煉油廠銷售系統穩定性分析①

劉寶科 朱 德

(中國石油天然氣股份有限公司蘭州石化公司 a.設備維修公司；b.質檢部)

煉油廠銷售系統穩定性分析①

劉寶科a朱 德b

(中國石油天然氣股份有限公司蘭州石化公司 a.設備維修公司；b.質檢部)

介紹了某煉油廠銷售系統的架構、軟硬件組成、功能分配和工作原理。從架構配置、服務器配置、通信配置和實際使用情況4個方面對系統穩定性進行了深入分析和相應的升級改造。改造后，銷售系統運行平穩。

銷售系統 服務器 穩定性分析 系統升級

津德爾煉油廠集生產和銷售于一體，主要生產汽油、柴油、液化氣和燃料油。隨著該煉油廠運行時間的增長，油品銷售系統故障逐年增加。如果成品油不能及時被銷售，輕則影響煉油廠的正常生產負荷，煉油設備長期運行在低負荷下，影響設備的使用壽命；重則造成成品油儲罐滿罐，煉油廠被迫停工，此時油田開采的原油不能及時被加工，油田需要封井，經濟損失不可估量。因此，為了避免由銷售系統穩定性差而帶來的巨大損失，提高其穩定性迫在眉睫。

1 系統概述

1.1 系統架構

津德爾煉油廠銷售系統采用的是DJK3220 SCADA系統(圖1)。該系統是一個基于計算機的生產過程控制與調度自動化系統，可以對現場運行設備進行監控，以實現數據采集、設備控制、測量、參數調節及各類信號報警等功能。

1.2 軟硬件組成與功能分配

銷售系統硬件部分主要由14臺批控儀、一臺遠程終端單元RTU、兩臺通信網關(互為備用)、兩臺網絡交換機(互為備用)、一臺監控/數據庫服務器、3臺業務機和一臺監控操作員站組成。

監控/數據庫服務器的操作系統為Windows Server 2003，上位監控軟件為IFIX4.5，數據庫軟件為SqlServer 2008，業務站所用業務軟件為Receipt System。

圖1 SCADA系統架構

監控/數據庫服務器通過I/O驅動軟件和過程硬件與現場裝車批控儀進行通信，將采集的裝車實時數據存入數據庫，同時將控制信號送給批控儀，對現場裝車過程實現控制、監測及報表打印等功能。

監控/數據庫服務器讀取裝車過程數據和報警信息，在上位機軟件IFIX4.5界面進行裝車過程、報警、歷史數據和報表顯示。

1#、2#業務站在業務軟件Receipt System界面進行制卡和裝車結算單打印工作，3#業務站對1#、2#業務站提交的卡片信息進行審核確認。

1.3 工作原理

銷售系統信號傳遞關系如圖2所示。現場14臺批控儀通過3條總線將裝車信息送給通信網關，通信網關對信號進行處理，然后通過網絡交換機送到監控/數據庫服務器進行運算、保存，送到監控站進行顯示。監控站將控制信號通過網絡交換機送給通信網關，再通過總線送到批控儀，實現對裝車過程的控制。業務站通過網絡交換機讀取監控/數據庫服務器中存儲的裝車信息，在業務軟件Receipt System界面進行顯示和打印，同時，將制卡信息通過網絡交換機寫入數據庫中。現場可燃氣體報警儀將報警信息送給RTU，RTU有兩路輸出，一路送給閃光報警器進行報警，另一路送到通信網關，再通過網絡交換機送至監控站進行報警顯示。

圖2 銷售系統信號傳遞關系

2 系統穩定性分析

2.1 架構配置

通信網關、網絡交換機和監控/數據庫服務器是銷售系統數據采集與控制的樞紐，其作用至關重要，一旦出現故障，系統將無法繼續運轉。

銷售系統硬件組成上，通信網關和網絡交換機均為冗余配置，而監控/數據庫服務器為單機運行。一旦監控/數據庫服務器出現故障，油品銷售工作將中止。因此，從銷售系統架構方面分析，系統安全性較低。

2.2 服務器配置

服務器配置包括硬件配置和軟件配置兩個方面。為了保證數據的安全性和系統運行的穩定性，當前SCADA系統的服務器硬件主流配置為：服務器冗余，雙電源，硬盤采用RAID5配置。為了保證服務器系統具有良好的兼容性，操作系統安裝Windows Server 2008。然而，銷售系統原監控/數據庫服務器硬件配置為 DELL PRECISION T3500臺式機，CPU為Xeon W3503，內存為DDR3 2GB，硬盤容量為SATA 250GB，操作系統為Windows Server 2003。相比之下，系統原監控/數據庫服務器軟硬件配置均低于當前主流配置，穩定性較低。

2.3 通信配置

銷售系統的通信分為內部通信和與I/O設備通信。內部通信是指業務站、監控站與監控/數據庫服務器之間的通信，該通信通過冗余配置的網絡交換機進行，符合目前SCADA系統內部通信標準。與I/O設備通信是指監控/數據庫服務器與現場批控儀的通信，通信介質為3根非屏蔽雙絞線，每根雙絞線上傳輸5臺批控儀的裝車數據。

津德爾煉油廠地處非洲大陸，常年高溫，而批控儀在室外長周期帶電工作，導致其電子元件穩定性較低。如果5臺批控儀的裝車數據通過一條雙絞線傳輸，則當其中一臺批控儀沒有輸出數據后，通信網關的解碼、校驗次序和周期均要發生變化，極大地增加了通信故障幾率。因此，從通信配置方面分析，系統穩定性較低。

2.4 使用情況

銷售系統自投運以來，系統故障主要有服務器死機、批控儀與服務器通信故障和刷卡業務卡頓3種類型。其中服務器死機故障影響范圍、危害最大，其統計情況如圖3所示。可以看出，2014年服務器故障首次出現，2015年故障3次，2016年1～4月故障兩次，從4月(系統升級)至11月，服務器未出現故障。隨著系統運行時間的增長，故障逐漸增多，系統穩定性逐漸降低。因此，從實際使用情況分析，系統安全性較低。

圖3 銷售系統服務器故障統計

3 系統升級

系統升級分為3部分：硬件升級、軟件升級和批控儀通信線路改造。通過硬件升級來提高系統硬件穩定性和數據庫的安全性；通過軟件升級來提高系統軟硬件的兼容性，完善系統功能，及時自動清理系統無效數據，減少系統資源占用率；通過批控儀通信線路改造來提高批控儀與監控/數據庫服務器的通信穩定性。

3.1 硬件升級

硬件升級包括3部分：

a. 將數據庫服務器與監控服務器分為兩個獨立的服務器。銷售系統原配置一臺DELL PRECISION T3500作為監控/數據庫服務器，其安全性較低。在此次改造中，將它分為監控服務器和數據庫服務器兩臺獨立的服務器，進而將裝車監控與數據存儲分開，達到提高系統安全性的目的。

b. 服務器采用全自動備份技術。在銷售系統中配置兩臺配置相同且工作同步的數據庫服務器，如果其中一臺服務器出現故障，另一臺服務器將立即自動接入系統，接替發生故障的數據庫服務器的全部工作。

c. 服務器硬件配置升級。監控服務器和數據庫服務器均采用DELL R530 2U機架式專用服務器，配置均超當前服務器主流水平，硬件穩定性更高。硬盤采用RAID5配置，既提高了存儲、訪問效率，又提高了數據庫的安全性。

3.2 軟件升級

軟件升級包括以下兩個方面：

a. 服務器操作系統升級。目前，主流的服務器操作系統為Windows Server 2008，它具有良好的軟件兼容性和穩定性。故將原Windows Server 2003操作系統升級為Windows Server 2008，以確保應用軟件運行的可靠與穩定。

b. 應用軟件升級包括上位機軟件IFIX4.5升級和數據庫軟件功能升級。采用升級版IFIX5.8替換原IFIX4.5，使上位機程序更具適應性和靈活性。數據庫軟件功能升級包括在數據庫中增加數據(不需要保存的裝車數據、操作記錄及報警記錄等)的定時自動清理功能和備份功能，以減少數據占用的磁盤空間，降低數據調用率，同時也降低了處理器的負荷。

3.3 批控儀通信線路改造

現有的14臺批控儀均通過3條通信總線進入通信網關，一臺通信服務器最多可接入4根通信總線，如果每臺批控儀均采用單獨的通信總線進入通信網關，則14臺批控儀共需要4臺通信網關。裝車系統現有的一臺RTU采集單元也通過一條獨立的通信總線進入通信網關，這樣4臺通信網關的15個通信口均被占用。考慮到通信故障和檢修處理，此次改造將現使用的通信網關作為備用，新購置通信網關作為生產使用。

4 結束語

筆者在對銷售系統穩定性進行深入分析的基礎上，通過硬件升級、軟件升級和批控儀通信線路改造對系統進行穩定性優化。改造后，銷售系統運行平穩，故障暫未發生，不僅減少了經濟損失，而且為津德爾煉油廠的安、穩、長、滿、優運行提供了保證。

TH865

B

1000-3932(2017)08-0795-03

2017-01-03，

2017-03-19)

劉寶科(1985-)，助理工程師，從事石油煉化程控系統PLC和現場儀表的維修工作，liubaoke@nigersoraz.com。