DCS中人機(jī)界面死機(jī)現(xiàn)象及處理辦法

DCS死機(jī)現(xiàn)象有兩種：人機(jī)界面死機(jī)、控制器死機(jī)。前者比后者損失要小。控制器死機(jī)是I/O卡件安排太多或存儲器容量不夠，一旦控制器程序運(yùn)行到某一位置，就停留在該位置，程序不再往下走，即使重啟也無濟(jì)于事。
     人機(jī)界面（主要是操作站）死機(jī)現(xiàn)象所有DCS都不同程度地存在，只是頻繁程度不同。另外與DCS使用時間長短有關(guān)。因硬件引起的死機(jī)，顯示不再能恢復(fù)。如操作站電源電壓偏低，很容易使操作站死機(jī)。由于軟件和通信連線的速率選擇不合適引起的死機(jī)現(xiàn)象經(jīng)一段時間仍能恢復(fù)。操作站操作系統(tǒng)與監(jiān)控軟件磨合不好也能引起死機(jī)，對此維護(hù)人員毫無辦法，稱為原發(fā)性死機(jī)。由于某些配置不合理引發(fā)網(wǎng)絡(luò)堵塞、內(nèi)存太小等原因造成的死機(jī)，過幾分鐘后自己能恢復(fù)。

　　一、DCS人機(jī)界面的死機(jī)現(xiàn)象

　　近來，由于MIS系統(tǒng)需從DCS中讀取生產(chǎn)實(shí)時數(shù)據(jù)。在網(wǎng)絡(luò)中接進(jìn)動態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器，有的采用DDE方式，在讀取數(shù)據(jù)較多情況下（如3000點(diǎn)），由于DDE消耗資源較多，網(wǎng)絡(luò)堵塞現(xiàn)象就變得十分頻繁，并使得各種人機(jī)界面的節(jié)點(diǎn)死機(jī)現(xiàn)象變得嚴(yán)重。
網(wǎng)絡(luò)堵塞現(xiàn)象的嚴(yán)重程度與多種因素相關(guān)。從操作站取數(shù)據(jù)，采用DDE方式，如果取的數(shù)據(jù)

　　為使運(yùn)行人員熟練DCS操作站的操作，可采用仿真系統(tǒng)，了解DCS的鍵盤，以減少誤操作引起死機(jī)；也可了解操作站死機(jī)情況。

　　在DCS運(yùn)行時間較長的情況下，組態(tài)只加不減，有一部分組態(tài)實(shí)際上已沒有與真正的I/O點(diǎn)相連，與控制無關(guān)。在工程師站的用戶應(yīng)用程序中有這樣的I/O點(diǎn)。動態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器接入時，欲將DCS上所有數(shù)據(jù)點(diǎn)都讀上去，因其中有大量數(shù)據(jù)點(diǎn)無效而造成網(wǎng)絡(luò)堵塞，所以人機(jī)界面就發(fā)生死機(jī)。這時可用逆向工程師站讀取控制器中的組態(tài)，與正向工程師站的內(nèi)容進(jìn)行比較，刪除無效點(diǎn)，就可避免網(wǎng)絡(luò)堵塞。

　　另一個應(yīng)注意問題是在接入動態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器時，應(yīng)檢查所有接口的軟件版本是否一致，否則會影響數(shù)據(jù)傳遞。

　　解決網(wǎng)絡(luò)堵塞的第三種方法是：如果采用例外報(bào)告方式，可加大例外報(bào)告區(qū)域以減少網(wǎng)絡(luò)通信量。例外報(bào)告是指現(xiàn)場某點(diǎn)只在發(fā)生變化時把數(shù)據(jù)送到網(wǎng)絡(luò)上。為防止點(diǎn)已壞而人機(jī)界面未知的情況，即使點(diǎn)不變化，超過一段時間也要報(bào)告。為減少網(wǎng)絡(luò)上的通信量，把例外報(bào)告的兩個參數(shù)都適當(dāng)加大，也能達(dá)到減少數(shù)據(jù)量的目的。

　　最近推出的通用操作站多采用Windows NT/2000操作系統(tǒng)，監(jiān)控軟件也通用，如FIX、InTouch等。由于軟件銷售量大，存在問題較少，通用操作站開放性好，死機(jī)現(xiàn)象大大減少。如果驅(qū)動軟件不太好，也會引起死機(jī)。重要的是，它無論維護(hù)成本、備件采購都不受DCS制造廠家的限制。但為防黑客、病毒侵入，防火墻不可缺少。

　　二、C/S結(jié)構(gòu)的人機(jī)界面的死機(jī)現(xiàn)象

　　1. C/S結(jié)構(gòu)

　　DCS人機(jī)界面采用普通PC、Windows操作系統(tǒng)以后，為增加人機(jī)界面數(shù)量，采用C/S結(jié)構(gòu)，只要控制器上通過接口與服務(wù)器相連，服務(wù)器和客戶機(jī)上使用網(wǎng)絡(luò)接口適配器用電纜連接，就成為C/S結(jié)構(gòu)。

　　客戶機(jī)共享服務(wù)器的資源。服務(wù)器通常安裝在安全場所，保存DCS控制器送來的最有價值的現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

　　作為服務(wù)器的計(jì)算機(jī)可能同時為幾臺或十幾臺客戶機(jī)服務(wù)，所以服務(wù)器須要具有比客戶機(jī)更快的處理器、較大的內(nèi)存和更大的存儲空間。

　　客戶機(jī)是標(biāo)準(zhǔn)的PC運(yùn)行Windows操作系統(tǒng)，僅與服務(wù)器通信，不和其他客戶機(jī)通信，有自備軟件包。在作DCS操作站時，服務(wù)器和客戶機(jī)可運(yùn)行同一監(jiān)控軟件，以便共享服務(wù)器資源。兩者所裝軟件的區(qū)別是服務(wù)器應(yīng)有DCS控制器驅(qū)動軟件而客戶機(jī)不需要。

　　還有一種情況是，在服務(wù)器監(jiān)控軟件上安裝OPC服務(wù)器，在客戶機(jī)監(jiān)控軟件上安裝OPC Client，客戶機(jī)就可訪問服務(wù)器。如在服務(wù)器上不需用圖形方式觀察現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行情況，在服務(wù)器上也可不安監(jiān)控軟件，而只安OPC服務(wù)器，只是在查找故障時，才需要顯示器。

　　采用C/S結(jié)構(gòu)可節(jié)省DCS昂貴的網(wǎng)絡(luò)專用接口。為系統(tǒng)可靠運(yùn)行，采用雙服務(wù)器冗余運(yùn)行，這就是雙機(jī)雙網(wǎng)。一個系統(tǒng)最多用到兩個專用接口。

　　最終用戶反映，采用多個接口的多主站結(jié)構(gòu)較好，原因是服務(wù)器和客戶機(jī)安排不合適容易死機(jī)。如INFI90的Conductor NT和Honeywell的GUS在版本較低情況下都容易死機(jī)。

　　2. C/S結(jié)構(gòu)死機(jī)現(xiàn)象的產(chǎn)生

　　C/S結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的兩種硬件，通常稱為客戶PC和服務(wù)器?？蛻鬚C在中央控制室，而服務(wù)器放在安全的地方。DCS操作站死機(jī)的原因錯綜復(fù)雜。本文僅限于分析由于采用C/S結(jié)構(gòu)引起的死機(jī)原因，有兩種情況：

　　控制器、服務(wù)器和客戶機(jī)三者之間的連接有兩種情況：一是DCS控制器有以太網(wǎng)接口，三者用以太網(wǎng)交換機(jī)來連接。交換機(jī)有多種端口，每個端口數(shù)據(jù)傳輸速率可以不等。端口數(shù)量由連接的計(jì)算機(jī)臺數(shù)決定。交換機(jī)主要指標(biāo)是背板寬度和存儲器大小。如果采用以太網(wǎng)電纜如10BASE、100BASE等的速率都可傳輸，如采用5類線只能是10BASE。在圖2以太網(wǎng)的連接是星型。使用離散的

　　電纜將每臺計(jì)算機(jī)連接到中央連接點(diǎn)，通常稱為網(wǎng)絡(luò)集線器。每臺計(jì)算機(jī)使用獨(dú)立電纜，連接失敗只影響有關(guān)的單臺計(jì)算機(jī)，其他計(jì)算機(jī)可繼續(xù)運(yùn)行。如果各臺機(jī)器適配器速率相同，以太網(wǎng)星型連接通常使用10BaseT電纜。

　　控制器把信

　　客戶PC和服務(wù)器的配置不合適

　　客戶PC的配置取決于準(zhǔn)備使用的操作系統(tǒng)。如DOS和Windows 3.1只要8MB內(nèi)存就可運(yùn)轉(zhuǎn)，而Windows 9x至少要16～32MB，Windows NT最少要32MB，最好是64MB，特別是Windows 2000，更需要64MB內(nèi)存。除內(nèi)存外對Windows 2000來說，應(yīng)采用更快的處理機(jī)和更大空間的硬盤。

　　在選用客戶PC時，雖然可以比服務(wù)器的機(jī)器差一些，但內(nèi)存一定要比上面的要求還高一些。因?yàn)闄C(jī)器除運(yùn)轉(zhuǎn)操作系統(tǒng)以外，還要與服務(wù)器讀寫數(shù)據(jù)。

　　服務(wù)器的CPU和硬盤驅(qū)動器承受網(wǎng)絡(luò)上所有客戶機(jī)的服務(wù)請求。服務(wù)器需要大量存儲器，比客戶機(jī)存儲器容量要高得多才行。

　　最好知道主板上存儲器插槽數(shù)目和支持的最大內(nèi)存數(shù)量。檢查隨DCS服務(wù)器來的存儲器是如何配置的。單條64MB DIMM機(jī)器比用16MB模塊插滿4個插槽的機(jī)器更容易升級。

　　服務(wù)器最好采用支持ECC內(nèi)存的存儲器。當(dāng)ECC存儲器與一個支持ECC的主板芯片組一起使用時，可糾正單個位存儲器錯誤和檢測多位存儲器錯誤。

　　硬盤驅(qū)動器對于服務(wù)器也很重要，連在網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)都共享服務(wù)器文件，硬盤驅(qū)動器應(yīng)耐用、可靠和適用于同時為多個用戶服務(wù)的。因此，采用SCSI硬盤驅(qū)動器較合適。SCSI驅(qū)動器有智能和較快的轉(zhuǎn)速，采用UtraWideSCSI時從驅(qū)動器到系統(tǒng)間有極高數(shù)據(jù)傳輸率。無論是IDE硬盤驅(qū)動器還是SCSI硬盤驅(qū)動器，都可采用RAID技術(shù)，能更安全地保存數(shù)據(jù)，提高服務(wù)器質(zhì)量。SCSI總線可連接多臺硬盤驅(qū)動器，采用一臺9GB的硬盤驅(qū)動器沒有9臺1GB的SCSI硬盤驅(qū)動器的效率高。

　　市場上有一種磁盤陣列，專為服務(wù)器設(shè)計(jì)，是一種海量存儲器產(chǎn)品。硬盤驅(qū)動器陣列可裝入大量驅(qū)動器，用磁盤鏡像或RAID提供容錯，自動將服務(wù)器數(shù)據(jù)的多個拷貝存儲到不同硬盤驅(qū)動器上。當(dāng)驅(qū)動器發(fā)生故障時，所有數(shù)據(jù)依然對用戶有用。有些陣列驅(qū)動器甚至可熱交換，能在機(jī)器運(yùn)行時更換故障。

　　服務(wù)器使用的RAID最好版本是RAID5，能為所有現(xiàn)在版本的C/S網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)所支持。RAID5數(shù)據(jù)“分析（stripes）"到多個SCSI驅(qū)動器上，使單個損壞驅(qū)動器上的內(nèi)容可以從陣列中其他驅(qū)動器的信息里重建。當(dāng)一個帶熱交換驅(qū)動器和供電的服務(wù)器結(jié)合在一起時，RAID5可使服務(wù)器以接近連續(xù)的24×7正常運(yùn)行。

　　如果DCS不是采用C/S結(jié)構(gòu)的操作站，因各個操作站互相獨(dú)立，只保存一部分?jǐn)?shù)據(jù)，如果是冗余配置，可靠性已很高，就不一定采用RAID技術(shù)。

　　DCS操作站為文件備份，可在操作站上安裝一個SCSI磁帶驅(qū)動器。采用C/S結(jié)構(gòu)的，在服務(wù)器上最好安裝磁帶機(jī)，可把用戶組態(tài)的應(yīng)用軟件拷貝在磁帶機(jī)上。操作站或服務(wù)器發(fā)生故障時，能把應(yīng)用程序重新輸入。磁帶機(jī)產(chǎn)品更新也較快，1990年左右進(jìn)口DCS配備的磁帶機(jī)現(xiàn)在已買不到備件或磁帶，新老磁帶機(jī)和磁帶不兼容。

　　S9000系統(tǒng)控制器由兩部分組成，一塊3C905卡完成模擬量控制，另一塊PLC主機(jī)LPM620-0072，主機(jī)上有以太網(wǎng)口，它在組成系統(tǒng)時，采用以太網(wǎng)連接，組成C/S結(jié)構(gòu)。以太網(wǎng)連線有兩種方式，在客戶機(jī)較多情況采用集線器連接。

　　如果只用1～2臺操作站和1～2臺控制器就把所有操作站、控制器連在公共電纜上，網(wǎng)上連接設(shè)備很少，也可以采用T型連接器。

　　服務(wù)器比客戶機(jī)包含更多驅(qū)動器，還需考慮它的電源功率和可靠性。電源很容易被忽視，如忽視電源直流輸出是否穩(wěn)定，還有噪聲、雜散信號、尖峰脈沖和浪涌。電源是最容易出故障的部件之一。電子線路采用+3.3V或5V，硬盤驅(qū)動器和風(fēng)扇采用+12V電壓。

　　有以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)適配器，也有其他網(wǎng)絡(luò)適配器，但都不如以太網(wǎng)用得多，所以價格也高。采用以太網(wǎng)能降低DCS成本。

　　三、容易產(chǎn)生死機(jī)的系統(tǒng)實(shí)例

　　設(shè)計(jì)一個系統(tǒng)，操作站采用C/S結(jié)構(gòu)，連線如圖所示。如配置8臺操作站，2臺服務(wù)器，下位是4臺S9000控制器，需要在操作站中顯示的I/O點(diǎn)數(shù)為2000，控制器和服務(wù)器通過以太網(wǎng)通信?？刂破?、服務(wù)器和控制器的物理連線是通過16端口的集線器（Switch Hub）。16端口集線器的速率缺省值是100BASE。如果服務(wù)器和操作站的適配器是10BASE，服務(wù)器和客戶機(jī)的

內(nèi)存都是64kB，系統(tǒng)運(yùn)行后死機(jī)現(xiàn)象較嚴(yán)重。

把服務(wù)器的一塊適配器換成100BASE，客戶機(jī)仍采用10BASE網(wǎng)絡(luò)適配器，把服務(wù)器內(nèi)存增加到256kB、客戶機(jī)增加到128kB，情況改觀很多。

　　從實(shí)際情況看，服務(wù)器和操作站死機(jī)原因與服務(wù)器內(nèi)存容量關(guān)系很大。64kB的內(nèi)存是最基本的，它的內(nèi)存應(yīng)該與操作站臺數(shù)有關(guān)。運(yùn)行情況表明，增加一臺操作站服務(wù)器至少需要增加10～30kB內(nèi)存。服務(wù)器內(nèi)有兩塊網(wǎng)絡(luò)適配器，與控制器通信的采用10BASE，與操作站通信的采用100BASE，操作站可以采用10BASE的適配器。連線采用普通電纜。

　　如果服務(wù)器軟件和操作站軟件是fix，原來S9000的操作站就是采用該軟件，操作系統(tǒng)是Windows 3.2，死機(jī)情況不太嚴(yán)重。目前S9000系統(tǒng)監(jiān)控軟件是專用的，該軟件可能還有一些BUG，再加上網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)存配置不太合理，死機(jī)現(xiàn)象十分嚴(yán)重。

　　客戶機(jī)應(yīng)該組態(tài)的那一臺服務(wù)器是主服務(wù)器，另一臺是從服務(wù)器。否則，當(dāng)一臺服務(wù)器發(fā)生故障時，另一臺服務(wù)器不能很好工作。如果有3服務(wù)器的話，組態(tài)更是重要。

（轉(zhuǎn)載）