桑偉

【摘? 要】計(jì)算機(jī)硬件、軟件更新較快，對(duì)于已經(jīng)使用多年的老系統(tǒng)維護(hù)起來(lái)就非常不方便，許多軟件、硬件已不能和當(dāng)前的軟、硬件兼容，甚至是計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，出現(xiàn)故障后很難修復(fù)。本文嘗試用虛擬機(jī)遷移以windows2000操作系統(tǒng)做平臺(tái)的工業(yè)控制系統(tǒng)，探討虛擬機(jī)在工業(yè)控制監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】虛擬機(jī) 遷移 工業(yè)控制 監(jiān)控系統(tǒng)

一、 問(wèn)題的提出

我公司輸煤監(jiān)控系統(tǒng)安裝于2002年，輸煤程控使用兩套互為備用的施耐德昆騰PLC，監(jiān)控計(jì)算機(jī)為研華工控機(jī)，操作系統(tǒng)為Windows2000SP4，監(jiān)控軟件為Ifix3.0， PLC和Ifix監(jiān)控軟件間通過(guò)以太網(wǎng)卡通訊，TCP/IP協(xié)議。由于硬件故障曾經(jīng)導(dǎo)致備用PLC系統(tǒng)CPU模塊內(nèi)組態(tài)文件丟失，也不能和監(jiān)控計(jì)算機(jī)機(jī)通訊。PLC系統(tǒng)相對(duì)比較好修復(fù)，經(jīng)處理后系統(tǒng)恢復(fù)正常。但問(wèn)題來(lái)了，如果監(jiān)控計(jì)算機(jī)故障啟動(dòng)不了怎么辦？比如主板壞了、硬盤(pán)壞了、系統(tǒng)壞了啟動(dòng)不了怎么辦？市場(chǎng)上幾乎買(mǎi)不到十多年前的備品備件了，現(xiàn)有的工控機(jī)也不支持Windows2000系統(tǒng)，因此需要一種新的方法備份、還原監(jiān)控計(jì)算機(jī)機(jī)軟件系統(tǒng)。

二、 解決方案

考慮到虛擬機(jī)（Virtual Machine）的優(yōu)點(diǎn)，我們想到了將監(jiān)控計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)整體遷移至虛擬機(jī)中，監(jiān)控計(jì)算機(jī)可以使用目前市場(chǎng)上常用工控機(jī)，也可以使用將來(lái)一段時(shí)間內(nèi)市場(chǎng)上的工控機(jī)以及操作系統(tǒng)，可大大提高監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性。

虛擬機(jī)是指通過(guò)軟件模擬的具有完整硬件系統(tǒng)功能的、運(yùn)行在一個(gè)完全隔離環(huán)境中的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。虛擬系統(tǒng)通過(guò)生成現(xiàn)有操作系統(tǒng)的全新虛擬鏡像，它具有真實(shí)windows系統(tǒng)完全一樣的功能，進(jìn)入虛擬系統(tǒng)后，所有操作都是在這個(gè)全新的獨(dú)立的虛擬系統(tǒng)里面進(jìn)行，可以獨(dú)立安裝運(yùn)行軟件，保存數(shù)據(jù)，擁有自己的獨(dú)立桌面，不會(huì)對(duì)真正的系統(tǒng)產(chǎn)生任何影響 ，而且具有能夠在現(xiàn)有系統(tǒng)與虛擬鏡像之間靈活切換的一類(lèi)操作系統(tǒng)。

流行的虛擬機(jī)軟件有VMware（VMWare ACE）、Virtual Box和Virtual PC，它們都能在Windows系統(tǒng)上虛擬出多個(gè)計(jì)算機(jī)。我們這里使用VMware Workstation 14，操作系統(tǒng)為Windows10 專(zhuān)業(yè)版，具體的遷移步驟：

1、 在安裝Windows10操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)上安裝VMware Workstation 14。

2、 創(chuàng)建Windows2000虛擬機(jī)。其中注意修改虛擬機(jī)硬件配置，內(nèi)存2G，刪除默認(rèn)的SCSI硬盤(pán)，添加IDE硬盤(pán)，修改虛擬網(wǎng)卡的連接方式為橋接，目的是為了建立虛擬機(jī)和PLC通訊。硬盤(pán)分兩個(gè)區(qū)。

3、 克隆原有監(jiān)控機(jī)的Windows2000操作系統(tǒng)系統(tǒng)盤(pán)。

4、 還原系統(tǒng)克隆文件到Windows2000虛擬機(jī)C盤(pán)。啟動(dòng)虛擬機(jī)時(shí)可能會(huì)藍(lán)屏，因?yàn)樘摂M機(jī)的硬件配置和監(jiān)控機(jī)的硬件配置不一樣，需要在第3步時(shí)先卸載硬件驅(qū)動(dòng)再克隆系統(tǒng)盤(pán)。

5、 在Windows2000虛擬機(jī)內(nèi)安裝補(bǔ)丁Windows2000-KB835732-x86，安裝VMware tools。

6、 拷貝工程文件（輸煤程控）到虛擬機(jī)對(duì)應(yīng)盤(pán)內(nèi)。

7、 修改Windows10主機(jī)網(wǎng)卡和虛擬機(jī)虛擬網(wǎng)卡IP地址，保持和原監(jiān)控機(jī)的IP在同一網(wǎng)段。

8、 連接網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)行Ifix3.0監(jiān)控軟件，打開(kāi)監(jiān)控畫(huà)面，各參數(shù)顯示正常，完成監(jiān)控系統(tǒng)虛擬機(jī)移植。

9、 拷貝Windows2000虛擬機(jī)文件完成備份工作?；謴?fù)時(shí)只需打開(kāi)虛擬機(jī)文件即可完成系統(tǒng)還原，可以在不同電腦、不同操作系統(tǒng)中使用。

三、 使用虛擬機(jī)的好處

1、 提高了工控系統(tǒng)的適應(yīng)性、可靠性和使用周期

由于虛擬機(jī)可以安裝在不同硬件條件、不同操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)中，模擬出具有完整硬件系統(tǒng)功能的、運(yùn)行在一個(gè)完全隔離環(huán)境中的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，大大降低了監(jiān)控計(jì)算機(jī)主機(jī)的軟、硬件配置要求，備份系統(tǒng)和還原系統(tǒng)非常簡(jiǎn)單，省去了繁瑣的配置工作。

2、 可以節(jié)約軟件許可費(fèi)用

虛擬機(jī)的虛擬硬件配置完全一樣，不同的監(jiān)控計(jì)算機(jī)內(nèi)的監(jiān)控軟件可以使用同一個(gè)授權(quán)。

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)將我公司輸煤程控監(jiān)控系統(tǒng)移植到虛擬機(jī)的成功試驗(yàn)，驗(yàn)證了虛擬機(jī)在工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用的可行性。對(duì)于一些正在使用的以Windows2000、Windows XP系統(tǒng)作為操作系統(tǒng)的陳舊工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，可以考慮采用虛擬機(jī)的方法對(duì)老系統(tǒng)進(jìn)行備份，使之適應(yīng)新的計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)。對(duì)于新上的項(xiàng)目仍然可以考慮直接使用虛擬機(jī)，可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)的維護(hù)量，增加使用壽命，提高可靠性。