李立志

（岳阳长炼机电工程技术有限公司，海南 东方 572600）

0 引言

随着工业生产系统信息化、自动化水平不断发展，DCS控制系统各类数据文件的保存及备份工作越来越重要，数据丢失的原因有系统电脑硬件故障，应用程序或操作系统出错，人为操作错误，电脑病毒或黑客入侵，火灾、地震等自然灾害，异常停机、正常停机等[1]。一旦数据丢失可能引起控制系统瘫痪，生产装置就不能正常生产，通过数据备份能防止数据丢失后不能及时恢复的风险。数据备份方法很多，如DCS系统可以通过自身的冗余机制、磁盘阵列、双机热备，人为手动备份等方法防止数据丢失，但这些备份方法还是存在系统自身冗余故障、人为操作失误等各种风险，这里采用了ARCONIS（ARCONIS是一家专门开发备份软件、灾难恢复和安全数据访问的一站式解决方案提供商）的自动备份服务系统来搭建DCS控制系统的数据备份平台，按预定计划定时备份控制系统的重要数据，保证系统的安全可靠，同时避免人为手动备份的缺点导致数据的丢失。当发生异常情况，如网络黑客攻击、数据全部删除、计算机硬盘损坏、火灾时，能够通过预先备份的数据对系统进行有条不紊地快速恢复。使用新的自动备份服务系统，可以避免前面所提到的备份方法的一些不足。

1 DCS控制系统介绍

本厂DCS控制系统采用两套艾默生的Deltav R3系统，每套系统有一台PLUS主工程师站，它是控制系统的数据中心，保存全部组态数据及生产事件日志；另一台HIS历史站保存全部历史数据；还有三十多台操作站用于工艺日常生产操作。采用主、副冗余以太网链接进行通讯。

2 研究背景

控制系统备份包括系统软件和应用软件，应用软件应做本地备份和异地备份，本地备份存放在工程师站硬盘中，异地备份原则上用专用U盘备份，不能用U盘备份的用其他方法备份[2]。备份艾默生DELTAV系统应用软件需要备份的数据文件有：deltav数据库文件“DVData”、组态配置文件“.fhx文件”、事件日志文件“event”、历史记录文件“History”、POWERUP运行时间数据库。以上5个文件分别保存在PLUS主工程师站和历史站上，并用光盘刻录一份保存，保存的文件只有两份，老的备份方法是定期或不定期人为手动把以上4个文件拷贝到光盘或移动硬盘对其进行备份。这样的办法存在很多问题，如工业机经常使用光盘或硬盘容易传播电脑病毒；用光盘刻录时，由于文件大容易导致光驱卡死，电脑死机的情况，进一步引起数据丢失，非常不安全；人为手动备份存在操作失误的情况，导致备份不成功或备份错误，人为备份还存在备份不及时或漏备份的情况。

工控系统的主工程师站、历史站和操作站在日常生产中非常关键，一旦出现故障必须快速处理，恢复系统正常运行，才能保证装置的正常生产。据了解本厂如果生产停一天，损失就有上千万，所以停工的代价是非常大的。DCS系统电脑主机出现一般硬件故障，可以快速采用备件进行更换处理及时恢复。但如果出现硬盘故障损坏、软件操作系统瘫痪、感染电脑病毒使其不能正常运行，通常的办法基本上只有一种——重新安装WINDOWS操作系统及DELTAV软件系统。重新安装操作系统，特别是服务器所需要的时间是很长的，一般都要3h～4h，加上安装deltav系统，导入组态文件所要的时间更长，还要调试正常，一天24h都不一定顺利完成。这种处理方法基本上行不通。

对于以上问题，经过反复思考研究并进行了实践，采用了acronis的备份服务系统并应用到本厂的DCS控制系统上，解决了系统备份不安全的问题。acronis备份服务系统属于网络备份管理系统，网络数据存储管理系统的核心是备份管理软件，通过备份软件的计划功能，可为整个企业建立一个完善的备份计划及策略，并可借助备份时的呼叫功能，让所有的服务器备份都能在同一时间进行；备份软件也提供了完善的灾难恢复手段，能够将备份硬件的优良特性完全发挥出来，使备份和灾难恢复时间大大缩短，实现网络数据备份的全自动智能化管理[3]。以下为新自动备份服务系统实现方法。

图1 备份系统网络图Fig.1 Backup system network map

3 备份服务系统结构

Acronis备份服务系统是一套非常成熟的备份系统，它的优点不再一一介绍。这里采用的是备份服务器与客户端，本地存储备份模式，使系统备份更安全可靠、快速便捷。

1）硬件组成：备份服务器主机（BACKUP server），采用了DELL的最新PowerEdge T630 塔式服务器，磁盘阵列设raid1，2T的容量，INTEL至强CPU处理器 E5-2600 v4 12核、双电源冗余，网络交换机采用稳定可靠的思科catalyst2960-24、备份客服端主机（DELTAV系统的2台主工程师站、2台历史站、1台T3600操作站、1台T3500操作站）。

2）软件：ACRONIS backup 11.5 （自动客服端和服务端）。

3）备份服务系统网络结构图如图1所示。

备份服务系统由1台服务器（BKserver）和6台客服端组成，通过以太网进行通讯，使需要备份的数据保存在服务器上（BKserver）。6台客服机通过1台交换机与服务器连接。其中，这6台客服机就是所需要进行数据备份的工控机。BKserver服务器采用了大容量（目前是2T）的磁盘阵列系统，可以完全满足文件备份容量的要求。

4 建立备份服务（backup server）操作步骤

4.1 硬件安装

安装1台DELL T630备份服务器、1台网络交换机、电源配线安装，在需要备份的6台工作站上增加第3块通讯网卡，通过网线链接与备份服务器通讯。配置各设备的IP地址，使备份服务系统在同一个局域网段。

4.2 软件安装

在备份服务器（BVserver）上，安装正版Acronis Backup 11.5软件，在安装过程中导入license授权，配置备份服务端。

对6台工作站安装Acronis Backup客服端，配置网络链接，建立备份服务的局域网络。

表1 IP地址分配Table 1 IP Address Assignment

4.3 软件安装步骤

1）安装backup软件之前，必须使用许可证备份实用程序生成1个许可证代码，然后发送到爱默生过程管理，然后收到艾默生的许可文件（*.lin）。运行backuplicenseutility执行文件，生成许可证代码，点击 tExport Licenses 按钮导入许可文件，如图2所示。

图2 licenses文件导入Fig.2 licenes File import

2）安装 DeltaV Backup and Recovery备份系统（备份管理和控制台），启动安装光盘，选择运行install acronis backup.exe执行文件，如图3所示。

图3 安装备份系统选项Fig.3 Options for installing a backup system

3）选中“I accept the terms of this agreement”按钮，点击“Next”继续安装，如图4所示。

图4 条款协议Fig.4 Terms agreement

4）本机配置用途，选择复选框“我想手动选择的Acronis组件和定制安装过程”的选择，选中“I want to manually select the acronis components and customize the installation process”，再点击“Next”继续，如图5所示。

图5 安装向导选择Fig.5 Install wizard selection

5）选中需要的安装组件，如图6所示。

图6 选择需要的组件Fig.6 Select the components you need

6）点击“Next”按钮继续完成安装，当acronis备份设置屏幕重新出现在安装完成后，退出安装程序。

7）在服务器上远程安装客服端组件，再使用远程安装向导来安装组件从管理服务器创建新的管理机。

打开并允许Acronis Backup软件，在图7控制面板上选择“Connect to a management server”，如图7所示。

图7 备份系统管理窗口Fig.7 Backup system management window

8）在管理控制面板中，开始远程安装向导，点击工具→安装的Acronis组件。进行客户端远程自动安装组件，如图8所示。

图8 远程客服端安装界面Fig.8 Remote customer service installation interface

9）点击“Next”按钮，完成所有软件的安装。

5 备份服务系统备份计划任务的配置

这套备份服务系统提供了全面的备份方案，用户可以自定义配置计划任务，根据使用需要备份的数据等相关文件进行计划性的备份。针对DCS系统各数据文件的重要性及不同特点，如主工程师站、历史服务器、操作站进行全盘备份，防止它们出现瘫痪不能恢复运行，可以立即使用全新的电脑进行全盘恢复；组态文件、数据库文件、历史记录文件每天都有改动，需要每天进行备份；防止备份服务器运行负荷过大，每一项备份任务相对错开备份时间点，合理安排备份服务的运行负荷；对于文件容量小的项目保存数量大，文件容量大的文件保存数量小；根据以上情况特制定备份计划安排列表，见表2。

表2 备份计划列表Table 2 Backup schedule list

备份计划操作步骤：

1） 打开Acronis backup备份服务软件，进入“BACKUP PLANS AND TASKS”选项，按照表2对备份项目进行配置，如图9所示。

2）所有项目配置好后，点击“保存”按钮，完成操作。

6 备份服务系统恢复

备份服务系统搭建好后，备份文件进行恢复操作：打开Acronis backup备份服务软件，选择需要恢复的备份项目，单击右键选择“RECOVER”按钮，系统开始恢复文件。查看预先配置好的恢复文件夹，检查文件恢复情况。全盘备份恢复操作：使用1台操作站作为恢复对象，选择需要恢复的操作站，单击右键选择“RECOVER”按钮，系统开始运行，一段时间后观察操作站是否已经重装正常。

图9 配置备份项目Fig.9 Configure backup items

7 备份系统的维护

Acronis backup备份与恢复系统建立后需要定期进行维护检查，保证备份系统安全可靠运行。Acronis backup备份与恢复系统有1个DashBoard运行指示面板，面板显示历史备份项目完成、机器错误、备份计划错误、恢复任务错误、报警等情况，维护人员定期检查面板就能全面监测备份系统的运行情况。发现异常情况，技术进行相应的处理。

图10为监测面板，显示出备份系统运行情况。

图10 备份系统监控页面Fig.10 Backup system monitoring page

8 Acronis backup备份系统在DCS系统备份中的优点

DCS系统备份采用Acronis backup备份系统后，DCS系统的备份工作变得简单又可靠等多个优点。第一，大大减少了系统维护人员的工作量，之前只要有DCS系统组态修改就需要进行一次备份工作，现在无需人为手动操作；第二，DCS系统备份安全可靠，两套DCS系统的备份文件保存到另一台更安全可靠的双冗余磁盘备份服务器（BRSEVER），备份服务器（BRSEVER）存放在不同物理位置，即使发生自然灾害也能保证有一份完好，能让所有数据得到很好得保护；第三，提高DCS系统的可靠运行，原来用光盘刻录备份文件时，经常发生刻录机卡机现象，导致电脑死机，严重影响系统的正常运行，现在无需此操作；第四，快速还原系统，保证在规定时间内完成操作系统的重装；第五，备份系统维护量小，定期查看备份服务器的监控画面（DashBoard），就能及时发现问题。

9 结束语

通过采用这套新的DCS系统备份方法（Acronis backup备份系统），DCS系统备份应用一年多来，备份数据完好率100%、数据恢复成功率100%、测试工作站从灾难中快速正常恢复，可以主动避免了控制系统停机时间，从而确保DCS系统的连续正常运行。这套新的备份系统应用在DCS控制系统是非常成功的，可以推广到更多的工控系统中。