2 厚板机、2500m3高炉、210t复合氧气转炉、铁水预处理、钢包精炼、105m/s高速线材、3800mm厚板轧机、1580mm热连轧机组和1550mm冷轧生产线等为主要装备的生产工艺流程，配备了较为先进和齐全的检测、试验、自动控制装备和手段。

　　随着新钢钢铁生产业务系统建设的不断推进,其传统部署方式逐渐暴露出成本投入高,硬件资源浪费,管理维护困难,应急恢复慢,系统拓展差等问题。并且钢厂业务的逐步扩大，为保证钢厂能够与时俱进，以现代化的生产模式持续、稳定、高效地生产出高质量产品，对生产工艺、自动控制和信息化技术都提出更高的要求。

　　2.巨宸工业桌面云建设

　　巨宸工业桌面云部署拓扑示意

　　采用4台服务器作为底层超融合架构服务器，构建桌面云系统，通过分布式虚拟化技术实现底层资源的整合，在网络层采用冗余方式设计，保障了整个平台的高可用能力。

　　1、 存储资源池设计

　　采用分布式存储设计架构（SDS），以多副本（2副本或者3副本）形式存放数据，保障核心数据的安全可控，其数据存储采用冷热分离、切块存放的逻辑，避免因硬件故障造成数据泄露的风险。

　　存储系统将厚板系统业务数据以多副本的形式存在多个服务器上，避免因单台硬件故障造成系统不可能的情况，且整个存储系统为巨宸科技自研系统，不会出现被国外制裁等情况。

　　存储内部通过本地磁盘（SSD/HDD）实现存储集群，通过高速缓存及冷热数据分离技术实现存储性能的提升。

　　2、 网络架构设计

　　网络系统部分由三部分网络组成：生产业务与服务器集群间的网络、服务器集群内各服务器间的网络、服务器集群与操作员终端间的网络。每个网络采用冗余架构，不会出现单点故障。

　　其中融合私有云平台采用全万兆网络架构，配置四台万兆交换机，其中两台用于融合云平台存储集群网络，两台用于厚板控制系统、桌面云业务网络及管理网络，存储网络与业务网络、管理网络实现物理隔离，业务网络与管理网络实现了逻辑隔离，针对不同厚板控制系统可以通过VLAN方式实现逻辑隔离。

　　业务及管理交换机通过与基础自动化交换机进行打通，实现网络打通，可以接入视频信号、PCL业务打通等。通过与瘦终端接入交换机打通，实现云桌面的访问。

　　瘦终端通过HDMI、USB等将画面传输至显示上，用瘦终端及显示器替代工控机模式。

　　针对不同的厚板业务，可以设置多个不同的VLAN网络，每个VLAN网络逻辑上是隔离的，不能相互访问，如需相互访问可通过上联路由器进行网络打通。

　　3、 管理设计

　　管理平台

　　为保障整个系统的高度智能化，系统需提供平台智能分析系统，可定时收集集群的运行状态，包含：规模、集群状态、存储状态、资源状态、告警信息等。可多集群统一监控管理。

　　资源管理

　　不需要设置和管理RAID、NAS、LUN、Volume等存储对象，只需要对虚拟机的虚拟磁盘进行设置就可使用存储功能。支持对集群CPU使用率、内存使用率、系统服务、磁盘读写速率、磁盘使用率、网络吞吐量、CPU负载等项设置告警阈值，超过阈值自动触发邮件告警。

　　集群管理

　　本服务器集群提供虚拟服务器功能，现场操作站使用客户机终端，通过客户端连接到虚拟服务器，该服务器配置4台，实现热备和负载均衡。

　　节点管理

　　可以在云平台上查看每个节点的资源使用情况及运行情况，可针对业务性能设置聚合组，对于性能要求较高的业务可设置为高性能聚合组，支撑高性能业务系统。

　　云主机管理

　　支持统一管理虚拟机，包括开关机、重启、添加网卡、迁移、编辑、快照等功能；

　　4、 运营及运维设计

　　巨宸云桌面为新钢厚板控制系统提供统一的运营及运维平台，实现了底层硬件、厚板业务系统的统一管理，可以实时查看设备运行情况及业务系统资源占用情况，根据系统对资源的使用情况及时调整资源配置。

　　提供大屏监控能力，可在线观看云平台整体运行情况及业务情况，为后续扩容、升级提供相应的参考。

　　具备报表能力，可根据系统、部门、用户提供相应的报表，提升整体运营能力。

　　3.应用体会

　　对于传统型制造类企业来说，其核心系统复杂，对安全性和稳定性的要求较高，且历史包袱较重。同时，制造业又是IT运维人员少，极度成本敏感型行业。而新钢集团厚板厂智慧工厂平台采用桌面云构建的智慧终端的成功实践，成为了钢铁行业IT架构变革的实例参考。

　　采用巨宸桌面云构建的工业桌面云平台，新钢集团厚板厂不仅将传统工控机及物理PC替换为云桌面，同时也实现了终端层面的安全可靠、绿色高效、简单便捷。

　　工作桌面及核心数据集中于数据中心桌面云服务器集群，网络中传输的只是图像信息，所有的数据计算与业务交付都在后台完成，则机密信息数据不需要通过网络传递，增强信息安全性。另外这些数据可以统一备份及恢复，也可以设置策略限制其下载至客户端，保证数据不丢失、不泄密。

　　当有新的电脑接入，只需要配置显示器及外设，就可以快速交付所需的“新桌面”，部署时间缩短至几分种。同时厚板控制系统相关的应用程序安装、系统补丁、软件升级及病毒更新等只需集中安装设置1次，即可批量发布到所有客户端桌面，节省工作量。对于出现问题的客户端，可以远程进行运维和重启等，快速恢复业务。

　　通过将大量PC和工控机整合到几台服务器上，可以明显降低硬件故障率及每年硬件更换成本，而工作人员使用瘦终端进行办公，能耗仅10~20W，相对PC还可以节省80%电力成本。

　　4.项目运行情况

　　新钢集团厚板超融合云桌面系统于2022年8月开始实施，到目前已基本上线。系统硬件设备考核过关，系统功能较为完善，对业主厚板控制、节能减排工作起到了极为重要的作用，得到了用户的充分肯定。

　　巨宸工业桌面云性能完全达到了厚板控制系统对生产终端的要求，性能稳定，功能及可靠性机制完备。目前巨宸桌面云已在钢铁、冶金、矿山等行业建设中成功应用，是厚板控制系统平台客户端的可靠选择。