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SAN技术在油田勘探开发一体化的应用

文档作者：王文慧1 林传彬2 冯宗凡2 邱淑媛3 文档来源： 1．吐哈油田公司勘探开发研究院 2．吐哈油田公司信息中心 3．吐哈油田公司工程技术研究院新		点击数：	更新时间： 2024年06月16日
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·应用技术·
SAN技术在油田勘探开发一体化的应用
王文慧1 林传彬2 冯宗凡2 邱淑媛3
(1．吐哈油田公司勘探开发研究院新疆哈密839009l 2．吐哈油田公司信息中心新疆哈密839009I
3．吐哈油田公司工程技术研究院新疆哈密839009)
【摘要]近几年随着吐哈油田勘探开发科研工作的不断深入，地学科研数据量逐年增多，加之并行机、PC集群的引进和高效利
用，对数据访问速度、数据安全、数据冗灾提出了越来越高的要求，原有的DAS存储由于存在分立式存储孤岛、数据访问速度慢、
数据安全性差等原因．以寻求一种更加安全、高效地存储技术来进行巨量数据的管理。SAN存储技术的问世，是存储技术发展过程
中的一次重大技术革命，尤其在面向大容量数据多服务的高速处理中，以其高速访问，安全存储，数据共享，数据备份，数据迁移，
冗灾恢复等优势，逐渐广泛应用于石油、银行、视频、气象、图书管理．军事等行业。
【关键词]SAN存储区域网FC光纤技术光纤通道卡并行计算
【中图分类号]TP393 【文献标识码1A 【文章编号]1007-9416(2010)05-0087-02
fAbstract]In recent yeare as oil exploration scientific research in tuha，the earth research data by the increase and machine
parallelism。pc and efficient USe of cluster that the introduction of the data access speed or data SeCHrity，fl growth higher and
higher demands of the existing Das store is beinIg raised because unobtrusive storage island。the data acc：e鹤bY slow，data security，
To find a safer and efficient technologies for storage volume of data storage technology．San is a storage technology development
in a big technology revolution，especially in the volume of data for service of process，with the high-speed access and security
of storage，data sharing，da切backup，data and disaster recovery and growth，it is widely used in oil，banks，video，meteorological
and the management and mmtafy industries．
【Key Words]san storage area networksI fc fiber optics}fibre channel cardl computation
'SAN-存储区域网络
SAN(存储区域网络Storange Area
Network)是一个独立的、采用町伸缩的数
据存储网络，能够对关键任务数据进行更加
可管理、可扩展部署，是一种高速访问、安
全级别高的网络存储技术。SAN技术全面
突破了传统存储技术的距离限制，具有无限
扩展性，将网络管理的概念引入到存储管理
之中，提供高速高效数据访问。
1．1 SAN技术优势
1．1．1首先是无限的扩展能力。
由于SAN采用了网络结构，服务器可
以访问存储网络上的任何一个存储设备，
因此用户可以自由增加磁盘阵列、带库和
服务器等设备，使得整个系统的存储空间
和处理能力得以按客户需求不断扩大。
1．1．2基于千兆位带宽的高效高速存
储
SAN与FC(Fibre Channel)光纤技术
相结合，具备FC技术优点如FC—AL仲裁
环机制．高频串行位传送机制、FC网络协
议等，消除网络存储瓶颈，单环速度可达
图1 网络拓扑结构图
lGB～2GBb，双环可达2GB～4GB，能提
供高速高效。可靠安全的数据传输服务。
1．1．3开放的存储管理机制
单一系统对数据进行管理具有可扩展
性和可用性方面的局限，而SAN采用开放
的存储管理机制，是一种网络化的存储机
制，存储设备独立于主机是网络的组成部
分，数据访问不依赖设备的具体位置，动
态扩容能力和兼容性强。
1．1．4存储总容量利用率高
SAN采用集中网络化存储管理，消除
存储孤岛，存储系统与服务器之间通过网
络实现连通性以及它们之间的任意访问，
这样能很好匹配存储系统，使总体容量利
用率得到提高。
2勘探开发一体化系统SAN系统构建
FC SAN以高速高效存储为优势广泛
应用于石油地质领域，在应对勘探开发领
域复杂大型计算方面有着不可替代的优良
性能。
2．1网络拓扑结构
勘探开发一体化采用SAN技术，是以
地质科研的需要和SAN优良性能为基础
构建。该平台采用博科(Brocade)光纤交
换机作为SAN核心交换机，其它系统存储
设备一STK6540磁盘阵列、备份设备一
SL 5 0 O磁带机、图形计算器一I B M
P c—C l U S t e r、并行计算服务器一
SUNFIRE6900、显示服务器一IBM Zpro
由光纤通道卡接入SAN交换机，建立FC
光纤双通道连路。如下为勘探开发一体化
SAN系统网络拓扑图。
2．2勘探开发一体化SAN系统优点
2．2．1全交换冗余式网络拓扑结构
2台光纤Brocade SW4100全交换机为
存储区域网络核心交换机，互为冗余，服
数字技术与应用87
万方数据
PIC单片机在电机控制系统的综合应用
王振超
(济南诚字电子科技有限公司开发部山东济南250022)
-应用技术·
【摘要】本电机控制系统以内部资源丰富的PIC单片机为核心，通过外部电位器或外部电压模拟量、内部电位器，外部脉冲信号，
键盘模块、上位机及精巧的电机驱动电路模块和较精确的霍尔传感器来控制电机加减速、换向、启动／停止及其定位，经过LCD显
示模块指示电机的运行状态。实践结果表明，该设计方案合理可行，有应用场合多，操作简单，成本适中，功能强大。功率较大，
应用灵活，可靠性高等优点，使PIC单片机得到综合利用。
[关键词]PIC单片机LCD显示上位机电机控制系统
【中图分类号]TB4 【文献标识码】A 【文章编号】1007-9416(2010)05-0088-02
1引言
随着机器人技术的发展，各种电力拖
动的应用，电力电子的发展，电机控制系
统也在工业和人们生活当中得到广泛的应
用，如电动车．打印设备、机器人等都用
到电机控制系统，经过f仃场调研发现市场
上很多电机控制器，一些只有部分功能。
兼容多种场合应用、操作方便的控制系统
较少。因此，研制开发新型、综合性、多
场合兼容电机控制系统有非常重要意义。
结合生活实际应用和工作经验，设计
了一款新型直流电机控制器。本控制器是
以功能强大、价格低廉的PIC单片机为核
心，以显示键盘，电机驱动，传感器。上
位机串口控制，外部信号控制等电路模块
共同组成。
2系统总体设计方案
PIC单片机处理器经过检测按键、外
部电位器和模拟量、外部PWM信号、上
位机信号和电机传感器信号，将取来的信
号经过处理后，送到电机驱动电路模块进
而驱动控制直流电机相应动作，同时，为
了让电机平稳的运转，将电机传感器传输
过来的信号经过PID算法和频率同步算
法，计算结果和栓溯电机的有关数据送
LCD显示模块显示，让客户较清楚地了解
电机实时情况，以便相应的操作。
3系统硬件设计
整个系统}|I信号处理电路、PICl 8F单
片机系统、直流电机驱动电路和反馈信号
检测处理电路等几部分组成，本系统设计
硬件框图如图l所示。
3．1单片机系统
单片机系统主要有CPU、程序存储器
EPROM．数据存储器SRAM、通信功能、
多路A／D采样、CCP／PWM功能、RB弱
上拉功能、多个定时器、外中断和串行口
通讯等组成。为满足多端口多功能设计的
要求，装置设计中采用PICl 8F4520单片
机。利用PICl 8F4520可以减少外围电路，
且其引脚具有防瞬态能力，可直接与控制
电路相连，无须光电耦合器隔离，给应用
带来极大方便，另外还可提供20mA的电
流，可直接驱动LCD。
3．2通信接口电路
RS-485由于使用了差分电平传输信
号，传输距离比RS-232更长，最多可以
达到3000 m，因此很适合工业环境下的应
用。本设计采用RS-485通信方式与PC机
实现通信，进而实现远程控制。本系统利
用RC6、RC7口作为串行接口。
3．3键盘及显示电路
3．3．1键盘设计
根据设计需求，需启／停、加速、减
速、设置、换向等按键。可将操作模式及
有关参数存入单片机中。以便下次运用
时，直接调出该运行模式，减小每次繁琐
务器和存储系统经由SAN交换机采用FC
光纤双连路通道，点对点通信机制，可建
立永久性连接和虚拟连接。此结构消除单
点故障，保证业务的连续性和高可用性t
每个接口都具备4Gb的网络带宽，可保证
连路独享带宽。真正实现商效高速存储。
2．2．2构建数据高安全性和高访问性
通过实施方案一：通过软件对SAN交
换机端口进行zone划分，实现zone内建立
通信、组间隔断的网络通信机制，提高网
络资源利用率，杜绝网络资源的浪费，实
施方案二：通过机架式SUN StorageTek
6540磁盘阵列管理软件对服务器系统进行
存储区域独11)=划分，提高数据操作的安全
性和可访问性；实施方案二三：采用安全性
能优良的RAID5数据管理机制，对物理损
坏硬盘可进行在线热拔插更换，保证数据
的完整性，实现数据，c灾。
2．2．3消除存储网络瓶颈
FC SAN全变换式网络结构使每条连
路能独享带宽，而主机系统各配备4Gb光
纤通道卡，实现系统间4Gb带宽访问。机
架式SUN StorageTek 6540光纤通道磁
盘阵列内部配有8个4Gb盘阵光纤接口与
阵列中的磁盘相连，达到4GB带宽，同时
配有2个RAID控制器，更是消除了存储
内部的网络瓶颈；对外有8个4Gb带宽光
88 数字技术与应用
纤通道卡，与SAN交换机相连，为并行服
务器和刀片服务器提供数据I／O服务，具
有32Gb／s的数据传输能力，保障了高性能
并行计算机高速访问大容量数据的需求。
2．2．4完善的备份方案
LEGTO备份解决方案能很好融合
LAN和SAN两种备份结构，满足了异构
网络环境下数据安全性的备份要求，两种
不同备份系统问进行了无缝连接；细化异
构网络环境中系统备份需求，制定全方位
分层次的备份策略，真正实现备份方案成
为数据安全的坚实防护墙。
2．2．5并行计算和刀片集群计算构建
超高性能计算
石油勘探开发领域对服务器的计算能
力要求极高，随着深度计算油气藏能力，
复杂大型地质解释和三维图形显示都需要
超高性能计算的配合，结合业内顶级计算
技术计算与实际计算能力的需要，构建的
SAN计算系统，可以满足现在和未来几年
内勘探开发一体化对计算能力的需求。
SUNFIR E6900(并行计算机)配有6块
系统板、24个双核1．5GHz UltraSPARC—I
V+CPU，48MB二级缓存，758MB置级缓
存、96GB内存I具有4块4Gb／s单通道光纤
接口。该设备最高具有能同时提供16Gb数
据I／O能力和72 GHZ的计算能力。是地学
解释处理的核心计算服务器。
IBM PC—CLUSTER(刀片集群计算
机)配有32个双核CPU的IBM eServer
BladeCenter(tm)刀片作为计算节点．每个
刀片有1个3．4GHz双核Xeon EM64T
CPU，4G内存，673G硬盘。可以满足敬模、
地震等地学数据体三维图像的实时计算及
数据到虚拟现实中心的数据传送。
3结语
勘探开发一体化的实施。使勘探开发
研究院SAN存储从构想变为现实，是网络
技术应用的一次琶跃，而且也是数据存
储、数据管理方式的一次历史性跨越，它
的实现，提高r数据的安全性、可靠性、共
享能力，挖掘r科研数据的价值，节约了
科研人员的时间，为一体化最终实现提供
了一个良好的硬件平台。
【参考文献】
【l】刘卫平．网络存储中的数据容错和
容灾技术【D1．西北工业大学，2006年．
【作者简介】
壬文慧．性男旺：女，大学本科文凭，工
程师，主要从事软件开发和系统维护等工
作，单位：吐哈油田公司勘探开发研究院
科技信息中心。

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