工控機(jī)磁盤運(yùn)行故障防護(hù)及排除的方法
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發(fā)表時間2015-04-28 17:59:45
工控機(jī)在長時間運(yùn)行后，機(jī)箱內(nèi)通常都會積集大量灰塵，且機(jī)箱溫度過高。通常在不關(guān)機(jī)的情況下一切工作正常，若因電力供應(yīng)不足，控制系統(tǒng)容易出現(xiàn)磁盤無法啟動、系統(tǒng)無法加載、長時間處于登陸畫面等故障。那么，工控機(jī)磁盤運(yùn)行故障防護(hù)及排除的方法是什么呢？下面南京研維小編為您詳細(xì)解說。
一、故障分析及排除的方法：
引起磁盤故障的原因有很多，大概分為兩種原因：一個是磁盤本身的質(zhì)量問題，另一個是工作環(huán)境引起的故障問題。
磁盤本身的質(zhì)量問題，我們無法深入考究，只有在開始做控制系統(tǒng)時，選擇購買質(zhì)量、品牌較好硬盤，也可以利用Scandisk、Norton DiskDoctor等軟件進(jìn)行磁盤表面缺陷檢測。
二、工作環(huán)境引起的故障問題，常見的有下面幾個方面：
1、工控機(jī)內(nèi)部溫度過高。
在長時間高溫運(yùn)行的環(huán)境中，計(jì)算機(jī)各元件易發(fā)生老化、硬盤故障的頻率也較之升高。這就需要工廠的自動化系統(tǒng)維護(hù)人員在日常巡檢中，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。我們可以簡單DIR一下自己的工控機(jī)，以達(dá)到降低環(huán)境溫度的作用。（1）、更換大功率CPU、硬盤風(fēng)扇加快散熱；（2)、在機(jī)箱內(nèi)部加裝向機(jī)箱外抽風(fēng)的風(fēng)扇，增加空氣對流；(3)、在放置工控機(jī)的機(jī)柜上，安裝小型軸流風(fēng)機(jī)；(4)、在控制室加裝空調(diào)，以降低空間溫度。
2、工控機(jī)工作時間長。
由于正常生產(chǎn)的需要，部分工廠的工業(yè)控制系統(tǒng)需要長時間工作，給工控機(jī)操作系統(tǒng)帶來巨大考驗(yàn)。據(jù)微軟的操作系統(tǒng)運(yùn)行時間報告中表明，微軟聲稱其Windows2000后的操作系統(tǒng)可以支持長時間工作，但從實(shí)際運(yùn)行看，運(yùn)行時間超過一周后，磁盤在龐大數(shù)據(jù)交換過程中，會積累大量的數(shù)據(jù)碎片，容易造成磁盤邏輯壞道、讀寫錯誤及系統(tǒng)運(yùn)行和啟動變慢。所以工控機(jī)在生產(chǎn)允許的情況下，可定時進(jìn)行重啟工控機(jī)和磁盤碎片整理，以減少因長時間工作導(dǎo)致的磁盤錯誤。重啟時間可按工控機(jī)處理數(shù)據(jù)量的大小和生產(chǎn)情況而定，它不是硬性的，需要讀者慢慢摸索。從筆者的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來看，一個標(biāo)準(zhǔn)月重啟和整理一次工控機(jī)可以減少磁盤錯誤的機(jī)率。
3、地面震感大。
很多工廠在生產(chǎn)過程中需要電機(jī)產(chǎn)生拖動、震動等物理性位移動作，不僅帶來巨大的噪音，機(jī)器工作時帶來的震動會給工控機(jī)磁盤、光驅(qū)、軟驅(qū)帶來巨大的損害。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。在自動化控制系統(tǒng)中的大量數(shù)據(jù)交換中，長時間、高速度運(yùn)轉(zhuǎn)的磁盤，容易因磁盤震動，導(dǎo)致磁盤讀寫能力下降，磁頭定位緩慢，甚至造成磁盤損壞；因此減少工控機(jī)環(huán)境震感，有利于保護(hù)磁盤。我們可以在工程設(shè)計(jì)時，盡可能的讓工控機(jī)遠(yuǎn)離震源大的工作現(xiàn)場；如果工作地點(diǎn)無法更改，我們還可以在工控機(jī)柜、箱體下墊置海綿、可緩沖性物體以減小震動帶來的危害。
4、環(huán)境濕度不適宜。
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。濕度過大，容易造成電路板短路而燒毀；濕度過小，容易產(chǎn)生靜電，也會擊穿部分電子元件。因此，濕度過大、過小，都會給工控機(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。值得說明的 是，工控機(jī)接地不同與土建上的防雷接地，接地選址應(yīng)距控制室處三米遠(yuǎn)，在室外的地坪下1700mm處用∮20鍍鋅角鋼作垂直接地，接地數(shù)量滿足接地電阻小于1歐姆，再采用40*40*4鍍鋅扁鋼與接地體可靠焊接，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)。這樣可以有效的減少靜電帶來的危害。
5、供電電壓波動大、易停電。
電壓不穩(wěn)和突然停電，造成系統(tǒng)頻繁重啟，系統(tǒng)文件也容易因此發(fā)生丟失而無法正常啟動；正在執(zhí)行讀寫動作的磁頭，有時會因?yàn)橥ｋ娫斐纱蓬^回位不準(zhǔn)帶來工控機(jī)磁盤故障。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)，具體設(shè)備選型，要依負(fù)載功率大小、需保持工作時間多少來 定。
6、空氣中的可吸入顆粒物多。
很多工廠的原料大多需要粉料進(jìn)行加工，加上外界空氣流動大、沙塵多，工控機(jī)內(nèi)容易集積大量粘糊狀積塵，造成工控機(jī)內(nèi)局部溫度過高，帶來硬件損壞。這種情況多發(fā)于CPU、電源、硬盤、顯卡等散熱風(fēng)扇周圍。積塵較輕的地方，在正常生產(chǎn)允許的情況下，可以采用定時吹塵。積塵較嚴(yán)重的地方，可以工控機(jī)箱透風(fēng)處安置濾塵紗布，定期清理。
三、 故障救急策略：
有時，即使工控人員做了很多保護(hù)工作，仍然有工控機(jī)磁盤發(fā)生故障的情況，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)會使用GHOST軟件，對象版本盡可能新，這將有助于下列方案的實(shí)施。
1、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
方案材料：目標(biāo)工控機(jī)內(nèi)同型號磁盤一塊、GHOST軟件、DOS系統(tǒng)引導(dǎo)盤
方案實(shí)施：在工控機(jī)系統(tǒng)投入運(yùn)行之前，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 整個硬盤內(nèi)容完整克隆至同型號備用磁盤內(nèi)。一旦出現(xiàn)操作系統(tǒng)損壞，可將操作系統(tǒng)鏡像文件恢復(fù)；如果發(fā)生整個磁盤故障，可將壞磁盤拆除，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，視磁盤大小、廠商的不同）、更換容易、恢復(fù)速度快、可排除所有磁盤問題。
2、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，系統(tǒng)盤可以被FORMAT軟件正常格式化。
方案材料：GHOST軟件、DOS系統(tǒng)引導(dǎo)盤（可光盤、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），在自動化系統(tǒng)正式投入運(yùn)行后，先利用GHOST軟件，對系統(tǒng)盤進(jìn)行鏡像，將鏡像文件（*.GHO）放至 FAT32磁盤格式下進(jìn)行備份，一旦系統(tǒng)盤發(fā)生故障，快的方法可將系統(tǒng)盤格式化掉，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。
方案結(jié)論：無需設(shè)備投入，無需資金花銷；恢復(fù)速度快。此方案只能針對于操作系統(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，此方案將無法進(jìn)行。這也可推廣至整個磁盤鏡像。
3、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)施時間，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、磁盤兩塊（型號相同為宜）
方案實(shí)施：先安裝Windows 2000系統(tǒng)或更高版本（因?yàn)槲④浽赪indows
NT后對磁盤陣列比較好），啟動磁盤陣列功能支持。磁盤陣列方式能在工控機(jī)運(yùn)行時的寫操作，同時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，另一塊磁盤因?yàn)槭峭瑫r寫入的相同內(nèi)容，能無擾的切換正常工作狀態(tài)。也就是說，磁盤陣列方式下的兩塊硬盤中只要有一塊磁盤沒有損壞，重要數(shù)據(jù)就不會丟 失。事后可再更換或維修壞磁盤，大好處就是不會影響到生產(chǎn)數(shù)據(jù)的丟失，更換速度也很快。
方案結(jié)論：投入較小，安全性高，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。
以上信息由南京研維信息技術(shù)有限公司提供，若想咨詢工控機(jī)、工業(yè)相機(jī)、三防平板電腦等工業(yè)設(shè)備信息，歡迎您撥打電話詳細(xì)咨詢，期待您的來電。
一、故障分析及排除的方法：
引起磁盤故障的原因有很多，大概分為兩種原因：一個是磁盤本身的質(zhì)量問題，另一個是工作環(huán)境引起的故障問題。
磁盤本身的質(zhì)量問題，我們無法深入考究，只有在開始做控制系統(tǒng)時，選擇購買質(zhì)量、品牌較好硬盤，也可以利用Scandisk、Norton DiskDoctor等軟件進(jìn)行磁盤表面缺陷檢測。
二、工作環(huán)境引起的故障問題，常見的有下面幾個方面：
1、工控機(jī)內(nèi)部溫度過高。
在長時間高溫運(yùn)行的環(huán)境中，計(jì)算機(jī)各元件易發(fā)生老化、硬盤故障的頻率也較之升高。這就需要工廠的自動化系統(tǒng)維護(hù)人員在日常巡檢中，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。我們可以簡單DIR一下自己的工控機(jī)，以達(dá)到降低環(huán)境溫度的作用。（1）、更換大功率CPU、硬盤風(fēng)扇加快散熱；（2)、在機(jī)箱內(nèi)部加裝向機(jī)箱外抽風(fēng)的風(fēng)扇，增加空氣對流；(3)、在放置工控機(jī)的機(jī)柜上，安裝小型軸流風(fēng)機(jī)；(4)、在控制室加裝空調(diào)，以降低空間溫度。
2、工控機(jī)工作時間長。
由于正常生產(chǎn)的需要，部分工廠的工業(yè)控制系統(tǒng)需要長時間工作，給工控機(jī)操作系統(tǒng)帶來巨大考驗(yàn)。據(jù)微軟的操作系統(tǒng)運(yùn)行時間報告中表明，微軟聲稱其Windows2000后的操作系統(tǒng)可以支持長時間工作，但從實(shí)際運(yùn)行看，運(yùn)行時間超過一周后，磁盤在龐大數(shù)據(jù)交換過程中，會積累大量的數(shù)據(jù)碎片，容易造成磁盤邏輯壞道、讀寫錯誤及系統(tǒng)運(yùn)行和啟動變慢。所以工控機(jī)在生產(chǎn)允許的情況下，可定時進(jìn)行重啟工控機(jī)和磁盤碎片整理，以減少因長時間工作導(dǎo)致的磁盤錯誤。重啟時間可按工控機(jī)處理數(shù)據(jù)量的大小和生產(chǎn)情況而定，它不是硬性的，需要讀者慢慢摸索。從筆者的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來看，一個標(biāo)準(zhǔn)月重啟和整理一次工控機(jī)可以減少磁盤錯誤的機(jī)率。
3、地面震感大。
很多工廠在生產(chǎn)過程中需要電機(jī)產(chǎn)生拖動、震動等物理性位移動作，不僅帶來巨大的噪音，機(jī)器工作時帶來的震動會給工控機(jī)磁盤、光驅(qū)、軟驅(qū)帶來巨大的損害。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。在自動化控制系統(tǒng)中的大量數(shù)據(jù)交換中，長時間、高速度運(yùn)轉(zhuǎn)的磁盤，容易因磁盤震動，導(dǎo)致磁盤讀寫能力下降，磁頭定位緩慢，甚至造成磁盤損壞；因此減少工控機(jī)環(huán)境震感，有利于保護(hù)磁盤。我們可以在工程設(shè)計(jì)時，盡可能的讓工控機(jī)遠(yuǎn)離震源大的工作現(xiàn)場；如果工作地點(diǎn)無法更改，我們還可以在工控機(jī)柜、箱體下墊置海綿、可緩沖性物體以減小震動帶來的危害。
4、環(huán)境濕度不適宜。
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。濕度過大，容易造成電路板短路而燒毀；濕度過小，容易產(chǎn)生靜電，也會擊穿部分電子元件。因此，濕度過大、過小，都會給工控機(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。值得說明的 是，工控機(jī)接地不同與土建上的防雷接地，接地選址應(yīng)距控制室處三米遠(yuǎn)，在室外的地坪下1700mm處用∮20鍍鋅角鋼作垂直接地，接地數(shù)量滿足接地電阻小于1歐姆，再采用40*40*4鍍鋅扁鋼與接地體可靠焊接，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)。這樣可以有效的減少靜電帶來的危害。
5、供電電壓波動大、易停電。
電壓不穩(wěn)和突然停電，造成系統(tǒng)頻繁重啟，系統(tǒng)文件也容易因此發(fā)生丟失而無法正常啟動；正在執(zhí)行讀寫動作的磁頭，有時會因?yàn)橥ｋ娫斐纱蓬^回位不準(zhǔn)帶來工控機(jī)磁盤故障。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)，具體設(shè)備選型，要依負(fù)載功率大小、需保持工作時間多少來 定。
6、空氣中的可吸入顆粒物多。
很多工廠的原料大多需要粉料進(jìn)行加工，加上外界空氣流動大、沙塵多，工控機(jī)內(nèi)容易集積大量粘糊狀積塵，造成工控機(jī)內(nèi)局部溫度過高，帶來硬件損壞。這種情況多發(fā)于CPU、電源、硬盤、顯卡等散熱風(fēng)扇周圍。積塵較輕的地方，在正常生產(chǎn)允許的情況下，可以采用定時吹塵。積塵較嚴(yán)重的地方，可以工控機(jī)箱透風(fēng)處安置濾塵紗布，定期清理。
三、 故障救急策略：
有時，即使工控人員做了很多保護(hù)工作，仍然有工控機(jī)磁盤發(fā)生故障的情況，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)會使用GHOST軟件，對象版本盡可能新，這將有助于下列方案的實(shí)施。
1、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
方案材料：目標(biāo)工控機(jī)內(nèi)同型號磁盤一塊、GHOST軟件、DOS系統(tǒng)引導(dǎo)盤
方案實(shí)施：在工控機(jī)系統(tǒng)投入運(yùn)行之前，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 整個硬盤內(nèi)容完整克隆至同型號備用磁盤內(nèi)。一旦出現(xiàn)操作系統(tǒng)損壞，可將操作系統(tǒng)鏡像文件恢復(fù)；如果發(fā)生整個磁盤故障，可將壞磁盤拆除，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，視磁盤大小、廠商的不同）、更換容易、恢復(fù)速度快、可排除所有磁盤問題。
2、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，系統(tǒng)盤可以被FORMAT軟件正常格式化。
方案材料：GHOST軟件、DOS系統(tǒng)引導(dǎo)盤（可光盤、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），在自動化系統(tǒng)正式投入運(yùn)行后，先利用GHOST軟件，對系統(tǒng)盤進(jìn)行鏡像，將鏡像文件（*.GHO）放至 FAT32磁盤格式下進(jìn)行備份，一旦系統(tǒng)盤發(fā)生故障，快的方法可將系統(tǒng)盤格式化掉，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。
方案結(jié)論：無需設(shè)備投入，無需資金花銷；恢復(fù)速度快。此方案只能針對于操作系統(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，此方案將無法進(jìn)行。這也可推廣至整個磁盤鏡像。
3、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)施時間，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、磁盤兩塊（型號相同為宜）
方案實(shí)施：先安裝Windows 2000系統(tǒng)或更高版本（因?yàn)槲④浽赪indows
NT后對磁盤陣列比較好），啟動磁盤陣列功能支持。磁盤陣列方式能在工控機(jī)運(yùn)行時的寫操作，同時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，另一塊磁盤因?yàn)槭峭瑫r寫入的相同內(nèi)容，能無擾的切換正常工作狀態(tài)。也就是說，磁盤陣列方式下的兩塊硬盤中只要有一塊磁盤沒有損壞，重要數(shù)據(jù)就不會丟 失。事后可再更換或維修壞磁盤，大好處就是不會影響到生產(chǎn)數(shù)據(jù)的丟失，更換速度也很快。
方案結(jié)論：投入較小，安全性高，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。
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