虛擬技術(shù)在DCS中的應(yīng)用

2013-10-17 10:23:58 EP電力信息化網(wǎng)　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

PC機(jī)在DCS中占有非常重要的地位，但是PC機(jī)在DCS運(yùn)行過(guò)程中也存在著一系列的問(wèn)題而飽受DCS用戶抱怨。抱怨最多的集中在以下幾個(gè)方面： 1、在DCS投用5年左右所有PC的軟硬件由于備件原因被迫升級(jí);

PC機(jī)在DCS中占有非常重要的地位，但是PC機(jī)在DCS運(yùn)行過(guò)程中也存在著一系列的問(wèn)題而飽受DCS用戶抱怨。抱怨最多的集中在以下幾個(gè)方面：

1、在DCS投用5年左右所有PC的軟硬件由于備件原因被迫升級(jí);
2、PC機(jī)安裝配置非常復(fù)雜;
3、基于Windows的PC機(jī)的軟硬件可靠性備受詬病。
本文旨在探討虛擬機(jī)在DCS行業(yè)中的應(yīng)用，解決DCS軟件生命周期的問(wèn)題，降低裝機(jī)的復(fù)雜程度，從而提高DCS工作站的可靠性。

虛擬機(jī)延長(zhǎng)DCS工作站軟件的生命周期
一套常規(guī)的DCS的硬件的生命周期是十年甚至更長(zhǎng)，而與之配套的PC機(jī)的軟硬件通常只有3到5年產(chǎn)品周期，這不是說(shuō)3年后DCS工作站不能用了，而是說(shuō)在3到5年后，在市場(chǎng)上買不到適用的備件了，這是由于所有的DCS軟件都是針對(duì)特定的操作系統(tǒng)和硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)并嚴(yán)格測(cè)試，廠商通常不支持未經(jīng)測(cè)試的軟硬件平臺(tái)，市面上能夠買到的最新的PC通常只提供最新的操作系統(tǒng)軟件，例如，某DCS軟件是在Windows XP下研發(fā)及測(cè)試的，現(xiàn)有市場(chǎng)上的工作站都是提供Win7的操作系統(tǒng)。那么現(xiàn)有的Win7 的操作系統(tǒng)及硬件將無(wú)法保證Windows XP平臺(tái)下的該軟件的穩(wěn)定運(yùn)行。為了解決這個(gè)問(wèn)題，DCS廠商通常的解決方案是將該DCS系統(tǒng)的軟件、操作系統(tǒng)及硬件全部升級(jí)到最新的版本。升級(jí)服務(wù)的成本非常昂貴，而且工廠還需要為此停產(chǎn)一到兩周。

隨著微軟操作系統(tǒng)版本升級(jí)頻率的加快，DCS工作站生命周期的問(wèn)題變得更加突出。在不到5年的時(shí)間，微軟連續(xù)推出Vista、Win7 、Win8三個(gè)PC機(jī)操作系統(tǒng)，讓DCS用戶不斷面臨被升級(jí)的問(wèn)題。

虛擬機(jī)平臺(tái)為操作系統(tǒng)提供虛擬的硬件環(huán)境

虛擬機(jī)在DCS行業(yè)的應(yīng)用可以解決DCS工作站生命周期的問(wèn)題。所謂虛擬機(jī)(Virtual Machine)是指通過(guò)軟件模擬的具有完整硬件系統(tǒng)功能的、運(yùn)行在一個(gè)完全隔離環(huán)境中的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

對(duì)于虛擬機(jī)內(nèi)部的DCS應(yīng)用軟件而言，虛擬的運(yùn)行環(huán)境與真正的操作系統(tǒng)環(huán)境沒有什么區(qū)別，每個(gè)虛擬運(yùn)行環(huán)境都有獨(dú)立的CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)和硬盤。不同的是，這些硬件都是由虛擬機(jī)提供的，并不是真正的物理設(shè)備，因此無(wú)論外部的硬件、操作系統(tǒng)如何改變，虛擬機(jī)內(nèi)部的運(yùn)行環(huán)境都不會(huì)改變，因此，虛擬機(jī)使得內(nèi)部的DCS應(yīng)用軟件的運(yùn)行與實(shí)際的硬件和操作系統(tǒng)平臺(tái)無(wú)關(guān)。

當(dāng)DCS的用戶在市場(chǎng)上無(wú)法采購(gòu)到合適的工作站或者服務(wù)器時(shí)，用戶只需簡(jiǎn)單的將原有的操作系統(tǒng)安裝到虛擬機(jī)上，然后在虛擬機(jī)內(nèi)部操作系統(tǒng)中運(yùn)行原有的DCS應(yīng)用軟件。從而解決了軟件生命周期的問(wèn)題。
虛擬機(jī)的本質(zhì)是提供了虛擬的計(jì)算機(jī)硬件，而DCS的軟硬件環(huán)境必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的測(cè)試，因此虛擬機(jī)安裝DCS應(yīng)用程序需要有兩個(gè)注意事項(xiàng)：

第一控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，必須確保DCS程序是在該虛擬機(jī)平臺(tái)上經(jīng)過(guò)嚴(yán)格測(cè)試的。市場(chǎng)上現(xiàn)有十多種虛擬機(jī)的平臺(tái)，各不相同，一定要注意只有DCS廠商提供的虛擬機(jī)或者是經(jīng)過(guò)DCS廠商測(cè)試認(rèn)證過(guò)的虛擬機(jī)平臺(tái)才可以使用。

第二，虛擬機(jī)提供的硬件接口通常都是標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備，如果DCS需要連接特殊設(shè)備，那么就必須考慮該設(shè)備是否能夠在虛擬機(jī)環(huán)境下正常運(yùn)行。

虛擬機(jī)簡(jiǎn)化運(yùn)行系統(tǒng)安裝調(diào)試時(shí)間
DCS的安裝不同于常規(guī)的軟件控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，往往需要復(fù)雜的流程和繁瑣的配置，安裝配置一個(gè)工作站往往最少需要幾個(gè)小時(shí)甚至一天的時(shí)間。雖然市面上有硬盤鏡像軟件可以加快安裝速度，但是處于安全考慮，DCS廠商通常不建議使用。

從虛擬機(jī)最外層來(lái)看，虛擬機(jī)上是一個(gè)文件被加載到虛擬機(jī)軟件上運(yùn)行的過(guò)程，因此一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的虛擬機(jī)首先是一個(gè)普通的文件，可以被復(fù)制、備份或存儲(chǔ)。那么我們就可以將一個(gè)安裝配置好的虛擬機(jī)文件保存在外部存儲(chǔ)器上，在需要時(shí)復(fù)制到正確的硬盤位置，被虛擬機(jī)軟件加載運(yùn)行。

多臺(tái)服務(wù)器構(gòu)成的虛擬機(jī)平臺(tái)，單臺(tái)服務(wù)器崩潰不會(huì)影響虛擬機(jī)的正常運(yùn)行

這種方式不僅可以在新項(xiàng)目安裝過(guò)程中使用，加快項(xiàng)目的進(jìn)度，還可以備份正常運(yùn)行的工作站。一旦計(jì)算機(jī)出現(xiàn)不可恢復(fù)的硬件故障時(shí)，可以在第一時(shí)間將備份過(guò)的虛擬機(jī)文件在一臺(tái)備用的工作站上恢復(fù)運(yùn)行，縮短MTBF時(shí)間。

目前，已經(jīng)有少數(shù)DCS廠商將設(shè)計(jì)好的虛擬鏡像光盤替代原有的軟件安裝光盤，這種一站式的產(chǎn)品大大降低了DCS工作站安裝維護(hù)的復(fù)雜程度，節(jié)省了項(xiàng)目及維護(hù)時(shí)間及成本。
虛擬機(jī)提升系統(tǒng)的可靠性

PC機(jī)或者PC服務(wù)器一直是DCS可靠性的短板，即使有些DCS廠商采用分散式結(jié)構(gòu)，依然無(wú)法避免核心服務(wù)器故障造成的全廠停車的事故。為此，在廠級(jí)安全的服務(wù)器上，DCS廠商多采用冗余服務(wù)器提高安全性，但是普通的冗余服務(wù)器運(yùn)行效率低、成本高，一對(duì)服務(wù)器通常運(yùn)行的任務(wù)有限。

隨著IT技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的CPU內(nèi)核越來(lái)越多，內(nèi)存也越來(lái)越大，虛擬機(jī)平臺(tái)可以為每一個(gè)運(yùn)行的虛擬機(jī)分配CPU及內(nèi)存資源，在一個(gè)虛擬機(jī)平臺(tái)上同時(shí)運(yùn)行多個(gè)虛擬機(jī)系統(tǒng)，從而更充分地利用CPU及內(nèi)存資源。

多臺(tái)主機(jī)服務(wù)器內(nèi)的虛擬機(jī)互為備份，每個(gè)服務(wù)器在運(yùn)行多個(gè)虛擬機(jī)的同時(shí)，還為其他的服務(wù)器的虛擬機(jī)提供備份，共享CPU、內(nèi)存及硬盤資源，一旦其中一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)硬件故障，其他的服務(wù)器可以立即接替運(yùn)行故障的虛擬機(jī)內(nèi)的進(jìn)程，整個(gè)切換過(guò)程幾乎是無(wú)縫進(jìn)行，確保工廠的平穩(wěn)運(yùn)行。

由此可見，通過(guò)虛擬化服務(wù)器互相備用，可以大大的提高系統(tǒng)的魯棒性，消除由于服務(wù)器故障造成的故障停車時(shí)間。

責(zé)任編輯：廖生玨

免責(zé)聲明：本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)，與本站無(wú)關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本站證實(shí)，對(duì)本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實(shí)性、完整性、及時(shí)性本站不作任何保證或承諾，請(qǐng)讀者僅作參考，并請(qǐng)自行核實(shí)相關(guān)內(nèi)容。

我要收藏

個(gè)贊