降低EMS系統(tǒng)動(dòng)力/水服務(wù)器故障率的設(shè)計(jì)

趙 暉，林繼承

（馬鞍山鋼鐵股份有限公司能源管控中心，安徽馬鞍山 243000）

1 背景概述

馬鋼新區(qū)能源中心是一個(gè)集過(guò)程監(jiān)控、能源管理、能源調(diào)度為一體的管控中心，監(jiān)控管理的能源介質(zhì)主要有：供配電系統(tǒng)、焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、混合煤氣、壓縮空氣、氧氣、氮?dú)?、氬、蒸汽、生產(chǎn)水等。作為新區(qū)能源的生產(chǎn)指揮控制中心，調(diào)度人員借助EMS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集中的能源生產(chǎn)調(diào)度，對(duì)無(wú)人值守的能源公輔設(shè)施實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)視和控制，保證新區(qū)主作業(yè)線正常有序的生產(chǎn)。

EMS系統(tǒng)的5#、6#服務(wù)器是動(dòng)力和水調(diào)度臺(tái)遠(yuǎn)程操作監(jiān)視的重要基礎(chǔ)平臺(tái)，硬件采用2臺(tái)IBM服務(wù)器，軟件采用CiTECT6.0 SCADA，形成互相冗余的熱備系統(tǒng)，以保證在某一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)，能夠及時(shí)的切換到備用服務(wù)器上，依然保證調(diào)度的實(shí)時(shí)操作和監(jiān)控。

但在后續(xù)運(yùn)行中5#、6#服務(wù)器運(yùn)行一直不是很穩(wěn)定，期間發(fā)生過(guò)數(shù)次同時(shí)中斷的故障，導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，使相關(guān)設(shè)備處在失控狀態(tài)，給調(diào)度的操作帶來(lái)了不便和風(fēng)險(xiǎn)。

2 降低動(dòng)力/水服務(wù)器故障率的設(shè)計(jì)

2.1 故障分析

經(jīng)過(guò)分析，我們發(fā)現(xiàn)5#、6#I/O服務(wù)器不但承擔(dān)了7881點(diǎn)動(dòng)力/水系統(tǒng)數(shù)據(jù)的讀取，寫(xiě)入功能之外，還承擔(dān)了動(dòng)力/水系統(tǒng)3921點(diǎn)報(bào)警顯示、1313點(diǎn)趨勢(shì)顯示的功能。其中趨勢(shì)及報(bào)警以秒為時(shí)間單位將數(shù)據(jù)寫(xiě)入系統(tǒng)形成趨勢(shì)文件，占用系統(tǒng)資源較大，5#、6#服務(wù)器本身還承擔(dān)著與基礎(chǔ)自動(dòng)化站點(diǎn)及EMS子站40個(gè)站點(diǎn)7289信息點(diǎn)的通訊及數(shù)據(jù)交換、操作功能，連接數(shù)較多。

和一直很穩(wěn)定的電力服務(wù)器相比，電力服務(wù)器點(diǎn)數(shù)和動(dòng)力/水服務(wù)器大致相等，占用資源較大的趨勢(shì)報(bào)警是單獨(dú)放在電力報(bào)警趨勢(shì)服務(wù)器上運(yùn)行，且電力服務(wù)器的連接數(shù)分別為5個(gè)和3個(gè)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于動(dòng)力/水服務(wù)器的40個(gè)連接數(shù)。因此我們判定5#、6#服務(wù)器同時(shí)離線的故障應(yīng)該在負(fù)載過(guò)大方面。

2.2 方案設(shè)計(jì)

針對(duì)5#、6#服務(wù)器負(fù)載過(guò)大的問(wèn)題，我們?cè)O(shè)想新增一套冗余服務(wù)器，對(duì)5#、6#服務(wù)器負(fù)載進(jìn)行分擔(dān)，設(shè)計(jì)了負(fù)載分擔(dān)的方案：

按照站點(diǎn)的重要性分開(kāi)，即有遠(yuǎn)程操作的站點(diǎn)放在另一套服務(wù)器運(yùn)行，采集及監(jiān)視的站點(diǎn)及動(dòng)力/水報(bào)警趨勢(shì)放在一套服務(wù)器中運(yùn)行。

負(fù)載進(jìn)行了優(yōu)化，站點(diǎn)數(shù)分別為監(jiān)視24和遠(yuǎn)控16（連接數(shù)較為均衡），點(diǎn)數(shù)分別為監(jiān)視1291和遠(yuǎn)控5998，報(bào)警為監(jiān)視3921和遠(yuǎn)控0，趨勢(shì)為監(jiān)視1313和遠(yuǎn)控0，總點(diǎn)數(shù)為監(jiān)視6525和遠(yuǎn)控5998。其中采集和監(jiān)視站集中一套服務(wù)器，遠(yuǎn)程控制集中一套服務(wù)器，可以將系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)分散，采集系統(tǒng)故障不會(huì)影響遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

（1）5#/6#服務(wù)器將原有的動(dòng)力水采集站點(diǎn)的I/O服務(wù)和所有的報(bào)警趨勢(shì)服務(wù)拆分到新增的冗余服務(wù)器，僅保留動(dòng)力水控制站點(diǎn)的I/O服務(wù)。

（2）5#/6#服務(wù)器：分擔(dān)高焦煤氣儲(chǔ)配站、轉(zhuǎn)爐煤氣儲(chǔ)配站、制氫站、空壓站、制水廠等共計(jì)16個(gè)站點(diǎn)共計(jì)5998個(gè)遠(yuǎn)控點(diǎn)的I/O服務(wù)。

（3）新增冗余服務(wù)器：承擔(dān)料場(chǎng)、燒結(jié)、焦化、煉鐵、煉鋼、連鑄、熱軋、冷軋、石灰窯、制氧、雨排泵房等區(qū)域共計(jì)24個(gè)站點(diǎn)共計(jì)6525個(gè)采集點(diǎn)（含報(bào)警、趨勢(shì)）的I/O服務(wù)。

具體數(shù)據(jù)流程圖如圖1、圖2所示

圖1 通訊連接負(fù)載均衡數(shù)據(jù)流程圖

圖2 信號(hào)負(fù)載均衡數(shù)據(jù)流程圖

2.3 實(shí)施步驟

EMS系統(tǒng)是在線系統(tǒng)，為不影響正常生產(chǎn)，將對(duì)系統(tǒng)采用分步驟分離的方法，在分離過(guò)程中，始終保證原有5#、6#服務(wù)器上運(yùn)行的所有功能在分離過(guò)程中始終處于冗余狀態(tài)下，保證生產(chǎn)操作可靠穩(wěn)定。具體分離步驟過(guò)程如下：

（1）CITECT項(xiàng)目分離

將5#、6#服務(wù)器最新的CITECT項(xiàng)目按照采集監(jiān)視和遠(yuǎn)控經(jīng)行IO設(shè)備、標(biāo)簽點(diǎn)、畫(huà)面、報(bào)警、趨勢(shì)、CICODE腳本等進(jìn)行分離，在原有項(xiàng)目中刪除遠(yuǎn)控的相關(guān)內(nèi)容，形成一個(gè)獨(dú)立的采集監(jiān)視項(xiàng)目，用于新增的冗余服務(wù)器；在原有項(xiàng)目中刪除采集監(jiān)視的相關(guān)內(nèi)容，形成一個(gè)獨(dú)立的遠(yuǎn)控項(xiàng)目，用于原有的5#、6#服務(wù)器；分離完成后進(jìn)行編譯和運(yùn)行測(cè)試，保證其正確、一致、完整。

（2）對(duì)分離出的采集監(jiān)視項(xiàng)目進(jìn)行式運(yùn)行

在保持原有5#、6#冗余系統(tǒng)不變的情況下，在新增的冗余服務(wù)器中運(yùn)行分離出的采集監(jiān)視項(xiàng)目，形成冗余系統(tǒng)，利用調(diào)度臺(tái)多個(gè)終端中的某一臺(tái)終端進(jìn)行新增服務(wù)的采集監(jiān)視功能測(cè)試，順序從動(dòng)力開(kāi)始，最后到水臺(tái)結(jié)束，調(diào)度臺(tái)的操作均使用測(cè)試終端進(jìn)行，驗(yàn)證新增服務(wù)器的所有功能是否完整、可靠，測(cè)試完畢且正確無(wú)誤后，對(duì)系統(tǒng)地冗余性能進(jìn)行測(cè)試，在系統(tǒng)具有冗余功能后，將新增的兩臺(tái)服務(wù)器投入運(yùn)行。

（3）對(duì)6#服務(wù)器進(jìn)行分離

5#服務(wù)器依然運(yùn)行原有項(xiàng)目，同時(shí)用另外一臺(tái)服務(wù)器（臨時(shí)）也運(yùn)行原有項(xiàng)目，和5#服務(wù)器形成冗余系統(tǒng)，保證整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行；將停止運(yùn)行原有項(xiàng)目的6#服務(wù)器運(yùn)行分離出來(lái)的遠(yuǎn)控項(xiàng)目，利用另一臺(tái)終端對(duì)其所有監(jiān)視和控制等功能按照從動(dòng)力到水的順序進(jìn)行測(cè)試，驗(yàn)證新增服務(wù)器的所有功能是否完整、可靠，測(cè)試完畢且正確無(wú)誤后，將6#服務(wù)器上的遠(yuǎn)控項(xiàng)目正式投入系統(tǒng)中運(yùn)行。

（4）對(duì)5#服務(wù)器進(jìn)行分離

在6#服務(wù)器上的遠(yuǎn)控項(xiàng)目正式投入系統(tǒng)中運(yùn)行后，同時(shí)保證臨時(shí)服務(wù)器運(yùn)行原有項(xiàng)目，這樣在6#和臨時(shí)服務(wù)器上都具有遠(yuǎn)控功能，這時(shí)將5#服務(wù)器從原有項(xiàng)目上退出運(yùn)行，將分離出的遠(yuǎn)控項(xiàng)目在5#服務(wù)上運(yùn)行，利用一臺(tái)終端對(duì)其所有監(jiān)視和控制等功能按照從動(dòng)力到水的順序進(jìn)行測(cè)試，驗(yàn)證新增服務(wù)器的所有功能是否完整、可靠，測(cè)試完畢且正確無(wú)誤后，將5#服務(wù)器上的遠(yuǎn)控項(xiàng)目正式投入系統(tǒng)中運(yùn)行，這時(shí)5#、6#服務(wù)器重新形成遠(yuǎn)控項(xiàng)目冗余系統(tǒng)，對(duì)5#、6#服務(wù)器進(jìn)行冗余功能的測(cè)試，測(cè)試正確后，5#、6#服務(wù)器通入遠(yuǎn)控項(xiàng)目的正常運(yùn)行，此時(shí)11#服務(wù)器可以完全退出運(yùn)行，至此這個(gè)分離過(guò)程完成。

在整個(gè)分離過(guò)程中，利用臨時(shí)服務(wù)器始終保證系統(tǒng)處于冗余狀態(tài)，不會(huì)影響系統(tǒng)的正常操作和監(jiān)視。由于5#、6#服務(wù)器相對(duì)其它系統(tǒng)是一套獨(dú)立系統(tǒng)，所以在分離過(guò)程中也不會(huì)對(duì)其它系統(tǒng)產(chǎn)生任何影響，其它系統(tǒng)不需作任何改動(dòng)。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)我單位新區(qū)EMS系統(tǒng)動(dòng)力/水服務(wù)器的設(shè)計(jì)、實(shí)施。完成后，動(dòng)力/水服務(wù)器未發(fā)生過(guò)同時(shí)中斷的故障，順利解決了困擾多年的服務(wù)器故障，保障了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。