一,、概述
在流程行業(yè),,很多工藝裝置對(duì)系統(tǒng)的安全性和容錯(cuò)性要求比較高,比如在石化行業(yè)中的重要裝置的控制站往往采用雙重或者三重冗余來(lái)保證系統(tǒng)的安全,,由于工藝的復(fù)雜,,需要多個(gè)人機(jī)監(jiān)控站來(lái)保證系統(tǒng)的不間斷運(yùn)行,,監(jiān)控層的服務(wù)器、客戶端,、網(wǎng)絡(luò)都需要進(jìn)行雙重或者多重冗余配置,,來(lái)保證系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性,,需要監(jiān)控軟件能提供完整的冗余解決方案,。
目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用的監(jiān)控組態(tài)軟件中,只有少量的國(guó)外軟件具備全面的冗余解決方案,,國(guó)產(chǎn)軟件廠商中,,個(gè)別的廠家只是實(shí)現(xiàn)的了基本的冗余方式,而在數(shù)據(jù)吞吐,、安全性和容錯(cuò)性上和國(guó)外軟件還有一定的差距,,北京三維力控科技有限公司根據(jù)多年在流程行業(yè)的應(yīng)用,開(kāi)發(fā)的力控®監(jiān)控組態(tài)軟件5.0版本可以支持設(shè)備冗余,、控制網(wǎng)絡(luò)冗余,、服務(wù)器冗余、管理網(wǎng)絡(luò)冗余,、客戶端冗余等多種冗余模式,,在數(shù)據(jù)吞吐、網(wǎng)絡(luò)切換上得到了很大的提高,,是國(guó)產(chǎn)組態(tài)軟件中率先對(duì)軟件冗錯(cuò)提供完整支持完整的產(chǎn)品,使軟件在容錯(cuò)方面達(dá)到了進(jìn)口軟件的水平,對(duì)提高民族裝備業(yè)的國(guó)產(chǎn)化率提供了有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品,。
二、監(jiān)控軟件冗余方式
力控支持的典型的冗余方案見(jiàn)下圖:
上圖整個(gè)系統(tǒng)的控制站,、監(jiān)控服務(wù)器,、客戶端、網(wǎng)絡(luò)都是采用冗余配置,,力控®軟件主從服務(wù)器的切換時(shí)間最小可以達(dá)到2秒,,極大的提高了切換速度。
2.1,、設(shè)備冗余
設(shè)備冗余一般要求控制站的電源,、CPU、通訊模塊都需要進(jìn)行冗余配置,,主從控制器同時(shí)連接設(shè)備總線來(lái)保證數(shù)據(jù)通訊,,一般的 PLC廠家的設(shè)備冗余基本都是此類的設(shè)計(jì)方案,上位機(jī)監(jiān)控軟件和此類系統(tǒng)通訊時(shí),,要考慮到當(dāng)主從控制器發(fā)生切換時(shí),,監(jiān)控軟件的通訊要同步切換來(lái)保證從正確的IO設(shè)備獲取數(shù)據(jù)。
設(shè)備冗余控制(圖2)
力控®軟件正常時(shí)與主控制器進(jìn)行通訊,,若主設(shè)備損壞或者通訊出現(xiàn)故障,,軟件會(huì)根據(jù)設(shè)備故障標(biāo)識(shí)斷開(kāi)與主控制設(shè)備的通訊,,而與從控制設(shè)備進(jìn)行通訊的連接,保證了系統(tǒng)的及時(shí)切換 ,,從而保證了在設(shè)備切換的同時(shí),,上位機(jī)也同時(shí)做到及時(shí)切換。
2.2,、監(jiān)控層服務(wù)器冗余
在SCADA系統(tǒng)中,,一般意義上的雙機(jī)冗余是指監(jiān)控層服務(wù)器冗余,服務(wù)器冗余是比較廣泛的應(yīng)用模式,,根據(jù)控制規(guī)模的大小也可以配置一定的客戶端來(lái)保證操作人員監(jiān)控,、操作的需要,一般的小規(guī)模的控制系統(tǒng)可以不需要配置客戶端,。
服務(wù)器冗余(圖3)
主站和從站的力控®軟件在獨(dú)立工作時(shí)都能夠通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備進(jìn)行通訊,。在冗余熱備模式下,正常工作時(shí)只有主站和控制站通訊,,從站不和控制站通訊,,從站的數(shù)據(jù)通過(guò)主站來(lái)進(jìn)行備份和同步,如果主站出現(xiàn)故障,,從站接管主站工作,。等主站恢復(fù)之后,可以通過(guò)自動(dòng)或手動(dòng)方式進(jìn)行干預(yù)來(lái)進(jìn)入熱備狀態(tài),,如果主站和從站都正常,,用戶可以手動(dòng)地通過(guò)控制標(biāo)志位把工作從當(dāng)前站切換到熱備站(原來(lái)的主站)上。
2.3,、監(jiān)控層客戶端冗余
力控®監(jiān)控組態(tài)軟件可以組成一個(gè)分布式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),,不同節(jié)點(diǎn)的力控可以互相通訊,可以互為服務(wù)器和客戶端,,客戶端有標(biāo)準(zhǔn)的C/S網(wǎng)絡(luò)方式客戶端,,也有“瘦”客戶端,即B/S方式客戶端,,力控®軟件的客戶端 支持服務(wù)器冗余方式,,即主服務(wù)器因?yàn)楣收希瑥姆?wù)器接管時(shí),,客戶端能自動(dòng)切換到從服務(wù)器上,。
2.4、控制層網(wǎng)絡(luò)冗余
控制網(wǎng)絡(luò)冗余是力控®軟件與控制站通過(guò)兩條物理鏈路進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的連接,,控制網(wǎng)絡(luò)的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)均安裝兩塊網(wǎng)卡,,可以設(shè)置在兩個(gè)網(wǎng)段內(nèi),網(wǎng)絡(luò)分為主網(wǎng)絡(luò)和從網(wǎng)絡(luò),,正常時(shí)力控®軟件和控制節(jié)點(diǎn)通過(guò)主網(wǎng)絡(luò)通訊,,當(dāng)主網(wǎng)絡(luò)中斷時(shí),,力控®軟件判斷網(wǎng)絡(luò)超時(shí)后會(huì)自動(dòng)將網(wǎng)絡(luò)通訊切換到從網(wǎng),在主網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常時(shí),,力控的通訊又自動(dòng)切換到主網(wǎng)線路,,系統(tǒng)恢復(fù)到正常狀況。
2.5,、監(jiān)控管理層網(wǎng)絡(luò)冗余
由力控®軟件組成的服務(wù)器和客戶端之間采用以太網(wǎng)通訊,,采用雙重網(wǎng)絡(luò)配置,網(wǎng)絡(luò)可以是2個(gè)網(wǎng)段,,服務(wù)器和客戶端都有兩套網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,,如果其中一套網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障,力控客戶端會(huì)使用另外一套網(wǎng)絡(luò)設(shè)備繼續(xù)和服務(wù)器保持通訊,,保證監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)通訊的連續(xù)。
2.6,、服務(wù)器,、網(wǎng)絡(luò)冗余
多重冗余方式是指在服務(wù)器冗余的基礎(chǔ)增加了網(wǎng)絡(luò)、客戶端冗余,,服務(wù)器和客戶端既可以同時(shí)工作在同一個(gè)網(wǎng)段下,,也可以在兩個(gè)網(wǎng)段內(nèi),網(wǎng)絡(luò)冗余和服務(wù)器冗余是相互獨(dú)立又相互聯(lián)系的,,可以只存在網(wǎng)絡(luò)冗余,,也可以只存在服務(wù)器冗余,也可以既有網(wǎng)絡(luò)冗余又有服務(wù)器冗余,,力控提供三種冗余配置(單獨(dú)網(wǎng)絡(luò)冗余,,單獨(dú)服務(wù)器冗余,網(wǎng)絡(luò)冗余+服務(wù)器冗余),,用戶可以根據(jù)不同情況靈活選擇,。
在網(wǎng)絡(luò)冗余和服務(wù)器冗余都存在的情況下,優(yōu)先使用服務(wù)器冗余,。