炼油厂销售系统稳定性分析①

刘宝科 朱 德

(中国石油天然气股份有限公司兰州石化公司 a.设备维修公司；b.质检部)

炼油厂销售系统稳定性分析①

刘宝科a朱 德b

(中国石油天然气股份有限公司兰州石化公司 a.设备维修公司；b.质检部)

介绍了某炼油厂销售系统的架构、软硬件组成、功能分配和工作原理。从架构配置、服务器配置、通信配置和实际使用情况4个方面对系统稳定性进行了深入分析和相应的升级改造。改造后，销售系统运行平稳。

销售系统 服务器 稳定性分析 系统升级

津德尔炼油厂集生产和销售于一体，主要生产汽油、柴油、液化气和燃料油。随着该炼油厂运行时间的增长，油品销售系统故障逐年增加。如果成品油不能及时被销售，轻则影响炼油厂的正常生产负荷，炼油设备长期运行在低负荷下，影响设备的使用寿命；重则造成成品油储罐满罐，炼油厂被迫停工，此时油田开采的原油不能及时被加工，油田需要封井，经济损失不可估量。因此，为了避免由销售系统稳定性差而带来的巨大损失，提高其稳定性迫在眉睫。

1 系统概述

1.1 系统架构

津德尔炼油厂销售系统采用的是DJK3220 SCADA系统(图1)。该系统是一个基于计算机的生产过程控制与调度自动化系统，可以对现场运行设备进行监控，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节及各类信号报警等功能。

1.2 软硬件组成与功能分配

销售系统硬件部分主要由14台批控仪、一台远程终端单元RTU、两台通信网关(互为备用)、两台网络交换机(互为备用)、一台监控/数据库服务器、3台业务机和一台监控操作员站组成。

监控/数据库服务器的操作系统为Windows Server 2003，上位监控软件为IFIX4.5，数据库软件为SqlServer 2008，业务站所用业务软件为Receipt System。

图1 SCADA系统架构

监控/数据库服务器通过I/O驱动软件和过程硬件与现场装车批控仪进行通信，将采集的装车实时数据存入数据库，同时将控制信号送给批控仪，对现场装车过程实现控制、监测及报表打印等功能。

监控/数据库服务器读取装车过程数据和报警信息，在上位机软件IFIX4.5界面进行装车过程、报警、历史数据和报表显示。

1#、2#业务站在业务软件Receipt System界面进行制卡和装车结算单打印工作，3#业务站对1#、2#业务站提交的卡片信息进行审核确认。

1.3 工作原理

销售系统信号传递关系如图2所示。现场14台批控仪通过3条总线将装车信息送给通信网关，通信网关对信号进行处理，然后通过网络交换机送到监控/数据库服务器进行运算、保存，送到监控站进行显示。监控站将控制信号通过网络交换机送给通信网关，再通过总线送到批控仪，实现对装车过程的控制。业务站通过网络交换机读取监控/数据库服务器中存储的装车信息，在业务软件Receipt System界面进行显示和打印，同时，将制卡信息通过网络交换机写入数据库中。现场可燃气体报警仪将报警信息送给RTU，RTU有两路输出，一路送给闪光报警器进行报警，另一路送到通信网关，再通过网络交换机送至监控站进行报警显示。

图2 销售系统信号传递关系

2 系统稳定性分析

2.1 架构配置

通信网关、网络交换机和监控/数据库服务器是销售系统数据采集与控制的枢纽，其作用至关重要，一旦出现故障，系统将无法继续运转。

销售系统硬件组成上，通信网关和网络交换机均为冗余配置，而监控/数据库服务器为单机运行。一旦监控/数据库服务器出现故障，油品销售工作将中止。因此，从销售系统架构方面分析，系统安全性较低。

2.2 服务器配置

服务器配置包括硬件配置和软件配置两个方面。为了保证数据的安全性和系统运行的稳定性，当前SCADA系统的服务器硬件主流配置为：服务器冗余，双电源，硬盘采用RAID5配置。为了保证服务器系统具有良好的兼容性，操作系统安装Windows Server 2008。然而，销售系统原监控/数据库服务器硬件配置为 DELL PRECISION T3500台式机，CPU为Xeon W3503，内存为DDR3 2GB，硬盘容量为SATA 250GB，操作系统为Windows Server 2003。相比之下，系统原监控/数据库服务器软硬件配置均低于当前主流配置，稳定性较低。

2.3 通信配置

销售系统的通信分为内部通信和与I/O设备通信。内部通信是指业务站、监控站与监控/数据库服务器之间的通信，该通信通过冗余配置的网络交换机进行，符合目前SCADA系统内部通信标准。与I/O设备通信是指监控/数据库服务器与现场批控仪的通信，通信介质为3根非屏蔽双绞线，每根双绞线上传输5台批控仪的装车数据。

津德尔炼油厂地处非洲大陆，常年高温，而批控仪在室外长周期带电工作，导致其电子元件稳定性较低。如果5台批控仪的装车数据通过一条双绞线传输，则当其中一台批控仪没有输出数据后，通信网关的解码、校验次序和周期均要发生变化，极大地增加了通信故障几率。因此，从通信配置方面分析，系统稳定性较低。

2.4 使用情况

销售系统自投运以来，系统故障主要有服务器死机、批控仪与服务器通信故障和刷卡业务卡顿3种类型。其中服务器死机故障影响范围、危害最大，其统计情况如图3所示。可以看出，2014年服务器故障首次出现，2015年故障3次，2016年1～4月故障两次，从4月(系统升级)至11月，服务器未出现故障。随着系统运行时间的增长，故障逐渐增多，系统稳定性逐渐降低。因此，从实际使用情况分析，系统安全性较低。

图3 销售系统服务器故障统计

3 系统升级

系统升级分为3部分：硬件升级、软件升级和批控仪通信线路改造。通过硬件升级来提高系统硬件稳定性和数据库的安全性；通过软件升级来提高系统软硬件的兼容性，完善系统功能，及时自动清理系统无效数据，减少系统资源占用率；通过批控仪通信线路改造来提高批控仪与监控/数据库服务器的通信稳定性。

3.1 硬件升级

硬件升级包括3部分：

a. 将数据库服务器与监控服务器分为两个独立的服务器。销售系统原配置一台DELL PRECISION T3500作为监控/数据库服务器，其安全性较低。在此次改造中，将它分为监控服务器和数据库服务器两台独立的服务器，进而将装车监控与数据存储分开，达到提高系统安全性的目的。

b. 服务器采用全自动备份技术。在销售系统中配置两台配置相同且工作同步的数据库服务器，如果其中一台服务器出现故障，另一台服务器将立即自动接入系统，接替发生故障的数据库服务器的全部工作。

c. 服务器硬件配置升级。监控服务器和数据库服务器均采用DELL R530 2U机架式专用服务器，配置均超当前服务器主流水平，硬件稳定性更高。硬盘采用RAID5配置，既提高了存储、访问效率，又提高了数据库的安全性。

3.2 软件升级

软件升级包括以下两个方面：

a. 服务器操作系统升级。目前，主流的服务器操作系统为Windows Server 2008，它具有良好的软件兼容性和稳定性。故将原Windows Server 2003操作系统升级为Windows Server 2008，以确保应用软件运行的可靠与稳定。

b. 应用软件升级包括上位机软件IFIX4.5升级和数据库软件功能升级。采用升级版IFIX5.8替换原IFIX4.5，使上位机程序更具适应性和灵活性。数据库软件功能升级包括在数据库中增加数据(不需要保存的装车数据、操作记录及报警记录等)的定时自动清理功能和备份功能，以减少数据占用的磁盘空间，降低数据调用率，同时也降低了处理器的负荷。

3.3 批控仪通信线路改造

现有的14台批控仪均通过3条通信总线进入通信网关，一台通信服务器最多可接入4根通信总线，如果每台批控仪均采用单独的通信总线进入通信网关，则14台批控仪共需要4台通信网关。装车系统现有的一台RTU采集单元也通过一条独立的通信总线进入通信网关，这样4台通信网关的15个通信口均被占用。考虑到通信故障和检修处理，此次改造将现使用的通信网关作为备用，新购置通信网关作为生产使用。

4 结束语

笔者在对销售系统稳定性进行深入分析的基础上，通过硬件升级、软件升级和批控仪通信线路改造对系统进行稳定性优化。改造后，销售系统运行平稳，故障暂未发生，不仅减少了经济损失，而且为津德尔炼油厂的安、稳、长、满、优运行提供了保证。

TH865

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1000-3932(2017)08-0795-03

2017-01-03，

2017-03-19)

刘宝科(1985-)，助理工程师，从事石油炼化程控系统PLC和现场仪表的维修工作，liubaoke@nigersoraz.com。