保障过程控制系统安全，为流程工业企业转型升级护航

PCS，即Process Control System，中文名称为过程控制管理系统，是一种用于监控、控制和优化工业过程的计算机软件系统，通常由硬件设备、软件系统和控制算法等组成，主要应用于石化、电力、制药、食品加工等重要的流程工业，可用于监测物料流、能源消耗、设备状态等过程数据，并对生产过程进行实时调整和优化，以提高产品质量、降低生产成本和增强安全性。

过程控制对流程工业发展的重要性

在流程制造行业的企业信息化建设中，PCS部署在车间，用于生产过程控制，通过控制的优化，减少人为因素的影响，进而提高产品的质量及系统的运行效率。目前，PCS被广泛应用于重要的流程工业，如化工、石油、电力、制药、食品等，帮助企业监控、管理和控制生产过程，实现提质、增效和降本，并降低生产过程安全风险。

在化工行业，存在许多高危作业环节。作为一个严格遵循生产规范要求的工业领域，PCS能够在化学反应过程中确保反应的安全性，从而防止不必要的人员伤害和财产损失。

在石油工业，由于石油生产环境复杂，PCS可以通过对石油采集、加工、储存等环节的实时监测，精准掌握各个环节的生产数据，提高生产效率和节约成本。

在电力行业，PCS通常被用来监测、控制和优化发电机组的运行状态。例如，在燃气发电机组中，使用PCS能够实现自动控制温度、压力和电压等参数，以提高发电效率和减少排放。

在制药行业，企业需要严格遵守安全、卫生、环保等法规标准。例如，通过对药品生产过程进行实时监测和控制，PCS能够确保药品的生产量和质量达到最佳效果，同时满足药品的安全标准。

在食品行业，PCS可以对温度、湿度、氧气等多项参数进行实时监测和控制，提高食品的生产效率和质量，并且确保生产过程符合卫生安全标准。

在现代工业中，PCS已经成为提高生产效率、保障产品品质、降低生产成本的一种必要技术手段。未来，随着智能制造战略的持续推进，PCS还将向数字化、智能化方向发展，不断优化和完善自身功能，实现更加精细化、高效化的生产控制。

智能制造时代PCS应用挑战

随着智能制造的深入，企业推进智能化改造，必须首先消除信息化时代的遗留问题——信息孤岛，即通过打通研发、管理到生产的全业务流程，实现端到端数字化集成，解决业务系统统一问题，而PCS、MES、ERP三层架构的集成是实施成败的关键，是企业推进智能制造的必然趋势。

在三层架构中，ERP处于最上面一层，从订单到原材料调度和采购，人、财、物、供、销、存都离不开ERP，要实现管理和生产的统一，ERP就必须从MES中获取到制造周期、预计产出时间等实际生产数据，取得生产定单的实际状态，了解企业当前的实际生产能力，以及企业生产内容变化等相互约束关系。

MES处于中间层，是ERP到生产执行的关键系统，一方面采集设备、仪表的状态数据，以实时监控底层设备的运行状态，再经过分析、计算与处理，从而方便、可靠地将控制系统与信息系统整合在一起，并将生产状况及时反馈给计划层。另一方面，对来自ERP软件的生产治理信息进行细化、分解，将来自计划层操纵指令传递给底层控制层。

PCS处于最下面一层，用于对现场生产过程的数据采集和控制处理，利用MES对生产工艺参数进行优化，从MES中获取控制数据或操纵指令。同时，MES需要从PCS中获取自身需要的数据，这些数据可以保证MES在生产中的正常运行，实现炼化企业上层治理和下层生产之间信息的有效集成。

PCS、MES、ERP系统一体化的实施，使得企业能够适应多变的市场，实现敏捷制造和一体化过程的控制要求。同时使流程工业企业的生产过程处于最佳的状态，节省原材料，降低能耗与其它的消耗，提高产品的优质品率，提高设备的寿命及利用率。

显然，PCS、MES、ERP三者的一体化实施，能大幅提高企业生产智能化水平，但同样会带来一个巨大的隐患，即任何一个系统出现故障都会影响到其他系统的运行，牵一发而动全身，会给企业的经营生产带来严重影响。在化工、制药这样的行业，一旦系统出现故障，业务生产过程不连续，那很可能造成安全事故。因此，流程工业生产必须保证系统7×24小时不间断，要为故障做好预案，或者说从根本上杜绝系统出现故障的安全隐患，实现故障预防，提前发现风险及时消除问题。

容错技术为流程工业转型护航

Stratus公司是服务器容错技术的全球领导者，成立40多年来，一直为客户关键应用提供连续并且高可靠的解决方案，将其先进的容错科技和维护服务技术巧妙地融入了向客户提供的每一个解决方案之中，使其超越99.9999%的可用性。Stratus容错产品已经被广泛应用于流程工业的生产过程，用于替换传统服务器或工控机支撑企业的高效生产，更好地守护工业控制系统运行。近年，流程工业企业采用Stratus容错服务器及相关软件来提升系统可靠性和可用性的案例不在少说，比如青海盐湖三元钾肥、陕西梅里众诚等公司，都利用Stratus容错服务器ftServer，来解决硬件可靠性问题。



在青海盐湖三元钾肥股份有限公司热溶车间，最初是基于传统服务器架构部署，有多台工控机和服务器，大多数都不具备冗余能力，由于服务器老化导致频繁出现故障，关键业务数据面临丢失风险。随着ftServer容错服务器替换传统老旧服务器，这些问题被彻底解决。当系统发生故障时，另一冗余组件自动接管业务，I/O会瞬时将数据自动同步到冗余组件上，业务不会中断。系统上线后，热熔车间系统运营效率明显提升，既提高了生产效率，也减少了生产消耗。

陕西梅里众诚动物保健有限公司为保障生物制药过程控制计算的高可靠性，以及避免控制系统因故障导致数据丢失，通过对系统部署需求做深入评估，公司最终选择了Stratus ftServer容错服务器，将其作为生物制药核心生产控制系统的部署平台。通过打造高可用性的工业智能控制系统，提高了客户计算和控制系统环境的可靠性，提高了关键应用运行的连续性；减少了在生物反应过程中发生宕机事件的可能性。

某精酿啤酒厂，由于PCS系统控制各生产装置和设备的物质转化和相互作用，一旦PCS系统崩溃可能导致啤酒的浓度和口感等都发生变化，使生产进度受到影响。为保证PCS系统运行的安全，啤酒厂购买2台服务器，并使用Stratus everRun+SplitSite去保证PCS系统的持续可用性。借助everRun SplitSite异地容灾功能，当一个站点发生灾难时，应用程序和数据可在另一个站点即刻可用，保持更新且完全正常运行，而无需在另一个站点部署IT支持人员。

编辑点评

流程工业多是国民经济发展的基础性行业，与民生息息相关。流程工业企业不仅规模大，生产过程都是连续性作业，用户生产控制的关键系统容不得任何闪失。因此，对软硬件性能要求极高。随着工业智能化改造的深入，流程工业企业对软硬件的稳定性要求还在不断提高。无论是在生产控制中心还是在工业生产边缘，流程工业企业都需要更稳定、安全和可靠的软硬件计算平台，致力于彻底消除任何形式的系统停机风险。而作为长期深耕工业领域的厂商，Stratus不仅懂工业企业，而且始终将提供更高容错能力硬件作为发展目标，致力于通过不断的技术革新帮助工业企业解决各种问题，实现故障恢复到故障预防转变，从根本上消除意外停机风险。