冗余系统

双机冗余系统通常包括几个层次，即：硬件冗余、操作系统冗余、应用系统冗余。

我们的解决方案指的是应用系统冗余，具体说就是控制系统软件的冗余。

而控制系统软件的冗余又包含两个方面的内容，即驱动程序的冗余和S CAD A软件的冗余。

驱动程序的冗余主要是指驱动程序的热备方式。

热备方式通常包括驱动程序的两种扫描方式，即两个驱动程序同时扫描同时接收或者只有一个驱动程序进行扫描。

通常情况下，两个驱动程序同时扫描同时接收是不被采用的，主要是因为驱动程序和控制设备之间信道的限制，还有就是很难保证上行、下行数据的同步。

所以我们建议采用第二种扫描方式，这样就必须在两个驱动程序之间建立主备关系。

任意时刻个只有一个驱动程序进行扫描，也就是主驱动程序，而备驱动程序只进行接收，这样即可以保证上行扫描数据的一致性，也可以保证下行控制数据的唯一性。

S CAD A软件的冗余主要包括：实时数据同步、历史数据同步、报警同步、控制输出的唯一性等几个方面。

也就是说主S CAD A是监视和控制的唯一的数据源，网络上所有的MMI （人机界面工作站）都必须通过主S CAD A进行监视和控制；备S CAD A必须保证同主S CAD A的数据同步。

这里实时数据的同步主要依靠驱动程序数据的同步来实现；历史数据的同步，可以通过建立独立的历史数据服务器来实现，也可以通过在S CAD A节点上建立历史数据恢复的功能来实现。

现有的组态软件大多不具备这些功能，因此S CAD A冗余的实现除了依赖组态软件本身提供的功能外，还有额外的工作要做。

驱动程序有主备，S CAD A软件有主备，都存在切换的问题；但是驱动程序的切换和S CAD A软件的切换必须同步，否则数据的唯一性和可靠性没有任何保障。

所以驱动程序和S CAD A软件之间必须建立联系用来协调各自的状态，保证不出现混乱。

只有这样才能实现比较完善的双机冗余。

系统实例项目名称：自来水厂S CAD A冗余系统系统组成： Gateway：Motorola MDLC GatewayRTU：Motorola MOS CAD RTU通讯方式：无线操作系统：MS WINDOWS2000 SERVER/PROFESIONALS CAD A 软件：iFIXMMI工作站软件：IFIXS CAD A 冗余软件：DUALS CAD A冗余驱动程序：OPC SERVER FOR MGT功能简介：主OPC SERVER FOR MGT负责通过Motorola MDLC Gateway 扫描无线连接的RTU，备OPC SERVER FOR MGT并不对RTU发送扫描命令，只是主驱动程序同步接收RTU上传的数据。

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，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图10-1网络参数设置对话框第二步，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。

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，所以要将主机的工程拷贝到从机上，然后对从机的进行网络配置。

主从机的变量名和ID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。

在石油、化工、冶金等行业的某些系统中，要求控制装配有极高的靠得住性。

若是控制系统发生故障，将会造成停产、原料年夜量浪费或装备损坏，给企业造成极年夜的经济损失。

可是仅靠提高控制系统硬件的靠得住性来知足上述要求是远远不够的，由于PLC自己靠得住性的提高是有一定的限度。

使用冗余系统或热备用系统就能够比力有用地解决上述问题。

1．冗余控制系统
在冗余控制系统中，整个PLC控制系统（或系统中最重要的部门，如CPU
模块）由两套完全不异的系统组成。

两块CPU模块使用不异的用户法式并行工作，其中一块是主CPU，另外一块是备用CPU；主CPU工作，而备用CPU的输出是被制止的，当主CPU发生故障时，备用CPU自动投进运行。

这一切换进程是由冗余处置单元RPU控制的，切换时间在1~3个扫描周期，I/O系统的切换也是由RPU完成的。

2．热备用系统
在热备用系统中，两台CPU用通讯接口毗连在一起，均处于通电状态。

当系统泛起故障时，由主CPU通知备用CPU，使备用CPU投进运行。

这一切换进程一般不太快，但它的结构有比冗余系统简单
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冗余实验手册目录1 ．实验说明 (3)搭建构造 (3)实验原理 (3)2. 实验准备 (4)硬件准备 (4)软件准备 (4)3. 实验过程 (4)硬件接线 (4)软件组态 (5)网络规划 (15)系统运转 (22)4. 实验总结 (23)实验报告——冗余系统的搭建1．实验说明1.1 搭建构造本实验仅以 ControlLogixL61 控制器为例，简单介绍冗余系统搭建的基本构造要求（其余控制器与其搭建原则一致）。

搭建一套冗余系统需要两套完整一致的硬件装置，比如：主框架是7 槽，则从框架也一定是7 槽，即主从框架一致，框架上插入的模块也一定相同，并且主从框架上所插模块的地点也一定一致。

软件上来讲，框架上所插入的模块固定版本号一定一致，并且框架上各模块之间的版本号也一定互相般配。

主框架与从框架上的 1756-CN2R 模块的物理节点一定一致，即两个模块的拨码开关一定一致，并且主从框架上的 1756-EN2T 模块 IP 地点一定一致。

总之，主从框架好像互相复制相同。

但需要注意的是，主从框架上不可以有 I/O 模块。

在远程框架中，除了需要控制的 I/O 模块以外，还一定有与主从框架之间进行通信的通信模块，并且要有起码两个相同网络的通信模块，因为在主从控制器在切换瞬时的时差中，不可以与远程框架进行通信远程框架，而远程框架内两个通信模块之间能够构成通信，以保证网络不中止。

1.2 实验原理系统运转时，只有一个 LogixL61 控制器能够拥有对整个系统输出模块的控制权，称之为主控制器，而两个控制器能够同时接收输入模块的数据，因此冗余的主要工作就是备份控制器，及时监督主控制器的工作状态，如主控制器出现非异样状态，则备份控制器便代替主控制器，对系统输出模块进行控制，并撤消主控制器的控制权。

这样接可以保证系统一直都能够正常工作。

2.实验准备以本次试验为例，对实验的整个过程进行说明。

2.1 硬件准备本次试验采纳 ControlLogix 系列进行试验，构成冗余系统的两个框架上分别在相同的槽号上，搁置相同的模块，每个框架上包含一个1756-L61 型办理器，通信模块采纳一个 1756-EN2T 模块，一个 1756-CN2R 模块以及一个冗余模块（两个框架之间的冗余模块用光纤连结，进行数据的通信和数据备份）。

冗余系统的工作原理
冗余系统是一种通过备份和冗余原则来提高系统可靠性和容错能力的技术。

它的工作原理是通过使用多个相互独立的组件或系统来实现对故障的恢复和保护。

首先，冗余系统采用备份机制来确保系统数据的安全性。

它会将关键数据存储在多个独立的设备或服务器上，以防止单一设备或服务器的故障导致数据丢失。

当出现故障时，备份的数据可以用来进行恢复和补救操作。

其次，冗余系统采用冗余设计来确保系统的连续性和可用性。

它通过部署多个相同或相似的组件或系统，并行运行它们，以确保即使某个组件或系统出现故障，其他组件或系统仍然能够继续正常工作。

这种冗余设计可以有效降低系统因部分故障而导致的服务中断或质量下降的风险。

另外，冗余系统通常还会采用监测和自动切换机制来实现快速的故障检测和切换。

系统会不断监测各个组件或系统的健康状态，一旦检测到故障或异常，就会自动触发切换到备用组件或系统，以保持系统的连续性和可用性。

这种自动切换机制可以大大提高系统的恢复速度和用户体验。

需要注意的是，冗余系统虽然可以提高系统的可靠性和容错能力，但也需要相应的成本和资源投入。

维护多个备份设备或服务器、部署多个冗余组件或系统以及进行监测和切换机制的开发和维护，都需要耗费一定的费用和精力。

综上所述，冗余系统的工作原理是通过备份机制、冗余设计和自动切换机制来提高系统的可靠性和容错能力。

它是一种有效的技术手段，用于保护关键系统免受故障和意外情况的影响。

冗余系统的名词解释在当今科技高速发展的时代，我们日常生活中无时无刻不在接触到各种各样的电子设备和系统。

其中，冗余系统作为一种重要的技术手段，被广泛应用于各个领域，尤其是需要高可靠性和稳定性的关键系统中。

本文将对冗余系统进行名词解释，并进一步探讨其原理以及应用。

一、冗余系统的概念和特点冗余系统是指在关键系统中，为了提高系统的可靠性和容错能力而采取的多重备份策略。

其基本原理是通过增加冗余的组件或资源，使得系统能够在个别元件或资源出现故障时，仍能保持正常运行。

在冗余系统中，冗余组件与正常组件工作同步，当出现故障时，冗余组件能够迅速接管故障组件的功能，从而保证系统的连续性。

冗余系统具有以下特点：1. 高可靠性：通过冗余设计，系统能够提供更高的可靠性，降低故障发生的概率。

当主要组件故障时，系统能够自动切换到备份组件，保证系统的正常运行。

2. 容错能力强：冗余系统能够通过备份组件的切换，对故障进行快速响应和处理，减少对整个系统的影响，提高系统的容错能力。

3. 可恢复性高：一旦系统发生故障，冗余系统能够迅速恢复到正常工作状态。

这是通过备份组件的自动接管和故障组件的修复等方式实现的。

4. 设计复杂：冗余系统的设计和实施相对复杂，需要考虑多个组件之间的相互协作、监控和切换机制。

同时，还需要对各个组件的状态进行实时监测和管理。

5. 成本高：冗余系统的实施和维护需要增加额外的硬件、软件和人力资源，从而增加了系统的建设和运营成本。

二、冗余系统的分类根据冗余系统的不同应用和实施方式，可以将其分为以下几类：1. 硬件冗余：硬件冗余是指在关键系统中采用备份硬件组件的方式来实现冗余。

常见的硬件冗余技术包括冗余电源、冗余存储和冗余网络等。

通过增加冗余硬件，系统能够在单个硬件组件故障时保持正常运行。

2. 软件冗余：软件冗余是指通过备份软件或系统程序来实现冗余。

常见的软件冗余技术有备份软件、多进程和多线程等。

通过多个软件实例的工作协同，系统能够在单个软件组件故障时继续提供服务。