雙機冗余系統

系統概述

雙機冗余系統通常包括幾個層次，即：硬件冗余、操作系統冗余、應用系統冗余。我們的解決方案指的是應用系統冗余，具體說就是控制系統軟件的冗余。而控制系統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、下行數據的同步。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據的一致性，也可以保證下行控制數據的唯一性。
SCADA軟件的冗余主要包括：實時數據同步、歷史數據同步、報警同步、控制輸出的唯一性等幾個方面。也就是說主SCADA是監視和控制的唯一的數據源，網絡上所有的MMI（人機界面工作站）都必須通過主SCADA進行監視和控制；備SCADA必須保證同主SCADA的數據同步。這里實時數據的同步主要依靠驅動程序數據的同步來實現；歷史數據的同步，可以通過建立獨立的歷史數據服務器來實現，也可以通過在SCADA節點上建立歷史數據恢復的功能來實現。現有的組態軟件大多不具備這些功能，因此SCADA冗余的實現除了依賴組態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，否則數據的唯一性和可靠性沒有任何保障。所以驅動程序和SCADA軟件之間必須建立聯系，用來協調各自的狀態，保證不出現混亂。只有這樣才能實現比較完善的雙機冗余。

系統實例

項目名稱： 自來水廠SCADA冗余系統
系統組成 ： Gateway：Motorola MDLC Gateway
RTU：Motorola MOSCAD RTU
通訊方式：無線
操作系統：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發送掃描命令，只是主驅動程序同步接收RTU上傳的數據。同樣數據控制輸出由主驅動程序完成，數據控制輸出不會發送到備驅動程序，即使發送到備驅動程序，也不會被執行。
SCADA 冗余軟件DUALSCADA負責設置SCADA軟件的主備狀態和驅動程序的主備狀態，保證主SCADA和主驅動程序在同一SCADA節點上是一致的；避免出現同一SCADA節點上出現SCADA軟件狀態和驅動程序狀態不一致的情況。冗余軟件DUALSCADA還會保證MMI工作站的數據顯示和控制輸出，都是從主SCADA和主驅動程序來執行；SCADA主備狀態切換后，MMI工作站所連接的SCADA節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/質量、驅動程序與 Motorola MDLC Gateway之間的通訊狀態、驅動程序與IFIX的連接狀態以及主備SCADA之間的連接狀態和運行狀態等等。

原理圖如下：