海洋石油161平臺備份恢復系統升級改造

鄭 路，鄭天為

(中海油能源發展股份有限公司采油服務分公司 天津300457)

0 引 言

海洋石油 161平臺經常面臨撤離(黑平臺)等工作，中控系統需要重新初始化啟動，該過程中經常出現程序丟失現象，因此對備份及恢復系統功能進行了升級改造，為系統關鍵數據提供增量備份，并在系統意外時，恢復系統數據。

隨著當今科技的突飛猛進，各行各業都面臨著各種數據的爆炸性增長，連續生產作業更面臨著巨量實時數據處理的煩惱。工廠自動化和信息化的水平與時俱進地快速發展，數據已經成為企業的重要資產之一，每個企業都面臨著大數據的沖擊，而重要數據的意外丟失很有可能會給企業帶來不可估量的損失。

中國災難備份與恢復行業的第一個國家標準《信息系統災難恢復規范》(GB/T 20988—2007)于2007年11月1日正式實施，明確規定了災難恢復的等級劃分(六級，七要素)，“數據備份系統”是最基本的要素。六層等級劃分中，對數據備份及備份介質的存放均有明確的規定，如表1所示。

表1 《信息系統災難恢復規范》對數據備份的規定Tab.1 Data backup requirements of Information Systems Disaster Recovery Code

1 中控系統數據的價值

企業意外事故丟失數據有可能會付出很大的代價，對于以中控系統為核心過程與應急響應的海上生產平臺同樣如此。在中控系統中，正常安全生產很大程度上取決于控制系統的穩定性與可靠性，而承載關鍵數據工作站計算機故障會導致數據丟失，對企業的生產運營、財務管理、安全和環保等產生嚴重的后果。如：發生非計劃的意外故障停車、產能下降、安全事故和環保事故等。

隨著工業自動化系統數據價值的重要性和面臨數據丟失的實際隱患，以及越來越多標準法規的實施，重要數據的實時保護已成為當今生產作業的首要工作。具備數據災難恢復的能力，建立DCS/SIS數據備份與恢復系統可以保障企業生產業務順利運行。

1.1 海洋石油161中控系統

海洋石油 161中控系統于 2009年投入運行，PCS系統為艾默生 DeltaV產品，ESD＆FGS系統采用DeltaV SIS產品，SIL3安全等級。一臺PLUS站，兩臺操作員站，負責生產工藝控制和應急關斷響應，結構示意圖如圖1所示。

圖1 海洋石油161中控系統Fig.1 HYSY 161 control system

經過近9年的連續長周期運行，工作站計算機電子元件日趨老化，加大了日常維護的難度，存在不可控的隱患，一旦工作站發生故障，將失去對生產的監控，并導致生產數據丟失。

1.2 Backup&Recovery備份與恢復系統

將艾默生基于Acronis? Backup & Recovery?軟件專利技術的 Backup＆Recovery備份恢復系統，與現有中控 DeltaV系統無縫集成，起到預防性維護的功能，特點如下：

①Backup&Recovery新技術是真正意義上的完整備份與恢復解決方案，由專門的服務器計算機、備份與恢復軟件和獨立的備份通信 EtherNet網絡實現，只需把想要備份的工作站的第三塊網卡接入備份網絡的交換機即可，系統結構簡單、獨立，不再占用原工作站和控制網絡，有效解放系統資源。

②全天候實時備份，并支持選取智能備份模式，文件備份、鏡像備份、差異備份、增量備份，不同數據對象應用不同備份計劃，較之以前的備份方式更智能、更高效。

③Backup&Recovery新技術不再停留在單純備份與恢復數據庫功能上，更可實現對某個文件、整體工作站的原始路徑的備份與恢復，其備份范圍更廣泛，如 DeltaVAMS suiteSycade。

④恢復過程中不受唯一機型限制，只要是DeltaV機型即可實現“異機還原”功能(獨有專利技術)，不再執行安裝操作系統、驅動程序和 DeltaV 軟件的過程，新工作站連接就序后在備份服務器執行簡單恢復操作即可，備份與恢復時間更快，實驗測試中恢復一臺PLUS站只需幾分鐘。

⑤備份文件存在備份服務器中，文件與區塊層級刪除重復數據，可減少 90%存儲空間，無須擔心服務器存儲容量，集中管理更便捷高效。

⑥Backup&Recovery備份與恢復新技術更符合現場實際需要，在發生異常情況下較以前更高效、更快速恢復生產控制和安全控制，只需簡單操作即可完成，極大減少停產損失。

2 海洋石油161備份與恢復執行方案

2.1 系統結構

在海洋石油161中控系統結構基礎上很容易實現備份與恢復功能，方案結構如圖2所示。

圖2 中控系統結構圖Fig.2 Structure of central control system

①增加一臺備份與恢復服務器，采用 DeltaV專用服務器，標準配置如下：

DeltaV Workstation Tower Server；Embedded Win Server 2008 Std Edition；Dual Xeon E5-2620 v3 2.4GHz CPU；No Monitor；Six 600GB Drives；RAID 10；16GB RAM；DVD+/-RW Drive；4 Ethernet Ports.

②備份與恢復網絡交換機采用工業用交換機，安裝在中控系統機柜內，由系統提供24VDC電源。

③保持原系統結構不變，用現有工作站計算機備用網口搭建備份與恢復網絡，與備份與恢復服務器連接組成備份與恢復系統。

④備份與恢復網絡獨立于過程控制網，不影響系統運行。

2.2 工程執行

按標準工程項目分以下幾個階段執行。

2.2.1 工程設計

在艾默生備份與恢復標準方案基礎上，共同討論可行性與實施細節，不局限于方案論證、供電要求、網線長度與走向、設備擺放位置、機柜空間確認，以及供貨時間、FAT時間與參與人員、現場施工要求、現場調試時間、現場培訓等方面；工程設計將由艾默生工程師提交設計文件，由作業公司有關專業人員進行審核批復。

2.2.2 工廠實施

設備到貨后由艾默生工程師在工廠搭建備份與恢復網絡，安裝配置相關軟件并測試，HYSY161平臺專業工程師參與整個執行過程，備份與恢復軟件內置專業備份模版(表2)。

表2 備份描述Tab.2 Backup description

2.2.3 FAT測試

結合現場應用情況，選擇適合的備份模版。在所有軟件、網絡配置完成后，利用一臺DeltaV PLUS站即可進行備份與恢復測試。

備份結束后，模擬兩種方式進行恢復測試：文件數據丟失和 PLUS硬件故障：①刪除 PLUS站中DeltaV文件夾下某個重要文件，使 DeltaV無法運行，然后從備份與恢復服務器進行恢復，恢復過程僅用 1min左右，在 PLUS站即看到被刪除恢復的文件，DeltaV啟動運行正常；②模擬PLUS站故障從網絡中移除，重新接入一臺不同型號 PLUS站服務器，從備份與恢復服務器進行恢復，5min左右 PLUS站恢復如初，數據庫恢復到最新時間點時的數據庫。

2.2.4 現場實施

現場具備施工條件進行施工，整體過程不影響正常生產。安裝柜內交換機并接入24 VDC電源，安裝備份與恢復服務器，鋪設網絡電纜搭建備份與恢復網絡，服務器上電并進行軟件設置；設置備份與恢復軟件與網絡參數，利用設定好的模版備份PLUS站和兩臺操作員站；將首次全鏡像備份的數據刻錄光盤保存，之后定期刻錄保存，做到異地存儲，養成良好習慣；現場培訓，現場儀表人員熟悉掌握操作過程和備份與恢復軟件組成結構，備份文存儲路徑；工程結束，可將備份與恢復軟件服務器、顯示器撤掉以節省桌面空間，需要時連上即可。

3 結 語

艾默生 DeltaV備份與恢復系統結構簡單，功能強大，其高級功能效果更為顯著：重復數據刪除，中控系統工作站群組數據重疊度高，該功能減少達90%的存儲，不必擔心備份與恢復服務器空間容量；異機還原，中控DeltaV系統硬件規格匹配要求苛刻，異機還原功能解決計算機硬件損壞更換的不匹配和實現不同硬件上啟動和恢復；相對傳統模式更快速恢復功能。

總之，DeltaV備份與恢復系統給現場中控系統維護提供了強有力的保障，極大降低因非計劃停產造成的損失，為安全穩定生產保駕護航。