第十章冗余系統(tǒng)

1、第十章 冗余系統(tǒng)本章內(nèi)容& 雙機(jī)熱備& 雙網(wǎng)絡(luò)冗余& 雙設(shè)備冗余& 雙IOServer冗余概述KingSCADA 提供全面的冗余功能，能夠有效地減少數(shù)據(jù)丟失的可能，增加了系統(tǒng)的可靠性，方便系統(tǒng)維護(hù)。KingSCADA提供四重意義上的冗余功能，即雙機(jī)熱備、雙網(wǎng)絡(luò)冗余、雙設(shè)備冗余、雙IOServer。第一節(jié) 雙機(jī)熱備1、原理雙機(jī)熱備主要是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、報(bào)警信息和變量歷史記錄的熱備。主從機(jī)都正常工作時(shí),主機(jī)從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生報(bào)警和事件信息。從機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)從主機(jī)獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和報(bào)警信息，而不會(huì)從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器讀取或自己產(chǎn)生報(bào)警信息。主從機(jī)都各自記錄變量歷史數(shù)據(jù)。同

2、時(shí)，從機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽主機(jī)，從機(jī)與主機(jī)之間的監(jiān)聽采取請(qǐng)求與應(yīng)答的方式，從機(jī)以一定的時(shí)間間隔（冗余機(jī)心跳檢測(cè)時(shí)間）向主機(jī)發(fā)出請(qǐng)求，主機(jī)應(yīng)答表示工作正常，主機(jī)如果沒有應(yīng)答，從機(jī)將切斷與主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，轉(zhuǎn)入活動(dòng)狀態(tài)，改由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生報(bào)警和事件信息。此后，從機(jī)還會(huì)定時(shí)監(jiān)聽主機(jī)狀態(tài)，一旦主機(jī)恢復(fù)，就將數(shù)據(jù)備份給主機(jī)。只有從機(jī)壞掉之后，主機(jī)才會(huì)從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)。通過這種方式實(shí)現(xiàn)了熱備。2、主機(jī)網(wǎng)絡(luò)配置第一步，KingSCADA開發(fā)系統(tǒng)樹型目錄區(qū)中選擇“網(wǎng)絡(luò)配置”“本服務(wù)器設(shè)置”選項(xiàng)并雙擊，彈出網(wǎng)絡(luò)配置對(duì)話框，對(duì)話框設(shè)置如圖所示。勾選網(wǎng)絡(luò)模式，配置主站的名稱，網(wǎng)絡(luò)IP，根據(jù)需要配

3、置主站備份IP；勾選使用雙機(jī)熱備，配置從站的名稱，從站的網(wǎng)絡(luò)IP，或者根據(jù)需要配置從站的備份網(wǎng)絡(luò)IP。圖10-1網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置對(duì)話框主站點(diǎn)名：即本站點(diǎn)名稱。進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的每一臺(tái)計(jì)算機(jī)必須具有唯一的節(jié)點(diǎn)名，默認(rèn)為當(dāng)前計(jì)算機(jī)名。主站網(wǎng)絡(luò)IP：即本節(jié)點(diǎn)的IP地址，長(zhǎng)度最長(zhǎng)是15個(gè)字符。主站備份網(wǎng)卡IP：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中使用雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時(shí)，需要對(duì)每臺(tái)連網(wǎng)的機(jī)器安裝兩個(gè)網(wǎng)卡主網(wǎng)卡和從網(wǎng)卡，此處表示從網(wǎng)卡（亦稱備份網(wǎng)卡）。在該編輯框中輸入從網(wǎng)卡的IP地址，長(zhǎng)度最長(zhǎng)是15個(gè)字符。雙機(jī)熱備：KingSCADA提供雙機(jī)熱備功能，如果使用該功能的話，選中“使用雙機(jī)熱備”選項(xiàng)，然后根據(jù)當(dāng)前計(jì)算機(jī)的工作狀態(tài)設(shè)置本機(jī)為主機(jī)或從機(jī)。從站

4、名稱：當(dāng)選擇使用雙機(jī)熱備功能，此選項(xiàng)有效，需要在此處鍵入從站名稱。從站網(wǎng)絡(luò)IP：在此處鍵入從站的IP地址。從站備份網(wǎng)卡IP：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中存在雙網(wǎng)絡(luò)冗余時(shí)，需要安裝兩個(gè)網(wǎng)卡，需要在此處鍵入從站備份網(wǎng)卡的IP地址。冗余狀態(tài)檢測(cè)通道：為保證冗余機(jī)之間狀態(tài)的正確，防止誤切換以及及時(shí)同步數(shù)據(jù)，KingSCADA設(shè)置了冗余狀態(tài)檢測(cè)通道和同步數(shù)據(jù)通道分別是串口和網(wǎng)卡。串口：通過串口檢測(cè)冗余狀態(tài)，并選擇串口名稱及通訊參數(shù)。網(wǎng)卡：通過專用網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)主、從機(jī)同步數(shù)據(jù)，并輸入對(duì)方網(wǎng)卡IP地址。心跳檢測(cè)時(shí)間：此參數(shù)在本節(jié)點(diǎn)做“服務(wù)器”或“客戶端”時(shí)都有效，以此時(shí)間間隔檢測(cè)數(shù)據(jù)鏈路是否暢通。單位為秒。心跳檢測(cè)次數(shù)：此參數(shù)在本

5、節(jié)點(diǎn)做“服務(wù)器”或“客戶端”時(shí)都有效，例：心跳檢測(cè)次數(shù)為5，那么當(dāng)累積心跳檢測(cè)失敗達(dá)到5次后，表明數(shù)據(jù)鏈路中斷。第二步，單擊“服務(wù)器端配置”選項(xiàng)卡，彈出配置對(duì)話框，如圖所示。圖10-2服務(wù)器端配置對(duì)話框根據(jù)工程需要，選擇相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)類型。如果本機(jī)是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器的主機(jī)，同時(shí)又是報(bào)警事件服務(wù)器和歷史記錄服務(wù)器的主機(jī)的話，那么就選中“本地為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器”、“本地為報(bào)警事件服務(wù)器”、“本地為歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器”選項(xiàng)。本機(jī)為登錄服務(wù)器：對(duì)于網(wǎng)絡(luò)工程，需要網(wǎng)絡(luò)中有唯一的用戶列表，其列表存儲(chǔ)在登錄服務(wù)器上，當(dāng)訪問網(wǎng)絡(luò)中任何站點(diǎn)上有權(quán)限設(shè)置的操作時(shí)，都必須經(jīng)過該用戶列表進(jìn)行驗(yàn)證。選中該項(xiàng)時(shí)，本地計(jì)算機(jī)在網(wǎng)絡(luò)中充

6、當(dāng)?shù)卿浄?wù)器。當(dāng)?shù)卿浄?wù)器沒有啟動(dòng)時(shí)，用戶的驗(yàn)證只能通過本機(jī)的用戶列表進(jìn)行，并且在操作網(wǎng)絡(luò)變量時(shí)將以無用戶狀態(tài)進(jìn)行。當(dāng)不選“本機(jī)是登錄服務(wù)器”時(shí)，必須從登錄服務(wù)器列表中選擇一個(gè)站點(diǎn)為登錄服務(wù)器。本機(jī)為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器：選中時(shí)，表示本地計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并向網(wǎng)絡(luò)上的其他站點(diǎn)提供數(shù)據(jù)。本機(jī)為報(bào)警數(shù)據(jù)服務(wù)器：在分布式報(bào)警系統(tǒng)中，指定一臺(tái)服務(wù)器作為報(bào)警數(shù)據(jù)服務(wù)器，在該服務(wù)器上存儲(chǔ)的所有報(bào)警信息可供客戶端進(jìn)行瀏覽。選中該項(xiàng)，表示本機(jī)作為報(bào)警數(shù)據(jù)服務(wù)器。本機(jī)為歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器：在分布式歷史數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，指定一臺(tái)服務(wù)器作為歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器，在該服務(wù)器上存儲(chǔ)所有的歷史數(shù)據(jù)可供客戶端查詢。選中該項(xiàng)，表示本機(jī)作為歷史數(shù)

7、據(jù)服務(wù)器。當(dāng)不選“本機(jī)是歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器”時(shí)，必須從歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器列表中選擇一個(gè)站點(diǎn)為歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器。本機(jī)為校時(shí)服務(wù)器：KingSCADA運(yùn)行中，盡量保持各臺(tái)機(jī)器的時(shí)鐘一致，選中“本機(jī)為校時(shí)服務(wù)器”時(shí)，本地計(jì)算機(jī)充當(dāng)校時(shí)服務(wù)器，各個(gè)站點(diǎn)主動(dòng)向校時(shí)服務(wù)器進(jìn)行校時(shí)，保持網(wǎng)絡(luò)的始終統(tǒng)一。當(dāng)不選“本機(jī)是校時(shí)服務(wù)器”時(shí)，必須從校時(shí)服務(wù)器列表中選擇一個(gè)站點(diǎn)為校時(shí)服務(wù)器，并設(shè)置校時(shí)間隔，單位為秒，范圍是1-36000s。3、從機(jī)網(wǎng)絡(luò)配置第一步，在使用雙機(jī)熱備功能時(shí)要求主機(jī)和從機(jī)上的工程完全一致，所以將主機(jī)的工程直接拷貝到從機(jī)上即可，不需要對(duì)在網(wǎng)絡(luò)配置里做任何修改，KingSCADA會(huì)自動(dòng)根據(jù)IP地址識(shí)別主從機(jī)

8、。注：主從機(jī)的變量名和ID號(hào)必須完全一致，建議用戶不要單獨(dú)修改主機(jī)或從機(jī)的變量部分，防止出現(xiàn)不一致的現(xiàn)象。4、雙機(jī)熱備狀態(tài)系統(tǒng)變量系統(tǒng)變量$RedundantStatus是用來表示主從機(jī)狀態(tài)的，不論該站點(diǎn)是歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器，報(bào)警數(shù)據(jù)服務(wù)器或是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器。在主機(jī)上，該變量的值為正數(shù)，在從機(jī)上，該變量的值為負(fù)數(shù)。主機(jī)狀態(tài)監(jiān)控：在主機(jī)工程中可以通過$RedundantStatus對(duì)主機(jī)進(jìn)行監(jiān)控。變量$RedundantStatus有以下幾種狀態(tài)：$RedundantStatus=1，此時(shí)主機(jī)為工作狀態(tài)$RedundantStatus=2，此時(shí)主機(jī)為熱備狀態(tài)從機(jī)狀態(tài)監(jiān)控：在從機(jī)工程中可以通過$Red

9、undantStatus對(duì)從機(jī)進(jìn)行監(jiān)控。變量$RedundantStatus有以下幾種狀態(tài)：$RedundantStatus=-1，此時(shí)從機(jī)為熱備狀態(tài)$RedundantStatus=-2，此時(shí)從機(jī)為工作狀態(tài)手動(dòng)狀態(tài)切換：特殊情況下可以通過強(qiáng)制$RedundantStatus實(shí)現(xiàn)主、從機(jī)之間的手動(dòng)切換。主機(jī)切換到從機(jī)：強(qiáng)制主機(jī)的$RedundantStatus為2，主機(jī)停止工作并停止響應(yīng)從機(jī)查詢，從機(jī)認(rèn)為主機(jī)故障，啟動(dòng)工作，此時(shí)主機(jī)將沒有任何工作，同時(shí)主機(jī)的數(shù)據(jù)也將不再變化。主機(jī)啟動(dòng)后，強(qiáng)制從機(jī)的$RedundantStatus為-1，則主機(jī)的$RedundantStatus自動(dòng)變?yōu)?，從而實(shí)

10、現(xiàn)了從機(jī)向主機(jī)的切換。注：強(qiáng)制操作只能在工作狀態(tài)的機(jī)器上進(jìn)行。第二節(jié) 雙網(wǎng)絡(luò)冗余雙網(wǎng)絡(luò)冗余是指兩臺(tái)機(jī)器間使用兩條網(wǎng)線來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊，當(dāng)一條網(wǎng)線連接中斷后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切換到備用網(wǎng)絡(luò)。這要求網(wǎng)絡(luò)中的任意站點(diǎn)均安裝兩塊網(wǎng)卡，并分別設(shè)置在兩個(gè)不同網(wǎng)段內(nèi)。當(dāng)主網(wǎng)線路中斷時(shí)，網(wǎng)絡(luò)通訊自動(dòng)切換到從網(wǎng)，保證通訊鏈路不中斷，為系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行提供了保障。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示：圖10-3雙網(wǎng)絡(luò)冗余系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖雙網(wǎng)絡(luò)冗余配置雙網(wǎng)絡(luò)冗余主要是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境支持雙網(wǎng)段KingSCADA開發(fā)系統(tǒng)樹型目錄區(qū)中選擇“網(wǎng)絡(luò)配置”“本服務(wù)器設(shè)置”選項(xiàng)并雙擊，彈出網(wǎng)絡(luò)配置對(duì)話框，主機(jī)、從機(jī)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置如圖10-4所示。圖10-4主機(jī)

11、雙網(wǎng)絡(luò)冗余配置圖主、從機(jī)雙網(wǎng)絡(luò)冗余只需要修改圖中紅色圈中的內(nèi)容，點(diǎn)擊“確定”設(shè)置完成。第三節(jié) 雙設(shè)備冗余IOServer雙設(shè)備冗余是指設(shè)備間的冗余，即兩臺(tái)相同設(shè)備之間的相互冗余。對(duì)于比較重要的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用戶可以用兩個(gè)完全一樣的設(shè)備同時(shí)采集數(shù)據(jù)，并與IOServer通訊，實(shí)現(xiàn)雙設(shè)備冗余功能。新建從設(shè)備在IOServer中，單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的右鍵菜單中執(zhí)行“新建設(shè)備”命令，彈出對(duì)話框（參考初級(jí)培訓(xùn)教程第三章第一節(jié)中新建設(shè)備），如圖10-5所示：圖10-5新建從設(shè)備1輸入設(shè)備名稱：ModbusSlave，單擊“下一步”按鈕，選ModbusTCP系列的設(shè)備，設(shè)備地址，從設(shè)備IP 端口，如圖10

12、-6所示：圖10-6新建從設(shè)備2設(shè)置完設(shè)備的地址，單擊“下一步”按鈕彈出通訊故障恢復(fù)設(shè)置對(duì)話框。如圖10-7所示：圖10-7新建從設(shè)備3這里我們選擇默認(rèn)設(shè)置即可，單擊“下一步”，完成設(shè)備的建立。如圖10-8所示：圖10-8新建從設(shè)備4新建主設(shè)備再新建一個(gè)設(shè)備，設(shè)備名稱：ModbusMaster，在如下圖的配置對(duì)話框中指定主設(shè)備的從設(shè)備。圖10-9新建主設(shè)備對(duì)話框配置好主設(shè)備以后，IOServer雙設(shè)備冗余的配置已經(jīng)完成。在實(shí)際的采集數(shù)據(jù)中IOServer會(huì)自動(dòng)識(shí)別是否有設(shè)備采取了冗余方式，如果采取了冗余方式，出現(xiàn)異常情況，IOServer會(huì)自動(dòng)從主設(shè)備切換到從設(shè)備，繼續(xù)完成數(shù)據(jù)采集。第四節(jié) 雙

13、IOserver冗余雙IOServer冗余是指主IOServer和從IOServer直接或者通過OPC方式對(duì)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，它是數(shù)據(jù)采集軟件上的一種備份處理機(jī)制，增強(qiáng)數(shù)據(jù)采集的安全性。正常情況下主IOServer處于工作狀態(tài)，從IOServer處于監(jiān)視狀態(tài)，一旦從IOServer發(fā)現(xiàn)主IOServer異常，從IOServer將會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)代替主IOServer采集數(shù)據(jù)，完全實(shí)現(xiàn)主IOServer的功能。雙IOserver冗余配置第一步，建立IOserver應(yīng)用。在工程設(shè)計(jì)器中，選擇“IOServer應(yīng)用”，右鍵菜單添加新IOServer應(yīng)用，彈出如下對(duì)話框，新建主IOServer：Mas

14、terIOServer，從IOServer：SlaveIOServer。圖10-10 主IOServer應(yīng)用對(duì)話框圖10-11 從IOServer應(yīng)用對(duì)話框第二步，配置主IOServer。打開MasterIOServer網(wǎng)絡(luò)配置，彈出如下對(duì)話框：圖10-12 主IOServer網(wǎng)絡(luò)配置1在“基本屬性”中，設(shè)置站點(diǎn)名：MasterIOServer，主IOServer應(yīng)用要部署的電腦的IP，端口默認(rèn)為12380。在“冗余屬性”中，勾選“使用雙IOServer冗余”，冗余切換模式可以選擇冷切換或熱切換，冗余設(shè)置中，選中本機(jī)為主機(jī)，在從IOServer站點(diǎn)名中填寫從IOServer的站點(diǎn)名：Slave

15、IOServer，在從機(jī)IP中填寫從IOServer的IP：172.16.1.85，如下圖10-13所示。圖10-13 主IOServer網(wǎng)絡(luò)配置2冷切換：主IOServer采集的時(shí)候從機(jī)不采集，主機(jī)壞掉從機(jī)啟動(dòng)關(guān)聯(lián)變量然后采集，切換時(shí)間較長(zhǎng)。熱切換：主IOServer和從IOServer同時(shí)采集，從機(jī)的數(shù)據(jù)丟棄不要，等主機(jī)壞掉之后從機(jī)立即切換，切換時(shí)間較短。第三步，配置從IOServer。打開SlaveIOServer網(wǎng)絡(luò)配置，彈出如下對(duì)話框：圖10-14 從IOServer網(wǎng)絡(luò)配置1在基本屬性中，設(shè)置站點(diǎn)名：SlaveIOServer，從IOServer應(yīng)用要部署的電腦的IP，端口默認(rèn)為12380。在“冗余屬性”中，勾選“使用雙IOServer冗余”，冗余切換模式可以選擇冷切換或熱切換，冗余設(shè)置中，選中本機(jī)為從機(jī)，在主IOServer站點(diǎn)名中填寫主IOServer的站點(diǎn)名：MasterIOServer，在主機(jī)IP中填寫主IOServer的IP：172.16.1.57，如下圖10-15所示。圖10-15 從IOServer網(wǎng)絡(luò)配置2第四步, 在KingS