海洋石油161平台备份恢复系统升级改造

郑 路，郑天为

(中海油能源发展股份有限公司采油服务分公司 天津300457)

0 引 言

海洋石油 161平台经常面临撤离(黑平台)等工作，中控系统需要重新初始化启动，该过程中经常出现程序丢失现象，因此对备份及恢复系统功能进行了升级改造，为系统关键数据提供增量备份，并在系统意外时，恢复系统数据。

随着当今科技的突飞猛进，各行各业都面临着各种数据的爆炸性增长，连续生产作业更面临着巨量实时数据处理的烦恼。工厂自动化和信息化的水平与时俱进地快速发展，数据已经成为企业的重要资产之一，每个企业都面临着大数据的冲击，而重要数据的意外丢失很有可能会给企业带来不可估量的损失。

中国灾难备份与恢复行业的第一个国家标准《信息系统灾难恢复规范》(GB/T 20988—2007)于2007年11月1日正式实施，明确规定了灾难恢复的等级划分(六级，七要素)，“数据备份系统”是最基本的要素。六层等级划分中，对数据备份及备份介质的存放均有明确的规定，如表1所示。

表1 《信息系统灾难恢复规范》对数据备份的规定Tab.1 Data backup requirements of Information Systems Disaster Recovery Code

1 中控系统数据的价值

企业意外事故丢失数据有可能会付出很大的代价，对于以中控系统为核心过程与应急响应的海上生产平台同样如此。在中控系统中，正常安全生产很大程度上取决于控制系统的稳定性与可靠性，而承载关键数据工作站计算机故障会导致数据丢失，对企业的生产运营、财务管理、安全和环保等产生严重的后果。如：发生非计划的意外故障停车、产能下降、安全事故和环保事故等。

随着工业自动化系统数据价值的重要性和面临数据丢失的实际隐患，以及越来越多标准法规的实施，重要数据的实时保护已成为当今生产作业的首要工作。具备数据灾难恢复的能力，建立DCS/SIS数据备份与恢复系统可以保障企业生产业务顺利运行。

1.1 海洋石油161中控系统

海洋石油 161中控系统于 2009年投入运行，PCS系统为艾默生 DeltaV产品，ESD＆FGS系统采用DeltaV SIS产品，SIL3安全等级。一台PLUS站，两台操作员站，负责生产工艺控制和应急关断响应，结构示意图如图1所示。

图1 海洋石油161中控系统Fig.1 HYSY 161 control system

经过近9年的连续长周期运行，工作站计算机电子元件日趋老化，加大了日常维护的难度，存在不可控的隐患，一旦工作站发生故障，将失去对生产的监控，并导致生产数据丢失。

1.2 Backup&Recovery备份与恢复系统

将艾默生基于Acronis® Backup & Recovery™软件专利技术的 Backup＆Recovery备份恢复系统，与现有中控 DeltaV系统无缝集成，起到预防性维护的功能，特点如下：

①Backup&Recovery新技术是真正意义上的完整备份与恢复解决方案，由专门的服务器计算机、备份与恢复软件和独立的备份通信 EtherNet网络实现，只需把想要备份的工作站的第三块网卡接入备份网络的交换机即可，系统结构简单、独立，不再占用原工作站和控制网络，有效解放系统资源。

②全天候实时备份，并支持选取智能备份模式，文件备份、镜像备份、差异备份、增量备份，不同数据对象应用不同备份计划，较之以前的备份方式更智能、更高效。

③Backup&Recovery新技术不再停留在单纯备份与恢复数据库功能上，更可实现对某个文件、整体工作站的原始路径的备份与恢复，其备份范围更广泛，如 DeltaVAMS suiteSycade。

④恢复过程中不受唯一机型限制，只要是DeltaV机型即可实现“异机还原”功能(独有专利技术)，不再执行安装操作系统、驱动程序和 DeltaV 软件的过程，新工作站连接就序后在备份服务器执行简单恢复操作即可，备份与恢复时间更快，实验测试中恢复一台PLUS站只需几分钟。

⑤备份文件存在备份服务器中，文件与区块层级删除重复数据，可减少 90%存储空间，无须担心服务器存储容量，集中管理更便捷高效。

⑥Backup&Recovery备份与恢复新技术更符合现场实际需要，在发生异常情况下较以前更高效、更快速恢复生产控制和安全控制，只需简单操作即可完成，极大减少停产损失。

2 海洋石油161备份与恢复执行方案

2.1 系统结构

在海洋石油161中控系统结构基础上很容易实现备份与恢复功能，方案结构如图2所示。

图2 中控系统结构图Fig.2 Structure of central control system

①增加一台备份与恢复服务器，采用 DeltaV专用服务器，标准配置如下：

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备份与恢复网络交换机采用工业用交换机，安装在中控系统机柜内，由系统提供24VDC电源。

③保持原系统结构不变，用现有工作站计算机备用网口搭建备份与恢复网络，与备份与恢复服务器连接组成备份与恢复系统。

④备份与恢复网络独立于过程控制网，不影响系统运行。

2.2 工程执行

按标准工程项目分以下几个阶段执行。

2.2.1 工程设计

在艾默生备份与恢复标准方案基础上，共同讨论可行性与实施细节，不局限于方案论证、供电要求、网线长度与走向、设备摆放位置、机柜空间确认，以及供货时间、FAT时间与参与人员、现场施工要求、现场调试时间、现场培训等方面；工程设计将由艾默生工程师提交设计文件，由作业公司有关专业人员进行审核批复。

2.2.2 工厂实施

设备到货后由艾默生工程师在工厂搭建备份与恢复网络，安装配置相关软件并测试，HYSY161平台专业工程师参与整个执行过程，备份与恢复软件内置专业备份模版(表2)。

表2 备份描述Tab.2 Backup description

2.2.3 FAT测试

结合现场应用情况，选择适合的备份模版。在所有软件、网络配置完成后，利用一台DeltaV PLUS站即可进行备份与恢复测试。

备份结束后，模拟两种方式进行恢复测试：文件数据丢失和 PLUS硬件故障：①删除 PLUS站中DeltaV文件夹下某个重要文件，使 DeltaV无法运行，然后从备份与恢复服务器进行恢复，恢复过程仅用 1min左右，在 PLUS站即看到被删除恢复的文件，DeltaV启动运行正常；②模拟PLUS站故障从网络中移除，重新接入一台不同型号 PLUS站服务器，从备份与恢复服务器进行恢复，5min左右 PLUS站恢复如初，数据库恢复到最新时间点时的数据库。

2.2.4 现场实施

现场具备施工条件进行施工，整体过程不影响正常生产。安装柜内交换机并接入24 VDC电源，安装备份与恢复服务器，铺设网络电缆搭建备份与恢复网络，服务器上电并进行软件设置；设置备份与恢复软件与网络参数，利用设定好的模版备份PLUS站和两台操作员站；将首次全镜像备份的数据刻录光盘保存，之后定期刻录保存，做到异地存储，养成良好习惯；现场培训，现场仪表人员熟悉掌握操作过程和备份与恢复软件组成结构，备份文存储路径；工程结束，可将备份与恢复软件服务器、显示器撤掉以节省桌面空间，需要时连上即可。

3 结 语

艾默生 DeltaV备份与恢复系统结构简单，功能强大，其高级功能效果更为显著：重复数据删除，中控系统工作站群组数据重叠度高，该功能减少达90%的存储，不必担心备份与恢复服务器空间容量；异机还原，中控DeltaV系统硬件规格匹配要求苛刻，异机还原功能解决计算机硬件损坏更换的不匹配和实现不同硬件上启动和恢复；相对传统模式更快速恢复功能。

总之，DeltaV备份与恢复系统给现场中控系统维护提供了强有力的保障，极大降低因非计划停产造成的损失，为安全稳定生产保驾护航。