最近，筆者參與了某大型煉化公司乙烯廠進行DCS分散控制系統(tǒng)升級改造項目。由于該工廠控制室過多而分散，企業(yè)希望建立全廠中心控制室，盡可能地降低操作員站和工程師站的數(shù)量。由于需要在中心控制室也設(shè)置1臺可以訪問多套裝置的總工程師站，對工業(yè)控制系統(tǒng)的安全提出了更高的要求。
經(jīng)過前期的規(guī)劃和改造升級，該廠DCS由控制節(jié)點、操作節(jié)點和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。其中：控制節(jié)點包括過程控制站及過程控制網(wǎng)(SOnet)上與異構(gòu)系統(tǒng)連接的通信接口等;操作節(jié)點包括工程師站、操作員站、組態(tài)服務(wù)器(主工程師站)、數(shù)據(jù)服務(wù)器等連接在過程信息網(wǎng)(SCnet)和過程控制網(wǎng)上的人機會話接口站點;系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)包括I/O總線、過程控制網(wǎng)、過程信息網(wǎng)、企業(yè)管理網(wǎng)等。
在中心控制室設(shè)置了1套冗余的OPC服務(wù)器，各裝置的生產(chǎn)管理系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)通過OPC服務(wù)器、安全數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)送到生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)。中心控制室設(shè)置的總工程師站可通過軟件訪問、切換實現(xiàn)與各裝置組態(tài)服務(wù)器的連接，從而實現(xiàn)對具體裝置的組態(tài)、監(jiān)控。
但在規(guī)劃實施過程中仍然存在一些擔憂。由于DCS分散控制系統(tǒng)中的操作節(jié)點和控制節(jié)點以往均采用傳統(tǒng)服務(wù)器，在長期工業(yè)環(huán)境中運營容易出現(xiàn)硬盤、內(nèi)存等硬件故障，從而導(dǎo)致系統(tǒng)停機，而且舊主機硬件生命周期結(jié)束后無法將系統(tǒng)整體遷移至新的硬件，網(wǎng)絡(luò)病毒導(dǎo)致多臺主機同時宕機、備份不及時導(dǎo)致主機整盤備份數(shù)據(jù)不完整等。
解決方案
針對DCS分散控制系統(tǒng)面臨的硬件風險問題，項目組決定為DCS系統(tǒng)進行容錯設(shè)計，提高DCS的可靠性和可用性，同時增強系統(tǒng)的安全防護能力。項目組嚴格按照企業(yè)提出的性能要求，即使系統(tǒng)中某臺計算機出現(xiàn)故障，也不會導(dǎo)致系統(tǒng)其它功能的喪失。經(jīng)過廣泛的綜合評估，項目實施方最終選定了Stratus ftServer容錯服務(wù)器。
與傳統(tǒng)服務(wù)器相比，ftServer容錯服務(wù)器所采用的都是標準化硬件，使用的芯片組、DIMM和驅(qū)動器完全兼容其他業(yè)界標準x86系統(tǒng)，能非常方便的實現(xiàn)對傳統(tǒng)服務(wù)器系統(tǒng)的替代。
同時，ftServer容錯服務(wù)器獨創(chuàng)冗余硬件CRU架構(gòu)，每個ftServer平臺都由兩個相同的客戶可更換單元(CRU)組成，每個單元都有自己的處理器、內(nèi)存、存儲和電源。所有冗余組件和子系統(tǒng)作為一個整體打包為單個系統(tǒng)。
由于CRU支持熱插拔，無需關(guān)閉平臺或使用特殊工具。更換CRU后，系統(tǒng)會自動重新同步數(shù)據(jù)，當某一局部或某個計算機出現(xiàn)故障時，可以在不影響整個系統(tǒng)運行的情況下在線更換，迅速排除故障，極大地提高了DCS系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
實施感悟
當前在工業(yè)系統(tǒng)升級改造過程中，很多企業(yè)仍然未能走出傳統(tǒng)的容災(zāi)備份模式，認為必須構(gòu)建雙機冗余備份或通過異地容災(zāi)的方式才能擺脫數(shù)據(jù)丟失，解決系統(tǒng)安全問題。實際上，在Stratus將獨創(chuàng)的硬件冗余架構(gòu)投入到行業(yè)實踐應(yīng)用以來，越來越多的智能制造服務(wù)商或系統(tǒng)集成商開始與Stratus合作，將ftServer容錯服務(wù)器融入到自己的智能制造整體解決方案中，實現(xiàn)從故障恢復(fù)到故障預(yù)防的性能升級，讓方案變得更加穩(wěn)定可靠。高效的備份還原系統(tǒng)固然能提升了工業(yè)控制系統(tǒng)維護業(yè)務(wù)的運作效率，但如果能讓工業(yè)系統(tǒng)實現(xiàn)“零宕機”，保障業(yè)務(wù)永遠在線，則更能增強企業(yè)的競爭力，使企業(yè)在快速變化的市場競爭力中立于不敗之地。隨著Stratus系列產(chǎn)品被廣泛地應(yīng)用到石油石化、電力、食品、廢水處理等流程型工業(yè)，工業(yè)轉(zhuǎn)型升級過程必然會越來越多地出現(xiàn)Stratus產(chǎn)品的身影，為中國制造業(yè)升級保駕護航。
（來源：Stratus 容錯技術(shù)）
