第十章冗余系统.docx

1、第十章冗余系统第十章 冗余系统本章内容&双机热备&双网络冗余&双设备冗余&双IOServer冗余概述KingSCADA 提供全面的冗余功能，能够有效地减少数据丢失的可能，增加了系统的可靠性，方便系统维护。KingSCADA提供四重意义上的冗余功能，即双机热备、双网络冗余、双设备冗余、双IOServer。第一节 双机热备1、原理双机热备主要是实时数据、报警信息和变量历史记录的热备。主从机都正常工作时,主机从实时数据服务器获取数据，并产生报警和事件信息。从机通过网络从主机获取实时数据和报警信息，而不会从实时数据服务器读取或自己产生报警信息。主从机都各自记录变量历史数据。同时，从机通过网络监听主机，

2、从机与主机之间的监听采取请求与应答的方式，从机以一定的时间间隔（冗余机心跳检测时间）向主机发出请求，主机应答表示工作正常，主机如果没有应答，从机将切断与主机的网络数据传输，转入活动状态，改由实时数据服务器获取数据，并产生报警和事件信息。此后，从机还会定时监听主机状态，一旦主机恢复，就将数据备份给主机。只有从机坏掉之后，主机才会从实时数据服务器获取数据。通过这种方式实现了热备。2、主机网络配置第一步，KingSCADA开发系统树型目录区中选择“网络配置”“本服务器设置”选项并双击，弹出网络配置对话框，对话框设置如图所示。勾选网络模式，配置主站的名称，网络IP，根据需要配置主站备份IP；勾选使用双

3、机热备，配置从站的名称，从站的网络IP，或者根据需要配置从站的备份网络IP。图10-1网络参数设置对话框主站点名：即本站点名称。进入网络的每一台计算机必须具有唯一的节点名，默认为当前计算机名。主站网络IP：即本节点的IP地址，长度最长是15个字符。主站备份网卡IP：当网络中使用双网络结构时，需要对每台连网的机器安装两个网卡主网卡和从网卡，此处表示从网卡（亦称备份网卡）。在该编辑框中输入从网卡的IP地址，长度最长是15个字符。双机热备：KingSCADA提供双机热备功能，如果使用该功能的话，选中“使用双机热备”选项，然后根据当前计算机的工作状态设置本机为主机或从机。从站名称：当选择使用双机热备功

4、能，此选项有效，需要在此处键入从站名称。从站网络IP：在此处键入从站的IP地址。从站备份网卡IP：当网络中存在双网络冗余时，需要安装两个网卡，需要在此处键入从站备份网卡的IP地址。冗余状态检测通道：为保证冗余机之间状态的正确，防止误切换以及及时同步数据，KingSCADA设置了冗余状态检测通道和同步数据通道分别是串口和网卡。串口：通过串口检测冗余状态，并选择串口名称及通讯参数。网卡：通过专用网卡实现主、从机同步数据，并输入对方网卡IP地址。心跳检测时间：此参数在本节点做“服务器”或“客户端”时都有效，以此时间间隔检测数据链路是否畅通。单位为秒。心跳检测次数：此参数在本节点做“服务器”或“客户端

5、”时都有效，例：心跳检测次数为5，那么当累积心跳检测失败达到5次后，表明数据链路中断。第二步，单击“服务器端配置”选项卡，弹出配置对话框，如图所示。图10-2服务器端配置对话框根据工程需要，选择相应的节点类型。如果本机是实时数据服务器的主机，同时又是报警事件服务器和历史记录服务器的主机的话，那么就选中“本地为实时数据服务器”、“本地为报警事件服务器”、“本地为历史数据服务器”选项。本机为登录服务器：对于网络工程，需要网络中有唯一的用户列表，其列表存储在登录服务器上，当访问网络中任何站点上有权限设置的操作时，都必须经过该用户列表进行验证。选中该项时，本地计算机在网络中充当登录服务器。当登录服务器

6、没有启动时，用户的验证只能通过本机的用户列表进行，并且在操作网络变量时将以无用户状态进行。当不选“本机是登录服务器”时，必须从登录服务器列表中选择一个站点为登录服务器。本机为实时数据服务器：选中时，表示本地计算机进行数据采集并向网络上的其他站点提供数据。本机为报警数据服务器：在分布式报警系统中，指定一台服务器作为报警数据服务器，在该服务器上存储的所有报警信息可供客户端进行浏览。选中该项，表示本机作为报警数据服务器。本机为历史数据服务器：在分布式历史数据库系统中，指定一台服务器作为历史数据服务器，在该服务器上存储所有的历史数据可供客户端查询。选中该项，表示本机作为历史数据服务器。当不选“本机是历

7、史数据服务器”时，必须从历史数据服务器列表中选择一个站点为历史数据服务器。本机为校时服务器：KingSCADA运行中，尽量保持各台机器的时钟一致，选中“本机为校时服务器”时，本地计算机充当校时服务器，各个站点主动向校时服务器进行校时，保持网络的始终统一。当不选“本机是校时服务器”时，必须从校时服务器列表中选择一个站点为校时服务器，并设置校时间隔，单位为秒，范围是1-36000s。3、从机网络配置第一步，在使用双机热备功能时要求主机和从机上的工程完全一致，所以将主机的工程直接拷贝到从机上即可，不需要对在网络配置里做任何修改，KingSCADA会自动根据IP地址识别主从机。注：主从机的变量名和ID

8、号必须完全一致，建议用户不要单独修改主机或从机的变量部分，防止出现不一致的现象。4、双机热备状态系统变量系统变量$RedundantStatus是用来表示主从机状态的，不论该站点是历史数据服务器，报警数据服务器或是实时数据服务器。在主机上，该变量的值为正数，在从机上，该变量的值为负数。主机状态监控：在主机工程中可以通过$RedundantStatus对主机进行监控。变量$RedundantStatus有以下几种状态：$RedundantStatus=1，此时主机为工作状态$RedundantStatus=2，此时主机为热备状态从机状态监控：在从机工程中可以通过$RedundantStatus对

9、从机进行监控。变量$RedundantStatus有以下几种状态：$RedundantStatus=-1，此时从机为热备状态$RedundantStatus=-2，此时从机为工作状态手动状态切换：特殊情况下可以通过强制$RedundantStatus实现主、从机之间的手动切换。主机切换到从机：强制主机的$RedundantStatus为2，主机停止工作并停止响应从机查询，从机认为主机故障，启动工作，此时主机将没有任何工作，同时主机的数据也将不再变化。主机启动后，强制从机的$RedundantStatus为-1，则主机的$RedundantStatus自动变为1，从而实现了从机向主机的切换。注：

10、强制操作只能在工作状态的机器上进行。第二节 双网络冗余双网络冗余是指两台机器间使用两条网线来实现网络通讯，当一条网线连接中断后，系统会自动切换到备用网络。这要求网络中的任意站点均安装两块网卡，并分别设置在两个不同网段内。当主网线路中断时，网络通讯自动切换到从网，保证通讯链路不中断，为系统稳定可靠运行提供了保障。系统结构示意图如图所示：图10-3双网络冗余系统结构示意图双网络冗余配置双网络冗余主要是网络环境支持双网段KingSCADA开发系统树型目录区中选择“网络配置”“本服务器设置”选项并双击，弹出网络配置对话框，主机、从机网络参数设置如图10-4所示。图10-4主机双网络冗余配置图主、从机双

11、网络冗余只需要修改图中红色圈中的内容，点击“确定”设置完成。第三节 双设备冗余IOServer双设备冗余是指设备间的冗余，即两台相同设备之间的相互冗余。对于比较重要的数据采集系统，用户可以用两个完全一样的设备同时采集数据，并与IOServer通讯，实现双设备冗余功能。新建从设备在IOServer中，单击鼠标右键，在弹出的右键菜单中执行“新建设备”命令，弹出对话框（参考初级培训教程第三章第一节中新建设备），如图10-5所示：图10-5新建从设备1输入设备名称：ModbusSlave，单击“下一步”按钮，选ModbusTCP系列的设备，设备地址，从设备IP 端口，如图10-6所示：图10-6新建从

12、设备2设置完设备的地址，单击“下一步”按钮弹出通讯故障恢复设置对话框。如图10-7所示：图10-7新建从设备3这里我们选择默认设置即可，单击“下一步”，完成设备的建立。如图10-8所示：图10-8新建从设备4新建主设备 再新建一个设备，设备名称：ModbusMaster，在如下图的配置对话框中指定主设备的从设备。图10-9新建主设备对话框配置好主设备以后，IOServer双设备冗余的配置已经完成。在实际的采集数据中IOServer会自动识别是否有设备采取了冗余方式，如果采取了冗余方式，出现异常情况，IOServer会自动从主设备切换到从设备，继续完成数据采集。第四节 双IOserver冗余双I

13、OServer冗余是指主IOServer和从IOServer直接或者通过OPC方式对设备进行数据采集，它是数据采集软件上的一种备份处理机制，增强数据采集的安全性。正常情况下主IOServer处于工作状态，从IOServer处于监视状态，一旦从IOServer发现主IOServer异常，从IOServer将会在很短的时间内代替主IOServer采集数据，完全实现主IOServer的功能。双IOserver冗余配置 第一步，建立IOserver应用。在工程设计器中，选择“IOServer应用”，右键菜单添加新IOServer应用，弹出如下对话框，新建主IOServer：MasterIOServer

14、，从IOServer：SlaveIOServer。图10-10 主IOServer应用对话框图10-11 从IOServer应用对话框第二步，配置主IOServer。打开MasterIOServer网络配置，弹出如下对话框：图10-12 主IOServer网络配置1在“基本属性”中，设置站点名：MasterIOServer，主IOServer应用要部署的电脑的IP，端口默认为12380。在“冗余属性”中，勾选“使用双IOServer冗余”，冗余切换模式可以选择冷切换或热切换，冗余设置中，选中本机为主机，在从IOServer站点名中填写从IOServer的站点名：SlaveIOServer，在从

15、机IP中填写从IOServer的IP：172.16.1.85，如下图10-13所示。图10-13 主IOServer网络配置2冷切换：主IOServer采集的时候从机不采集，主机坏掉从机启动关联变量然后采集，切换时间较长。热切换：主IOServer和从IOServer同时采集，从机的数据丢弃不要，等主机坏掉之后从机立即切换，切换时间较短。第三步，配置从IOServer。打开SlaveIOServer网络配置，弹出如下对话框：图10-14 从IOServer网络配置1在基本属性中，设置站点名：SlaveIOServer，从IOServer应用要部署的电脑的IP，端口默认为12380。在“冗余属性

16、”中，勾选“使用双IOServer冗余”，冗余切换模式可以选择冷切换或热切换，冗余设置中，选中本机为从机，在主IOServer站点名中填写主IOServer的站点名：MasterIOServer，在主机IP中填写主IOServer的IP：172.16.1.57，如下图10-15所示。图10-15 从IOServer网络配置2第四步, 在KingSCADA的Server应用中只需要在网络配置其它服务器IOServer服务器站点管理中添加主IOServer即可，从IOServer不用添加，如下图10-16所示。图10-16 KingSCADA中IOServer服务器配置在KingSCADA实际采集数据时会自动识别IOServer是否采取了冗余方式，如果采取了冗余方式，出现异常情况，主从IOServer会自动进行冗余切换，完成数据采集。课后练习：1、熟悉KingSCADA3.51的双机热备、双设备冗余、双IOServer冗余功能实现。