最近，筆者參與了某大型煉化公司乙烯廠進(jìn)行DCS分散控制系統(tǒng)升級(jí)改造項(xiàng)目。由于該工廠控制室過(guò)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(tái)可以訪問(wèn)多套裝置的總工程師站，對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)的安全提出了更高的要求。
經(jīng)過(guò)前期的規(guī)劃和改造升級(jí)，該廠DCS由控制節(jié)點(diǎn)、操作節(jié)點(diǎn)和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。其中：控制節(jié)點(diǎn)包括過(guò)程控制站及過(guò)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(diǎn)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(guò)程信息網(wǎng)(SCnet)和過(guò)程控制網(wǎng)上的人機(jī)會(huì)話接口站點(diǎn);系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)包括I/O總線、過(guò)程控制網(wǎng)、過(guò)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)通過(guò)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(guò)軟件訪問(wèn)、切換實(shí)現(xiàn)與各裝置組態(tài)服務(wù)器的連接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)具體裝置的組態(tài)、監(jiān)控。
但在規(guī)劃實(shí)施過(guò)程中仍然存在一些擔(dān)憂。由于DCS分散控制系統(tǒng)中的操作節(jié)點(diǎn)和控制節(jié)點(diǎn)以往均采用傳統(tǒng)服務(wù)器，在長(zhǎng)期工業(yè)環(huán)境中運(yùn)營(yíng)容易出現(xiàn)硬盤(pán)、內(nèi)存等硬件故障，從而導(dǎo)致系統(tǒng)停機(jī)，而且舊主機(jī)硬件生命周期結(jié)束后無(wú)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(tái)主機(jī)同時(shí)宕機(jī)、備份不及時(shí)導(dǎo)致主機(jī)整盤(pán)備份數(shù)據(jù)不完整等。
解決方案
針對(duì)DCS分散控制系統(tǒng)面臨的硬件風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，項(xiàng)目組決定為DCS系統(tǒng)進(jìn)行容錯(cuò)設(shè)計(jì)，提高DCS的可靠性和可用性，同時(shí)增強(qiáng)系統(tǒng)的安全防護(hù)能力。項(xiàng)目組嚴(yán)格按照企業(yè)提出的性能要求，即使系統(tǒng)中某臺(tái)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障，也不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)其它功能的喪失。經(jīng)過(guò)廣泛的綜合評(píng)估，項(xiàng)目實(shí)施方最終選定了Stratus ftServer容錯(cuò)服務(wù)器。
與傳統(tǒng)服務(wù)器相比，ftServer容錯(cuò)服務(wù)器所采用的都是標(biāo)準(zhǔn)化硬件，使用的芯片組、DIMM和驅(qū)動(dòng)器完全兼容其他業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)x86系統(tǒng)，能非常方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)服務(wù)器系統(tǒng)的替代。
同時(shí)，ftServer容錯(cuò)服務(wù)器獨(dú)創(chuàng)冗余硬件CRU架構(gòu)，每個(gè)ftServer平臺(tái)都由兩個(gè)相同的客戶可更換單元(CRU)組成，每個(gè)單元都有自己的處理器、內(nèi)存、存儲(chǔ)和電源。所有冗余組件和子系統(tǒng)作為一個(gè)整體打包為單個(gè)系統(tǒng)。
由于CRU支持熱插拔，無(wú)需關(guān)閉平臺(tái)或使用特殊工具。更換CRU后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)重新同步數(shù)據(jù)，當(dāng)某一局部或某個(gè)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，可以在不影響整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)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(shí)施感悟
當(dāng)前在工業(yè)系統(tǒng)升級(jí)改造過(guò)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(rèn)為必須構(gòu)建雙機(jī)冗余備份或通過(guò)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(wèn)題。實(shí)際上，在Stratus將獨(dú)創(chuàng)的硬件冗余架構(gòu)投入到行業(yè)實(shí)踐應(yīng)用以來(lái)，越來(lái)越多的智能制造服務(wù)商或系統(tǒng)集成商開(kāi)始與Stratus合作，將ftServer容錯(cuò)服務(wù)器融入到自己的智能制造整體解決方案中，實(shí)現(xiàn)從故障恢復(fù)到故障預(yù)防的性能升級(jí)，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(hù)業(yè)務(wù)的運(yùn)作效率，但如果能讓工業(yè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“零宕機(jī)”，保障業(yè)務(wù)永遠(yuǎn)在線，則更能增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，使企業(yè)在快速變化的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(jí)過(guò)程必然會(huì)越來(lái)越多地出現(xiàn)Stratus產(chǎn)品的身影，為中國(guó)制造業(yè)升級(jí)保駕護(hù)航。
（來(lái)源：Stratus 容錯(cuò)技術(shù)）
