降低EMS系統動力/水服務器故障率的設計

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

馬鋼新區能源中心是一個集過程監控、能源管理、能源調度為一體的管控中心，監控管理的能源介質主要有：供配電系統、焦爐煤氣、高爐煤氣、轉爐煤氣、混合煤氣、壓縮空氣、氧氣、氮氣、氬、蒸汽、生產水等。作為新區能源的生產指揮控制中心，調度人員借助EMS系統實現集中的能源生產調度，對無人值守的能源公輔設施實現集中監視和控制，保證新區主作業線正常有序的生產。

EMS系統的5#、6#服務器是動力和水調度臺遠程操作監視的重要基礎平臺，硬件采用2臺IBM服務器，軟件采用CiTECT6.0 SCADA，形成互相冗余的熱備系統，以保證在某一臺服務器出現故障時，能夠及時的切換到備用服務器上，依然保證調度的實時操作和監控。

但在后續運行中5#、6#服務器運行一直不是很穩定，期間發生過數次同時中斷的故障，導致系統不能正常運行，使相關設備處在失控狀態，給調度的操作帶來了不便和風險。

2 降低動力/水服務器故障率的設計

2.1 故障分析

經過分析，我們發現5#、6#I/O服務器不但承擔了7881點動力/水系統數據的讀取，寫入功能之外，還承擔了動力/水系統3921點報警顯示、1313點趨勢顯示的功能。其中趨勢及報警以秒為時間單位將數據寫入系統形成趨勢文件，占用系統資源較大，5#、6#服務器本身還承擔著與基礎自動化站點及EMS子站40個站點7289信息點的通訊及數據交換、操作功能，連接數較多。

和一直很穩定的電力服務器相比，電力服務器點數和動力/水服務器大致相等，占用資源較大的趨勢報警是單獨放在電力報警趨勢服務器上運行，且電力服務器的連接數分別為5個和3個，遠遠小于動力/水服務器的40個連接數。因此我們判定5#、6#服務器同時離線的故障應該在負載過大方面。

2.2 方案設計

針對5#、6#服務器負載過大的問題，我們設想新增一套冗余服務器，對5#、6#服務器負載進行分擔，設計了負載分擔的方案：

按照站點的重要性分開，即有遠程操作的站點放在另一套服務器運行，采集及監視的站點及動力/水報警趨勢放在一套服務器中運行。

負載進行了優化，站點數分別為監視24和遠控16（連接數較為均衡），點數分別為監視1291和遠控5998，報警為監視3921和遠控0，趨勢為監視1313和遠控0，總點數為監視6525和遠控5998。其中采集和監視站集中一套服務器，遠程控制集中一套服務器，可以將系統風險分散，采集系統故障不會影響遠程操作系統的正常運行。

（1）5#/6#服務器將原有的動力水采集站點的I/O服務和所有的報警趨勢服務拆分到新增的冗余服務器，僅保留動力水控制站點的I/O服務。

（2）5#/6#服務器：分擔高焦煤氣儲配站、轉爐煤氣儲配站、制氫站、空壓站、制水廠等共計16個站點共計5998個遠控點的I/O服務。

（3）新增冗余服務器：承擔料場、燒結、焦化、煉鐵、煉鋼、連鑄、熱軋、冷軋、石灰窯、制氧、雨排泵房等區域共計24個站點共計6525個采集點（含報警、趨勢）的I/O服務。

具體數據流程圖如圖1、圖2所示

圖1 通訊連接負載均衡數據流程圖

圖2 信號負載均衡數據流程圖

2.3 實施步驟

EMS系統是在線系統，為不影響正常生產，將對系統采用分步驟分離的方法，在分離過程中，始終保證原有5#、6#服務器上運行的所有功能在分離過程中始終處于冗余狀態下，保證生產操作可靠穩定。具體分離步驟過程如下：

（1）CITECT項目分離

將5#、6#服務器最新的CITECT項目按照采集監視和遠控經行IO設備、標簽點、畫面、報警、趨勢、CICODE腳本等進行分離，在原有項目中刪除遠控的相關內容，形成一個獨立的采集監視項目，用于新增的冗余服務器；在原有項目中刪除采集監視的相關內容，形成一個獨立的遠控項目，用于原有的5#、6#服務器；分離完成后進行編譯和運行測試，保證其正確、一致、完整。

（2）對分離出的采集監視項目進行式運行

在保持原有5#、6#冗余系統不變的情況下，在新增的冗余服務器中運行分離出的采集監視項目，形成冗余系統，利用調度臺多個終端中的某一臺終端進行新增服務的采集監視功能測試，順序從動力開始，最后到水臺結束，調度臺的操作均使用測試終端進行，驗證新增服務器的所有功能是否完整、可靠，測試完畢且正確無誤后，對系統地冗余性能進行測試，在系統具有冗余功能后，將新增的兩臺服務器投入運行。

（3）對6#服務器進行分離

5#服務器依然運行原有項目，同時用另外一臺服務器（臨時）也運行原有項目，和5#服務器形成冗余系統，保證整個系統的正常運行；將停止運行原有項目的6#服務器運行分離出來的遠控項目，利用另一臺終端對其所有監視和控制等功能按照從動力到水的順序進行測試，驗證新增服務器的所有功能是否完整、可靠，測試完畢且正確無誤后，將6#服務器上的遠控項目正式投入系統中運行。

（4）對5#服務器進行分離

在6#服務器上的遠控項目正式投入系統中運行后，同時保證臨時服務器運行原有項目，這樣在6#和臨時服務器上都具有遠控功能，這時將5#服務器從原有項目上退出運行，將分離出的遠控項目在5#服務上運行，利用一臺終端對其所有監視和控制等功能按照從動力到水的順序進行測試，驗證新增服務器的所有功能是否完整、可靠，測試完畢且正確無誤后，將5#服務器上的遠控項目正式投入系統中運行，這時5#、6#服務器重新形成遠控項目冗余系統，對5#、6#服務器進行冗余功能的測試，測試正確后，5#、6#服務器通入遠控項目的正常運行，此時11#服務器可以完全退出運行，至此這個分離過程完成。

在整個分離過程中，利用臨時服務器始終保證系統處于冗余狀態，不會影響系統的正常操作和監視。由于5#、6#服務器相對其它系統是一套獨立系統，所以在分離過程中也不會對其它系統產生任何影響，其它系統不需作任何改動。

3 結束語

通過對我單位新區EMS系統動力/水服務器的設計、實施。完成后，動力/水服務器未發生過同時中斷的故障，順利解決了困擾多年的服務器故障，保障了系統的安全穩定運行。