CN111552244A - 一种利用虚拟技术解决dcs控制系统维护问题的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用虚拟技术解决DCS控制系统维护问题的方法，属于自动化控制领域，本发明公开的一种利用虚拟技术解决DCS控制系统维护问题的方法，搭建基于虚拟技术的物理仿真系统运行平台，设置物理虚拟服务器，在所述物理虚拟服务器上建立多个虚拟服务器，以在一套所述物理虚拟服务器上运行多套不同操作系统和控制软件；在迁移的所述虚拟服务器上安装各DCS仿真平台所对应的操作系统与控制系统软件。将不同DCS控制系统集中在一个虚拟服务器上，从而可以实现完成对DCS控制系统的监视操作PC机和服务器设备的整合，从而提高运行和维护效率、节约成本、提高系统的安全可靠性。

Description

一种利用虚拟技术解决DCS控制系统维护问题的方法
技术领域
本发明涉及自动化控制领域，尤其涉及一种利用虚拟技术解决DCS控制系统维护问题的方法。
背景技术
DCS的基本组成包括工程师站(ES)、操作站(OS)、控制站(CS)和通讯网络SCnetII。在通讯网络上挂接通信接口单元(CIU)可实现DCS与PLC等数字设备的连接；通过多功能计算站(MFS)和相应的应用软件AdvanTrol-PIMS可实现与企业管理计算机网的信息交换，从而实现整个企业生产过程的管理、控制全集成综合自动化。DCS覆盖了大型集散系统的安全性、冗余功能、网络扩展功能、集成的用户界面及信息存取功能,系统规模变换灵活，可以实现从一个单元的过程控制，到全厂范围的自动化集成。
现在使用的DCS系统网络结构中，监控操作站PC机是主要的人机交互设备。由于DCS控制系统对承担监控操作功能的PC机往往具有特殊的软硬件要求，因而导致一系列的问题：PC产品更新换代快，其软硬件通常只有3到5年产品周期。而DCS控制系统远远超过这一期限。DCS厂商一般通过系统版本升级来支持新的PC设备，但升级费用不菲，往往客户由于无法得到备件支持而被迫升级。DCS控制系统的监控操作PC机安装配置较为复杂，尤其是服务器的配置，需要安装各种不同的硬件驱动软件等；基于Windows的PC机的软硬件可靠性备受诟病，尤其受到现场环境因素等的影响。由于所有的DCS软件都是针对特定的操作系统和硬件进行设计并严格测试，厂商通常不支持未经测试的软硬件平台，也就是说一旦操作系统升级，那么DCS系统软件也必须升级。DCS系统软件的安装不同于常规的软件，往往需要复杂的流程和繁琐的配置，安装配置一个工作站往往最少需要几个小时甚至一天的时间。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种利用虚拟技术解决DCS控制系统维护问题的方法，将不同DCS控制系统集中在一个虚拟服务器上，从而可以实现完成对DCS控制系统的监视操作PC机和服务器设备的整合，达到提高运行和维护效率、节约成本、提高系统的安全可靠性的目的。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供的一种利用虚拟技术解决DCS控制系统维护问题的方法，搭建基于虚拟技术的物理仿真系统运行平台，设置物理虚拟服务器，在所述物理虚拟服务器上建立多个虚拟服务器，以在一套所述物理虚拟服务器上运行多套不同操作系统和控制软件；在迁移的所述虚拟服务器上安装各DCS仿真平台所对应的操作系统与控制系统软件。
本发明优选地技术方案在于，在所述物理虚拟服务器上搭建控制监视操作层虚拟桌面系统，形成虚拟工作站进行远程监视与操作。
本发明优选地技术方案在于，设置网络交换机，将所述虚拟服务器接入到现场的控制操作监视层网络中，使之与现有的DCS系统处于同一控制操作监视层，以实现无缝集成到现有物理和逻辑网络拓扑中。
本发明优选地技术方案在于，在保持现有的控制操作监视层上的工程师站和操作员站继续运行的前提下，再把新接入该控制操作监视层网络中的所述虚拟服务器、所述虚拟桌面系统投入并行运行；逐步撤换原来的工程师站、操作员站。
本发明优选地技术方案在于，将一台所述虚拟服务器的控制软件迁移至另一个不同系统的虚拟服务器上运行，以实现跨系统的整合与集成。
本发明优选地技术方案在于，所述物理虚拟服务设置有虚拟服务器镜像后备系统。
本发明优选地技术方案在于，所述操作系统可以为DCS系统、PLC系统、ABB系统中的任一种。
本发明优选地技术方案在于，将在所述虚拟服务器上所做的软件下载各个所述虚拟服务器上，在所述虚拟服务器上测试运行各DCS仿真平台所对应的操作系统与控制系统软件。
本发明优选地技术方案在于，在组态后的物理仿真系统运行平台上进行离线与在线工程组态，测试和验证工程组态软件的可操作性。
本发明的有益效果为：
本发明提供的一种利用虚拟技术解决DCS控制系统维护问题的方法，搭建基于虚拟技术的物理仿真系统运行平台，设置物理虚拟服务器，在所述物理虚拟服务器上建立多个虚拟服务器，以在一套所述物理虚拟服务器上运行多套不同操作系统和控制软件；在迁移的所述虚拟服务器上安装各DCS仿真平台所对应的操作系统与控制系统软件。将不同DCS控制系统集中在一个虚拟服务器上，从而可以实现完成对DCS控制系统的监视操作PC机和服务器设备的整合，从而提高运行和维护效率、节约成本、提高系统的安全可靠性。
附图说明
图1是本发明具体实施方式中提供的系统原理示意图；
图2是本发明具体实施方式中提供的系统原理流程的示意图；
图中：
1、物理虚拟服务器；2、网络交换机；3、虚拟桌面系统；4、虚拟服务器；5、操作系统；6、物理仿真系统运行平台；7、控制操作监视层；11、虚拟服务器镜像后备系统。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1、图2所示，本实施例中提供的一种利用虚拟技术解决DCS控制系统维护问题的方法，搭建基于虚拟技术的物理仿真系统运行平台6，设置物理虚拟服务器1，在所述物理虚拟服务器1上建立多个虚拟服务器4，以在一套所述物理虚拟服务器1上运行多套不同操作系统5和控制软件；在迁移的所述虚拟服务器4上安装各DCS仿真平台所对应的操作系统5与控制系统软件。将不同厂商的操作系统5与控制系统软件分别安装在不同的虚拟服务器4上，集中到一个物理虚拟物理服务器管理，通过虚拟各DCS控制系统指定型号规格、系统版本的操作站，完成对DCS控制系统的监视操作PC机和服务器设备的整合，从而提高运行和维护效率、节约成本、提高系统的安全可靠性。通过虚拟DCS物理仿真系统平台搭建，实现控制软件(如和利时、横河、ABB、西门子PCS7等软件)在虚拟服务器4上测试、运行；一方面检查和测试虚拟技术在离线仿真控制中运行的可靠性与稳定性；另一方面达到岗位实战操作培训、工程离线与在线组态，仿真操作测试等功能目的。
优选的，在所述物理虚拟服务器1上搭建控制监视操作层虚拟桌面系统3，形成虚拟工作站进行远程监视与操作。将该虚拟技术移植到于现有的生产控制装置中，替代现有的DCS系统监视操作层上的工作站，实现虚拟技术在工厂的创新应用，为实现工厂下一步数据集成、数据中心，云计算等方面的集成应用创造条件和提供解决方案。
为了确保该技术的运行安全性和可靠性，设置网络交换机2，将所述虚拟服务器4接入到现场的控制操作监视层7网络中，使之与现有的DCS系统处于同一控制操作监视层7，以实现无缝集成到现有物理和逻辑网络拓扑中。进一步地，在保持现有的控制操作监视层7上的工程师站和操作员站继续运行的前提下，再把新接入该控制操作监视层7网络中的所述虚拟服务器4、所述虚拟桌面系统3投入并行运行；逐步撤换原来的工程师站、操作员站。从而在将虚拟技术移植到现有运行的DCS系统上时，可以与现有的DCS系统配合进行测试，从而更加方便知道虚拟系统是否可以完美替代现有的工程师站和操作员站，确保替换后系统可以安全可靠的运行。
优选的，将一台所述虚拟服务器4的控制软件迁移至另一个不同系统的虚拟服务器4上运行，以实现跨系统的整合与集成。测试在同一台虚拟服务器4上，迁移出不同虚拟服务器4上运行不同厂商的控制软件的可行性与可靠性测试，为实现跨系统(不同厂家)DCS与PLC系统的整合与集成做准备。通过整合集成可以使得系统管理更加方便。优选的，所述操作系统5可以为DCS系统、PLC系统、ABB系统中的任一种。可以实现多种系统整合到一个物理虚拟服务器1，同时通过将不同系统进行整合使得系统维护更加方便。
为提高其安全可靠性，优选的，所述物理虚拟服务设置有虚拟服务器镜像后备系统11。开展虚拟服务器镜像后备系统11实验和测试，防止由于其中一个物理虚拟服务器1出现硬件问题，而造成整个系统瘫痪。
优选的，将在所述虚拟服务器4上所做的软件下载各个所述虚拟服务器4上，在所述虚拟服务器4上测试运行各DCS仿真平台所对应的操作系统5与控制系统软件。从而判断检测各仿真平台对应的操作系统5与控制系统软件是否可以在虚拟服务器4上完美运行，验证虚拟服务器4对控制系统程序的运行有效性、可行性以及可靠性。
本发明优选地技术方案在于，在组态后的物理仿真系统运行平台6上进行离线与在线工程组态，测试和验证工程组态软件的可操作性。
本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种利用虚拟技术解决DCS控制系统维护问题的方法，其特征在于：
搭建基于虚拟技术的物理仿真系统运行平台(6)，设置物理虚拟服务器(1)，在所述物理虚拟服务器(1)上建立多个虚拟服务器(4)，以在一套所述物理虚拟服务器(1)上运行多套不同操作系统(5)和控制软件；
在迁移的所述虚拟服务器(4)上安装各DCS仿真平台所对应的操作系统(5)与控制系统软件。
2.根据权利要求1所述的利用虚拟技术解决DCS控制系统维护问题的方法，其特征在于：
在所述物理虚拟服务器(1)上搭建控制监视操作层虚拟桌面系统(3)，形成虚拟工作站进行远程监视与操作。
3.根据权利要求1或2所述的利用虚拟技术解决DCS控制系统维护问题的方法，其特征在于：
设置网络交换机(2)，将所述虚拟服务器(4)接入到现场的控制操作监视层(7)网络中，使之与现有的DCS系统处于同一控制操作监视层(7)，以实现无缝集成到现有物理和逻辑网络拓扑中。
4.根据权利要求2所述的利用虚拟技术解决DCS控制系统维护问题的方法，其特征在于：
在保持现有的控制操作监视层(7)上的工程师站和操作员站继续运行的前提下，再把新接入该控制操作监视层(7)网络中的所述虚拟服务器(4)、所述虚拟桌面系统(3)投入并行运行；逐步撤换原来的工程师站、操作员站。
5.根据权利要求1所述的利用虚拟技术解决DCS控制系统维护问题的方法，其特征在于：
将一台所述虚拟服务器(4)的控制软件迁移至另一个不同系统的虚拟服务器(4)上运行，以实现跨系统的整合与集成。
6.根据权利要求1所述的利用虚拟技术解决DCS控制系统维护问题的方法，其特征在于：
所述物理虚拟服务设置有虚拟服务器镜像后备系统(11)。
7.根据权利要求1所述的利用虚拟技术解决DCS控制系统维护问题的方法，其特征在于：
所述操作系统(5)可以为DCS系统、PLC系统、ABB系统中的任一种。
8.根据权利要求1所述的利用虚拟技术解决DCS控制系统维护问题的方法，其特征在于：
将在所述虚拟服务器(4)上所做的软件下载各个所述虚拟服务器(4)上，在所述虚拟服务器(4)上测试运行各DCS仿真平台所对应的操作系统(5)与控制系统软件。
9.根据权利要求1所述的利用虚拟技术解决DCS控制系统维护问题的方法，其特征在于：
在组态后的物理仿真系统运行平台(6)上进行离线与在线工程组态，测试和验证工程组态软件的可操作性。
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