一岛涝、 引言：
       隨著工業(yè)與計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展腺首，在自動(dòng)化程度越來越高的今天,計(jì)算機(jī)也應(yīng)用到自動(dòng)化控制系統(tǒng)的方方面面。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（以下簡(jiǎn)稱工控機(jī)）的安全也顯得尤為重要馋袜。工控機(jī)與普通計(jì)算機(jī)的技術(shù)原理相同男旗，組成結(jié)構(gòu)也差不多，只是在工控機(jī)強(qiáng)調(diào)的是其工作穩(wěn)定性欣鳖。工控機(jī)一般工作在相對(duì)惡劣的環(huán)境下工作的察皇，對(duì)環(huán)境溫度、濕度泽台、供及電壓什荣、平穩(wěn)性、通風(fēng)性能等要求比較高怀酷，但工作環(huán)境往往達(dá)不到要求稻爬，工控機(jī)也容易發(fā)生故障，部分硬件出現(xiàn)問題還能及時(shí)更換蜕依，一旦磁盤發(fā)生損壞桅锄，會(huì)造成大量記錄數(shù)據(jù)丟失，控制軟件破壞样眠，短時(shí)間無法修復(fù)友瘤，造成被控參數(shù)控制不穩(wěn)，往往帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失肩蹬。

      二虏向、 故障現(xiàn)象描述：

      工控機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，（長(zhǎng)時(shí)間指：包括連續(xù)工作一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)月30天/24小時(shí)工作制及以上的時(shí)間）深酗，機(jī)箱內(nèi)積集大量灰塵皇腮，機(jī)箱溫度較高。通常在不關(guān)機(jī)的情況下一切工作正常姚继，一旦因電力供應(yīng)不足或需要緊急停機(jī)時(shí)赊蚁，控制系統(tǒng)容易出現(xiàn)磁盤無法啟動(dòng)窟诈、系統(tǒng)無法加載、長(zhǎng)時(shí)間處于登陸畫面等故障某尘。

      三掏手、 故障分析及排除方法：

      引起磁盤故障的原因非常多，我們?cè)谶@里大概的分為磁盤本身的質(zhì)量問題和工作環(huán)境引起的故障問題厦鸠。

      磁盤本身的質(zhì)量問題丑凛，我們無法深入考究，只有在開始做控制系統(tǒng)時(shí)塘坛，選擇購(gòu)買質(zhì)量苗膝、品牌較好硬盤，也可以利用Scandisk植旧、Norton Disk
      Doctor等軟件進(jìn)行磁盤表面缺陷檢測(cè)辱揭。假如我們能夠預(yù)知硬盤的質(zhì)量和健康狀態(tài)，這將為我們選擇硬盤和備份重要數(shù)據(jù)贏得時(shí)間病附。筆者在網(wǎng)上發(fā)現(xiàn)一款名為Drive  Health軟件问窃，可以檢測(cè)硬盤的使用壽命，可以幫助大家提前得知硬盤健康狀態(tài)完沪。

      工作環(huán)境引起的故障問題域庇，常見的有下面幾個(gè)方面：

      1、 工控機(jī)工作時(shí)間長(zhǎng)覆积。由于正常生產(chǎn)的需要听皿，部分工廠的工業(yè)控制系統(tǒng)需要長(zhǎng)時(shí)間工作，給工控機(jī)操作系統(tǒng)帶來巨大考驗(yàn)宽档。據(jù)微軟的操作系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間報(bào)告中表明尉姨，微軟聲稱其Windows
      2000后的操作系統(tǒng)可以支持長(zhǎng)時(shí)間工作，但從實(shí)際運(yùn)行看吗冤，運(yùn)行時(shí)間超過一周后星肤，磁盤在龐大數(shù)據(jù)交換過程中，會(huì)積累大量的數(shù)據(jù)碎片爸桨，容易造成磁盤邏輯壞道、讀寫錯(cuò)誤及系統(tǒng)運(yùn)行和啟動(dòng)變慢贱供。所以工控機(jī)在生產(chǎn)允許的情況下评梁，可定時(shí)進(jìn)行重啟工控機(jī)和磁盤碎片整理，以減少因長(zhǎng)時(shí)間工作導(dǎo)致的磁盤錯(cuò)誤犁鹤。重啟時(shí)間可按工控機(jī)處理數(shù)據(jù)量的大小和生產(chǎn)情況而定责肯，它不是硬性的，需要讀者慢慢摸索舞轧。從筆者的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來看诬翩，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)月（30天）重啟和整理一次工控機(jī)可以減少磁盤錯(cuò)誤的機(jī)率使宽。

      2、 工控機(jī)內(nèi)部溫度過高贫巴。在需長(zhǎng)時(shí)間高溫運(yùn)行的環(huán)境中厦嘹，計(jì)算機(jī)各元件極易發(fā)生老化、硬盤故障的頻率也較之升高炕婶。這就需要工廠的自動(dòng)化系統(tǒng)維護(hù)人員在日常巡檢中姐赡，密切關(guān)注機(jī)箱溫度，盡量使工控機(jī)的溫度保持在10－－30攝氏度之間柠掂，過高项滑、過低的溫度都不適宜硬盤的保護(hù)，如果機(jī)箱溫度達(dá)到30攝氏度涯贞，內(nèi)部硬盤的溫度會(huì)達(dá)到40度或更高枪狂。我們可以簡(jiǎn)單DIR一下自己的工控機(jī)，以達(dá)到降低環(huán)境溫度的作用宋渔。一州疾、更換大功率CPU、硬盤風(fēng)扇（硬盤風(fēng)扇要注意固定傻谁，不宜安裝在硬盤固件架上孝治，以防因風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)帶來硬盤震動(dòng)）加快散熱；二审磁、在機(jī)箱內(nèi)部加裝向機(jī)箱外抽風(fēng)的風(fēng)扇谈飒，增加空氣對(duì)流；三态蒂、在放置工控機(jī)的機(jī)柜上隅昌，安裝小型軸流風(fēng)機(jī)；四赤蚜、在控制室加裝空調(diào)琼护，以降低空間溫度。
      3屁爵、 環(huán)境濕度不適宜菌熬。工控機(jī)主要是由眾多電子元件的集成電路構(gòu)成，其絕緣性能跟環(huán)境濕度有很大關(guān)系晚神。濕度過大炊撕，容易造成電路板短路而燒毀；濕度過小饮协，容易產(chǎn)生靜電秦物，也會(huì)擊穿部分電子元件。因此啰价，濕度過大猿文、過小聂映，都會(huì)給工控機(jī)帶來潛在的威脅。靜電防護(hù)問題上要求我們工控機(jī)上必須要有良好的儀表接地棚贾。值得說明的是窖维，工控機(jī)接地極不同與土建上的防雷接地，接地極選址應(yīng)距控制室處三米遠(yuǎn)鸟悴，在室外的地坪下1700mm處用∮20鍍鋅角鋼作垂直接地極陈辱，接地?cái)?shù)量滿足接地電阻小于1歐姆（回填時(shí)應(yīng)用搖表測(cè)試），再采用40*40*4鍍鋅扁鋼與接地體可靠焊接（每個(gè)焊接點(diǎn)還要做仔細(xì)的防銹處理）细诸，分至建筑物內(nèi)換接25mm銅電纜至系統(tǒng)地端子和工控機(jī)接地點(diǎn)沛贪。這樣可以有效的減少靜電帶來的危害。

      4震贵、 地面震感大利赋。很多工廠生產(chǎn)中需要電機(jī)產(chǎn)生拖動(dòng)、震動(dòng)等物理性位移動(dòng)作猩系，不僅帶來巨大的噪音媚送，機(jī)器工作時(shí)帶來的震動(dòng)會(huì)給工控機(jī)磁盤、光驅(qū)寇甸、軟驅(qū)帶來巨大的損害塘偎。磁盤生產(chǎn)的工藝越來越高，現(xiàn)行轉(zhuǎn)速已達(dá)到7200轉(zhuǎn)每秒乃至更高稀渊。在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的大量數(shù)據(jù)交換中战凿，長(zhǎng)時(shí)間、高速度運(yùn)轉(zhuǎn)的磁盤铐跷，容易因磁盤震動(dòng)媒龟，導(dǎo)致磁盤讀寫能力下降，磁頭定位緩慢涧兜，甚至造成磁盤損壞病囱；因此減少工控機(jī)環(huán)境震感，有利于保護(hù)磁盤筹飒。我們可以在工程設(shè)計(jì)時(shí)继蚪，盡可能的讓工控機(jī)遠(yuǎn)離震源大的工作現(xiàn)場(chǎng)；如果工作地點(diǎn)無法更改葡债，我們還可以在工控機(jī)柜军霸、箱體下墊置海綿、可緩沖性物體以減小震動(dòng)帶來的危害飞灰。
      5、 空氣中的可吸入顆粒物多褪储。很多工廠的原料大多需要粉料進(jìn)行加工卵渴，加上外界空氣流動(dòng)大慧域、沙塵多，工控機(jī)內(nèi)容易集積大量粘糊狀積塵浪读，造成工控機(jī)內(nèi)局部溫度過高昔榴，帶來硬件損壞。這種情況多發(fā)于CPU碘橘、電源互订、硬盤、顯卡等散熱風(fēng)扇周圍痘拆。積塵較輕的地方仰禽，在正常生產(chǎn)允許的情況下，可以采用定時(shí)吹塵纺蛆。積塵較嚴(yán)重的地方吐葵，可以工控機(jī)箱透風(fēng)處安置濾塵紗布，定期清理桥氏。

      6温峭、 供電電壓波動(dòng)大、易停電蛆器。工業(yè)和生活快速的發(fā)展芍惦，對(duì)電的需求量也日益增大，很多地區(qū)有電力供應(yīng)不足和植、電壓不穩(wěn)固鹏、易停電的情況發(fā)生。電壓不穩(wěn)和突然停電章慌，造成系統(tǒng)頻繁重啟逼税，系統(tǒng)文件也容易因此發(fā)生丟失而無法正常啟動(dòng)；正在執(zhí)行讀寫動(dòng)作的磁頭恳繁，有時(shí)會(huì)因?yàn)橥ｋ娫斐纱蓬^回位不準(zhǔn)帶來工控機(jī)磁盤故障惜选。因此工控機(jī)工作環(huán)境電源的穩(wěn)定關(guān)系到工控機(jī)工作正常與否。我們可以采用穩(wěn)壓電源和UPS不間斷電源進(jìn)行保護(hù)擎骄，具體設(shè)備選型且仔，要依負(fù)載功率大小、需保持工作時(shí)間多少來定隔屠。
      四凹蜂、 故障救急策略：

      很多時(shí)候，我們的工控人員做了很多保護(hù)工作阁危，仍然有工控機(jī)磁盤發(fā)生故障的情況玛痊，下面我們就與讀者探討一下如何在發(fā)生故障前采取補(bǔ)救措施。建議讀者先學(xué)會(huì)使用GHOST（著名的磁盤克隆軟件）軟件，對(duì)象版本盡可能最新擂煞，這將有助于下列方案的實(shí)施混弥。

      無需資金投入方案：GHOST克隆鏡像。

      方案前提：僅僅系統(tǒng)盤出現(xiàn)故障对省，系統(tǒng)盤可以被FORMAT軟件正常格式化蝗拿。（筆者曾遇到兩次無法正常用FORMAT軟件格式化系統(tǒng)盤，主從盤方式下蒿涎，訪問壞磁盤的系統(tǒng)盤時(shí)哀托，提示參數(shù)錯(cuò)誤，采用低格后恢復(fù)）
      方案材料：GHOST軟件劳秋、DOS系統(tǒng)引導(dǎo)盤（可光盤仓手、軟件、U盤）
      方案實(shí)施：磁盤故障大多發(fā)生在系統(tǒng)盤（C盤）俗批，在自動(dòng)化系統(tǒng)正式投入運(yùn)行后长笋，首先利用GHOST軟件，對(duì)系統(tǒng)盤進(jìn)行鏡像式亥，將鏡像文件（*.GHO）放至FAT32磁盤格式下進(jìn)行備份（因?yàn)閱未疟P情況下枷此，對(duì)系統(tǒng)盤進(jìn)行GHOST恢復(fù)，一般在DOS下進(jìn)行纸藕，DOS只能運(yùn)行在FAT32臣锣、FAT16等磁盤格式下，在NTFS的分盤格式下是不能被運(yùn)行的冗炊。）蔬设，一旦系統(tǒng)盤發(fā)生故障，最快的方法可將系統(tǒng)盤格式化掉知援，利用GHOST軟件可在5分鐘左右將原鏡像好的文件恢復(fù)到系統(tǒng)盤次瓣。
      方案結(jié)論：無需設(shè)備投入，無需資金花銷星自；恢復(fù)速度快憾擒。此方案只能針對(duì)于操作系統(tǒng)破壞而非磁盤發(fā)生物理性損壞的情況下采用；一旦磁盤物理損壞塑崖，此方案將無法進(jìn)行七冲。這也可推廣至整個(gè)磁盤鏡像。

      經(jīng)濟(jì)型方案：克隆雙硬盤備份+GHOST鏡像

      方案前提：工控機(jī)磁盤故障（無論是系統(tǒng)故障還是磁盤物理性損壞）
      方案材料：目標(biāo)工控機(jī)內(nèi)同型號(hào)磁盤一塊规婆、GHOST軟件澜躺、DOS系統(tǒng)引導(dǎo)盤（可光盤、軟件抒蚜、USB盤）
      方案實(shí)施：在工控機(jī)系統(tǒng)投入運(yùn)行之前掘鄙，利用GHOST軟件先將存有控制系統(tǒng)磁盤的系統(tǒng)盤（C盤）鏡像至該磁盤的非系統(tǒng)盤FAT32磁盤格式分區(qū)下，再將其整個(gè)硬盤內(nèi)容完整克隆至同型號(hào)備用磁盤內(nèi)。一旦出現(xiàn)操作系統(tǒng)損壞操漠，可將操作系統(tǒng)鏡像文件恢復(fù)毕莱；如果發(fā)生整個(gè)磁盤故障，可將壞磁盤拆除颅夺，換上先向備份好同樣內(nèi)容的備用硬盤即可。
      方案結(jié)論：只需投入一塊磁盤的資金（約400-800元人民幣之間蛹稍，視磁盤大小吧黄、廠商的不同）、更換容易订薛、恢復(fù)速度快竖沦、可排除所有磁盤問題。

      安全性投入方案（經(jīng)濟(jì)型）：采用Windows 2000雙硬盤RAID1或三硬盤RAID5方式的軟件磁盤陣列

      方案前提：此方案的實(shí)施時(shí)間窑赂，最好在工控機(jī)投入運(yùn)行之前
      方案材料：Windows 2000系統(tǒng)盤或更高版本舍屠、磁盤兩塊（型號(hào)相同為宜）
      方案實(shí)施：首先安裝Windows 2000系統(tǒng)或更高版本（因?yàn)槲④浽赪indows
      NT后對(duì)磁盤陣列比較好），啟動(dòng)磁盤陣列功能支持圃活。磁盤陣列方式能在工控機(jī)運(yùn)行時(shí)的寫操作胸牲，同時(shí)向兩塊磁盤寫入相同的內(nèi)容，假如兩塊磁盤有一塊發(fā)生故障時(shí)归鲸，另一塊磁盤因?yàn)槭峭瑫r(shí)寫入的相同內(nèi)容蝉蛙，能無擾的切換正常工作狀態(tài)。也就是說定桃，磁盤陣列方式下的兩塊硬盤中只要有一塊磁盤沒有損壞傅笨，重要數(shù)據(jù)就不會(huì)丟失。事后可再更換或維修壞磁盤何别，最大好處就是不會(huì)影響到生產(chǎn)數(shù)據(jù)的丟失篮啦，更換速度也很快。
      方案結(jié)論：投入較小挥萌，安全性高绰姻，穩(wěn)定性跟系統(tǒng)安裝設(shè)置好壞有關(guān)、但技術(shù)初學(xué)者不易掌握瑞眼。

      安全性投入方案（穩(wěn)定型）：采用低端服務(wù)器硬件磁盤陣列方式（面對(duì)技術(shù)要求低龙宏、穩(wěn)定生產(chǎn)高、數(shù)據(jù)相當(dāng)重要的地方使用）

      方案材料：支持硬件磁盤陣列功能的低端服務(wù)器一臺(tái)約2萬5千元人民幣左右
      方案實(shí)施：因?yàn)槭遣捎糜布绞降拇疟P陣列伤疙，所有外界對(duì)其干擾低银酗，故障發(fā)生率低。在發(fā)生磁盤故障時(shí)徒像，只需對(duì)壞硬盤進(jìn)行拆除黍特，補(bǔ)充相同型號(hào)新硬盤即可。具體實(shí)施辦法，詳情請(qǐng)咨詢低端服務(wù)器提供商灭衷。
      方案結(jié)論：投入相對(duì)較大次慢、安全性高、穩(wěn)定性好翔曲、技術(shù)要求低迫像。

      五、 結(jié)束語：
      工控機(jī)磁盤故障帶來的危害不言而喻误即，保證它的安全是我們工控人員應(yīng)該關(guān)注的問題薇兆，只有我們事先做好詳細(xì)的防護(hù)措施，工控機(jī)才能穩(wěn)定捅腋、高效的運(yùn)行肯矾。筆者在實(shí)際工作采用上述辦法，有效避免了工控機(jī)磁盤故障绊寞，能將故障的修復(fù)時(shí)間由原來的幾個(gè)小時(shí)界赦，縮短為幾分鐘，為正常生產(chǎn)提供保障条赚。筆者水平有限焰箩，差錯(cuò)與不足的地方還望讀者不嗇指正。

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