雙機冗余系統(tǒng)通常包括幾個層次,即:硬件冗余、操作系統(tǒng)冗余、應用系統(tǒng)冗余。我們的解決方案指的是應用系統(tǒng)冗余,具體說就是控制系統(tǒng)軟件的冗余。而控制系統(tǒng)軟件的冗余又包含兩個方面的內容,即驅動程序的冗余和SCADA軟件的冗余。
驅動程序的冗余主要是指驅動程序的熱備方式。熱備方式通常包括驅動程序的兩種掃描方式,即兩個驅動程序同時掃描同時接收或者只有一個驅動程序進行掃描。通常情況下,兩個驅動程序同時掃描同時接收是不被采用的,主要是因為驅動程序和控制設備之間信道的限制,還有就是很難保證上行、下行數(shù)據(jù)的同步。所以我們建議采用第二種掃描方式,這樣就必須在兩個驅動程序之間建立主備關系。任意時刻個只有一個驅動程序進行掃描,也就是主驅動程序,而備驅動程序只進行接收,這樣即可以保證上行掃描數(shù)據(jù)的一致性,也可以保證下行控制數(shù)據(jù)的*性。
SCADA軟件的冗余主要包括:實時數(shù)據(jù)同步、歷史數(shù)據(jù)同步、報警同步、控制輸出的*性等幾個方面。也就是說主SCADA是監(jiān)視和控制的*的數(shù)據(jù)源,網(wǎng)絡上所有的MMI(人機界面工作站)都必須通過主SCADA進行監(jiān)視和控制;備SCADA必須保證同主SCADA的數(shù)據(jù)同步 。這里實時數(shù)據(jù)的同步主要依靠驅動程序數(shù)據(jù)的同步來實現(xiàn);歷史數(shù)據(jù)的同步,可以通過建立獨立的歷史數(shù)據(jù)服務器來實現(xiàn),也可以通過在SCADA節(jié)點上建立歷史數(shù)據(jù)恢復的功能來實現(xiàn)?,F(xiàn)有的組態(tài)軟件大多不具備這些功能,因此SCADA冗余的實現(xiàn)除了依賴組態(tài)軟件本身提供的功能外,還有額外的工作要做。
驅動程序有主備,SCADA軟件有主備,都存在切換的問題;但是驅動程序的切換和SCADA軟件的切換必須同步,否則數(shù)據(jù)的*性和可靠性沒有任何保障。所以驅動程序和SCADA軟件之間必須建立用來協(xié)調各自的狀態(tài),保證不出現(xiàn)混亂。只有這樣才能實現(xiàn)比較完善的雙機冗余。
系統(tǒng)實例
項目名稱: 自來水廠SCADA冗余系統(tǒng)
系統(tǒng)組成 : Gateway:Motorola MDLC Gateway
RTU:Motorola MOSCAD RTU
通訊方式:無線
操作系統(tǒng):MS WINDOWS2000 SERVER/PROFESIONAL
SCADA 軟件:iFIX
MMI工作站軟件:IFIX
SCADA 冗余軟件:DUALSCADA
冗余驅動程序:OPC SERVER FOR MGT
功能簡介 : 主OPC SERVER FOR MGT負責通過Motorola MDLC Gateway 掃描無線連接的RTU,備OPC SERVER FOR MGT并不對RTU發(fā)送掃描命令,只是主驅動程序同步接收RTU上傳的數(shù)據(jù)。同樣數(shù)據(jù)控制輸出由主驅動程序完成,數(shù)據(jù)控制輸出不會發(fā)送到備驅動程序,即使發(fā)送到備驅動程序,也不會被執(zhí)行。
SCADA 冗余軟件DUALSCADA負責設置SCADA軟件的主備狀態(tài)和驅動程序的主備狀態(tài),保證主SCADA和主驅動程序在同一SCADA節(jié)點上是一致的;避免出現(xiàn)同一SCADA節(jié)點上出現(xiàn)SCADA軟件狀態(tài)和驅動程序狀態(tài)不一致的情況。冗余軟件DUALSCADA還會保證MMI工作站的數(shù)據(jù)顯示和控制輸出,都是從主SCADA和主驅動程序來執(zhí)行;SCADA主備狀態(tài)切換后,MMI工作站所連接的SCADA節(jié)點以會同步進行切換。
SCADA的主備切換和驅動程序的主備切換都是由DUALSCADA冗余軟件來管理實現(xiàn)的。DUALSCADA冗余軟件在主備SCADA之間傳遞信息,DUALSCADA冗余軟件與驅動程序之間也在傳遞信息;這樣DUALSCADA冗余軟件就可以對切換條件作出判斷;這些信息內容包括:Motorola MDLC Gateway 與 RTU之間通訊狀態(tài)/質量、驅動程序與 Motorola MDLC Gateway之間的通訊狀態(tài)、驅動程序與IFIX的連接狀態(tài)以及主備SCADA之間的連接狀態(tài)和運行狀態(tài)等等。
原理圖如下:
驅動程序的冗余主要是指驅動程序的熱備方式。熱備方式通常包括驅動程序的兩種掃描方式,即兩個驅動程序同時掃描同時接收或者只有一個驅動程序進行掃描。通常情況下,兩個驅動程序同時掃描同時接收是不被采用的,主要是因為驅動程序和控制設備之間信道的限制,還有就是很難保證上行、下行數(shù)據(jù)的同步。所以我們建議采用第二種掃描方式,這樣就必須在兩個驅動程序之間建立主備關系。任意時刻個只有一個驅動程序進行掃描,也就是主驅動程序,而備驅動程序只進行接收,這樣即可以保證上行掃描數(shù)據(jù)的一致性,也可以保證下行控制數(shù)據(jù)的*性。
SCADA軟件的冗余主要包括:實時數(shù)據(jù)同步、歷史數(shù)據(jù)同步、報警同步、控制輸出的*性等幾個方面。也就是說主SCADA是監(jiān)視和控制的*的數(shù)據(jù)源,網(wǎng)絡上所有的MMI(人機界面工作站)都必須通過主SCADA進行監(jiān)視和控制;備SCADA必須保證同主SCADA的數(shù)據(jù)同步 。這里實時數(shù)據(jù)的同步主要依靠驅動程序數(shù)據(jù)的同步來實現(xiàn);歷史數(shù)據(jù)的同步,可以通過建立獨立的歷史數(shù)據(jù)服務器來實現(xiàn),也可以通過在SCADA節(jié)點上建立歷史數(shù)據(jù)恢復的功能來實現(xiàn)?,F(xiàn)有的組態(tài)軟件大多不具備這些功能,因此SCADA冗余的實現(xiàn)除了依賴組態(tài)軟件本身提供的功能外,還有額外的工作要做。
驅動程序有主備,SCADA軟件有主備,都存在切換的問題;但是驅動程序的切換和SCADA軟件的切換必須同步,否則數(shù)據(jù)的*性和可靠性沒有任何保障。所以驅動程序和SCADA軟件之間必須建立用來協(xié)調各自的狀態(tài),保證不出現(xiàn)混亂。只有這樣才能實現(xiàn)比較完善的雙機冗余。
系統(tǒng)實例
項目名稱: 自來水廠SCADA冗余系統(tǒng)
系統(tǒng)組成 : Gateway:Motorola MDLC Gateway
RTU:Motorola MOSCAD RTU
通訊方式:無線
操作系統(tǒng):MS WINDOWS2000 SERVER/PROFESIONAL
SCADA 軟件:iFIX
MMI工作站軟件:IFIX
SCADA 冗余軟件:DUALSCADA
冗余驅動程序:OPC SERVER FOR MGT
功能簡介 : 主OPC SERVER FOR MGT負責通過Motorola MDLC Gateway 掃描無線連接的RTU,備OPC SERVER FOR MGT并不對RTU發(fā)送掃描命令,只是主驅動程序同步接收RTU上傳的數(shù)據(jù)。同樣數(shù)據(jù)控制輸出由主驅動程序完成,數(shù)據(jù)控制輸出不會發(fā)送到備驅動程序,即使發(fā)送到備驅動程序,也不會被執(zhí)行。
SCADA 冗余軟件DUALSCADA負責設置SCADA軟件的主備狀態(tài)和驅動程序的主備狀態(tài),保證主SCADA和主驅動程序在同一SCADA節(jié)點上是一致的;避免出現(xiàn)同一SCADA節(jié)點上出現(xiàn)SCADA軟件狀態(tài)和驅動程序狀態(tài)不一致的情況。冗余軟件DUALSCADA還會保證MMI工作站的數(shù)據(jù)顯示和控制輸出,都是從主SCADA和主驅動程序來執(zhí)行;SCADA主備狀態(tài)切換后,MMI工作站所連接的SCADA節(jié)點以會同步進行切換。
SCADA的主備切換和驅動程序的主備切換都是由DUALSCADA冗余軟件來管理實現(xiàn)的。DUALSCADA冗余軟件在主備SCADA之間傳遞信息,DUALSCADA冗余軟件與驅動程序之間也在傳遞信息;這樣DUALSCADA冗余軟件就可以對切換條件作出判斷;這些信息內容包括:Motorola MDLC Gateway 與 RTU之間通訊狀態(tài)/質量、驅動程序與 Motorola MDLC Gateway之間的通訊狀態(tài)、驅動程序與IFIX的連接狀態(tài)以及主備SCADA之間的連接狀態(tài)和運行狀態(tài)等等。
原理圖如下:
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