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1、项目十三项目十三 冗余功能冗余功能任务一任务一 双设备冗余双设备冗余任务二任务二 双机热备双机热备任务三任务三 双网络冗余双网络冗余下一页返回1任务一任务一 双设备冗余双设备冗余13.1.1任务目标任务目标了解双设备冗余的概念，并熟悉如何定义主、从设备。了解双设备冗余的概念，并熟悉如何定义主、从设备。13.1.2任务分析任务分析关于设备的定义在关于设备的定义在“项目一项目一I/O设备管理设备管理”中己进行了详细介绍，这里中己进行了详细介绍，这里只是要注意主、从设备定义时的一些区别及注意事项，以便提高工程只是要注意主、从设备定义时的一些区别及注意事项，以便提高工程系统可靠性。系统可靠性。13.1
2、.3相关知识相关知识组态王提供全面的冗余功能，能够有效地减少数据丢失的可能，增加组态王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，方便了系统维护。组态王提供二重意义上的冗余功了系统的可靠性，方便了系统维护。组态王提供二重意义上的冗余功能，即双设备冗余、双机热备和双网络冗余。能，即双设备冗余、双机热备和双网络冗余。下一页返回2任务一任务一 双设备冗余双设备冗余 双设备冗余是指设备对设备的冗余，即两台相同的设备之间的相互冗双设备冗余是指设备对设备的冗余，即两台相同的设备之间的相互冗余。对于用户比较贡要的数据采集系统，用户可以用两个完全一样的余。对于用户比较贡要的数据采集系
3、统，用户可以用两个完全一样的设备同时采集数据，并与组态王通信。双设备冗余系统结构小意如设备同时采集数据，并与组态王通信。双设备冗余系统结构小意如图图13-1所示。所示。正常情况下，主设备与从设备同时采集数据，但组态王只与主设备通正常情况下，主设备与从设备同时采集数据，但组态王只与主设备通信，若与主设备通信出现故障，组态王将自动断开与主设备的连接，信，若与主设备通信出现故障，组态王将自动断开与主设备的连接，与从设备建立连接，从设备由热备状态转入运行状态，组态王通过从与从设备建立连接，从设备由热备状态转入运行状态，组态王通过从设备采集数据。设备采集数据。上一页 下一页返回3任务一任务一 双设备冗余
4、双设备冗余 双设备冗余要求从设备与主设备应完全一样，即两台设备要完全处于双设备冗余要求从设备与主设备应完全一样，即两台设备要完全处于热备状态，而且组态王中在定义该设备的热备状态，而且组态王中在定义该设备的I/O变量时，只能定义变量与变量时，只能定义变量与主设备建立连接，而从设备无需定义变量，完全是对主设备的冗余。主设备建立连接，而从设备无需定义变量，完全是对主设备的冗余。具体地说双设备冗余主要是实现数据的不间断采集。由于采用了设备具体地说双设备冗余主要是实现数据的不间断采集。由于采用了设备冗余，因此一旦主设备通信出现中断，从设备可以迅速与组态王进行冗余，因此一旦主设备通信出现中断，从设备可以迅
5、速与组态王进行通信，从而保持数据的完整性。通信，从而保持数据的完整性。上一页 下一页返回4任务一任务一 双设备冗余双设备冗余13.1.4任务实施任务实施1.从设备定义从设备定义从设备的设置与一般的从设备的设置与一般的I/O设备设置方法相同，工程人员根据设备配置设备设置方法相同，工程人员根据设备配置向导就可以完成从设备的配置，具体设置方法请参见向导就可以完成从设备的配置，具体设置方法请参见“项目一项目一I/O设备设备管理管理”。例如在。例如在COM 1口上定义一个逻辑名为口上定义一个逻辑名为“从设备从设备7018”的泓格的泓格7018模块设备，如模块设备，如图图13-2所示。所示。上一页 下一页
6、返回5任务一任务一 双设备冗余双设备冗余 2.主设备定义主设备定义主设备的设置与一般的主设备的设置与一般的I/O设备设置方法也大致相同，工程人员根据设设备设置方法也大致相同，工程人员根据设备配置向导就可以完成主设备的配置，唯一不同的是在备配置向导就可以完成主设备的配置，唯一不同的是在“设备配置向设备配置向导一一逻辑名称导一一逻辑名称”页中，需要指定主设备的冗余设备的逻辑名称，如页中，需要指定主设备的冗余设备的逻辑名称，如图图13-3所示，选中所示，选中“指定冗余设备指定冗余设备”选项，选项，“冗余设备逻辑名冗余设备逻辑名”列表列表框就会变为可见，可从下拉列表中选出刚刚定义的设备框就会变为可见，
7、可从下拉列表中选出刚刚定义的设备“从设备从设备7018”作为该设备冗余设备。作为该设备冗余设备。另外，对组态王来说，两个冗余的设备实际上是独立的两个设备，因另外，对组态王来说，两个冗余的设备实际上是独立的两个设备，因此设备的地址不同。定义完成的主设备信息如此设备的地址不同。定义完成的主设备信息如图图13-4所示。所示。上一页 下一页返回6任务一任务一 双设备冗余双设备冗余 3.变量定义变量定义工程人员在数据词典中定义的变量，必须要和主设备相连接，从设备工程人员在数据词典中定义的变量，必须要和主设备相连接，从设备不能定义任何变量。关于不能定义任何变量。关于I/O变量的定义请参见变量的定义请参见“
8、项目二变量定义和管项目二变量定义和管理理”。运行系统启动后，可以从组态王信息窗中看到设备初始化信息，和当运行系统启动后，可以从组态王信息窗中看到设备初始化信息，和当主设备出现故障时，切换到从设备的提示信息。主设备出现故障时，切换到从设备的提示信息。13.1.5问题讨论问题讨论 根据设备的具体情况练习双设备冗余时主、从设备的定义和变量定义，根据设备的具体情况练习双设备冗余时主、从设备的定义和变量定义，并在运行系统中加以验证。并在运行系统中加以验证。上一页 返回7任务二任务二 双机热备双机热备13.2.1任务目标任务目标了解双机热备的功能及结构原理，掌握双机热备中主、从机网络配置了解双机热备的功能
9、及结构原理，掌握双机热备中主、从机网络配置及双机热备状态变量的使用。及双机热备状态变量的使用。13.2.2任务分析任务分析在具备了组态王网络连接知识的基础上，进一步掌握双机热备中主、在具备了组态王网络连接知识的基础上，进一步掌握双机热备中主、从机网络配置，以便提高工程系统可靠性。从机网络配置，以便提高工程系统可靠性。13.2.3相关知识相关知识 双机热备的构造思想是主机和从机通过双机热备的构造思想是主机和从机通过TCP/IP网络连接，正常清况网络连接，正常清况下主机处于工作状态，从机处于监视状态，一旦从机发现主机异常，下主机处于工作状态，从机处于监视状态，一旦从机发现主机异常，从机将会在很短的
10、时间之内代替主机，完全实现主机的功能。从机将会在很短的时间之内代替主机，完全实现主机的功能。下一页返回8任务二任务二 双机热备双机热备1.双机热备的功能双机热备的功能组态王的双机热备主要实现以下功能组态王的双机热备主要实现以下功能:(1)实时数据的冗余实时数据的冗余(2)历史数据的冗余历史数据的冗余(3)报警信息的冗余报警信息的冗余(4)用户登录列表的冗余用户登录列表的冗余上一页 下一页返回9任务二任务二 双机热备双机热备2.双机热备的结构原理双机热备的结构原理如如图图13-5所示，为双机热备的系统结构图。双机热备主要是实时数据、所示，为双机热备的系统结构图。双机热备主要是实时数据、报警信息和
11、变量历史记录的热备。主、从机都正常工作时，主机从设报警信息和变量历史记录的热备。主、从机都正常工作时，主机从设备采集数据，并产生报警和事件信息。从机通过网络从主机获取实时备采集数据，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，而不会从设备读取或自己产生报警信息。主、从机数据和报警信息，而不会从设备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(冗余机冗余机心跳检测
12、时间心跳检测时间)向主机发出请求，主机应答表示工作正常。主机如果没向主机发出请求，主机应答表示工作正常。主机如果没有作出应答，从机将切断与主机的网络数据传输，转入活动状态，改有作出应答，从机将切断与主机的网络数据传输，转入活动状态，改由下位设备获取数据，并产生报警和事件信息。此后，从机还会定时由下位设备获取数据，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，就切换到热备状态。监听主机状态，一旦主机恢复，就切换到热备状态。上一页 下一页返回10任务二任务二 双机热备双机热备当主机正常运行，从机后启动时，主机先将实时数据和当前报警缓冲当主机正常运行，从机后启动时，主机先将实时
13、数据和当前报警缓冲区中的报警和事件信息发送到从机上，完成实时数据的热备份。然后区中的报警和事件信息发送到从机上，完成实时数据的热备份。然后主从机同步，暂停变量历史数据记录，从机从主机上将所缺的历史记主从机同步，暂停变量历史数据记录，从机从主机上将所缺的历史记录文件通过网络拷贝到本地，完成历史数据的热备份。这时可以在主录文件通过网络拷贝到本地，完成历史数据的热备份。这时可以在主从机组态王信息窗中看到提示信息从机组态王信息窗中看到提示信息“开始备份历史数据开始备份历史数据”和和“停止备停止备份历史数据份历史数据”。历史数据文件备份完成后，主从机转入正常工作状态。历史数据文件备份完成后，主从机转入正
14、常工作状态。上一页 下一页返回11任务二任务二 双机热备双机热备当从机正常运行，主机后启动时，从机先将实时数据和当前报警缓冲当从机正常运行，主机后启动时，从机先将实时数据和当前报警缓冲区中的报警和事件信息发送到主机上，完成实时数据的热备份。然后区中的报警和事件信息发送到主机上，完成实时数据的热备份。然后主从机同步，暂停变量历史数据记录，主机从从机上将所缺的历史记主从机同步，暂停变量历史数据记录，主机从从机上将所缺的历史记录文件通过网络拷贝到本地，完成历史数据的热备份。这时也可以在录文件通过网络拷贝到本地，完成历史数据的热备份。这时也可以在主从机的组态王信息窗中看到提示信息主从机的组态王信息窗中
15、看到提示信息“开始备份历史数据开始备份历史数据”和和“停停止备份历史数据止备份历史数据”。历史数据文件备份完成后，主从机转入正常工作。历史数据文件备份完成后，主从机转入正常工作状态。双机热备历史数据热备的结构图如状态。双机热备历史数据热备的结构图如图图13-6所示。所示。 3.网络工程的冗余网络工程的冗余对于网络工程，即整个工程的所有功能分别由专用服务器来完成时，对于网络工程，即整个工程的所有功能分别由专用服务器来完成时，可以根据系统的重要性来决定对哪些服务器采取冗余。例如，对于实可以根据系统的重要性来决定对哪些服务器采取冗余。例如，对于实时数据采集非常重要，而历史数据和报警信息不是很重要的系
16、统来说，时数据采集非常重要，而历史数据和报警信息不是很重要的系统来说，可以只对可以只对I/O服务器设置冗余，如果历史数据和报警信息也同样重要的服务器设置冗余，如果历史数据和报警信息也同样重要的话，则需要分别设置话，则需要分别设置I/O服务器、历史记录服务器和报警服务器的冗余服务器、历史记录服务器和报警服务器的冗余机。网络结构示意如机。网络结构示意如图图13-7所示。所示。上一页 下一页返回12任务二任务二 双机热备双机热备在这种网络结构和冗余结构中，实时数据的冗余由在这种网络结构和冗余结构中，实时数据的冗余由I/O服务器主机和服务器主机和I/O服务器从机来完成，实时数据的冗余与单机版工程的实时
17、数据冗余服务器从机来完成，实时数据的冗余与单机版工程的实时数据冗余相同相同;历史数据的冗余由历史记录服务器主机和历史记录服务器从机来历史数据的冗余由历史记录服务器主机和历史记录服务器从机来完成完成;报警信息的冗余由报警服务器主机和报警服务器从机来完成。报警信息的冗余由报警服务器主机和报警服务器从机来完成。对报警服务器和历史记录服务器的冗余来说，从机没有监视状态，即对报警服务器和历史记录服务器的冗余来说，从机没有监视状态，即报警服务器从机和历史记录服务器从机与它们的主机一样，同时从报警服务器从机和历史记录服务器从机与它们的主机一样，同时从I/O服务器上取数据，在报警服务器从机上同样生成报警信息，
18、并在报警服务器上取数据，在报警服务器从机上同样生成报警信息，并在报警服务器主机停止工作时，向客户机传送报警信息服务器主机停止工作时，向客户机传送报警信息;在历史记录服务器上在历史记录服务器上同样存储历史记录，并在历史记录服务器主机停止工作时，向客户机同样存储历史记录，并在历史记录服务器主机停止工作时，向客户机传送历史数据。传送历史数据。对于客户端来说，只需要指定其对于客户端来说，只需要指定其I/O服务器、报警服务器和历史记录服服务器、报警服务器和历史记录服务器的主机，当这些主机出现故障时，客户端会自动转为与相应的从务器的主机，当这些主机出现故障时，客户端会自动转为与相应的从机通信。机通信。上一
19、页 下一页返回13任务二任务二 双机热备双机热备13.2.4任务实施任务实施 双机热备配置包括二个要素双机热备配置包括二个要素:主机网络配置，从机网络配置和变量主机网络配置，从机网络配置和变量“$双机热备状态双机热备状态”的使用。的使用。1.主机网络配置主机网络配置(1)在主机上选择组态王工程浏览器中的在主机上选择组态王工程浏览器中的“网络配置网络配置”项，双击该项，项，双击该项，弹出如弹出如图图13-8所示所示“网络配置网络配置”对话框，选择对话框，选择“连网连网”模式，在模式，在“本本机节点名机节点名”处键入本机名称或处键入本机名称或IP地址。在地址。在“双机热备双机热备”选项组中，选选项
20、组中，选择择“使用双机热备使用双机热备”选项，后面的选项，后面的“本站为主站本站为主站”和和“本站为从站本站为从站”选项变为有效，选择选项变为有效，选择“本站为主站本站为主站”。上一页 下一页返回14任务二任务二 双机热备双机热备(2)在在“从站点从站点”后的编辑框中输入从站的名称或后的编辑框中输入从站的名称或IP地址。在地址。在“从站历从站历史数据库路径史数据库路径”文本框中键入从机保存历史数据的完整路径，该路径文本框中键入从机保存历史数据的完整路径，该路径的定义格式采用的定义格式采用UNC格式。该路径在从机上应该提供共享，这单添加格式。该路径在从机上应该提供共享，这单添加的路径也是通过网络
21、可以看到的有效路径。的路径也是通过网络可以看到的有效路径。(3)在在“冗余机心跳检测冗余机心跳检测”处输入主机检测从机的时间间隔，缺省为处输入主机检测从机的时间间隔，缺省为5s。 (4)在在“网络配置网络配置”对话框中，单击对话框中，单击“节点类型节点类型”属性页，如属性页，如图图13-9所所示。按照实际情况选择本站点的类型，一般如果是单机，各选项都要示。按照实际情况选择本站点的类型，一般如果是单机，各选项都要选择。选择选择。选择“本机是校时服务器本机是校时服务器”，同时输入，同时输入“校时间隔校时间隔”，表示本，表示本机发送校时信息的时间间隔。默认为机发送校时信息的时间间隔。默认为1 800
22、秒。秒。上一页 下一页返回15任务二任务二 双机热备双机热备2.从机网络配置从机网络配置(1)在从机上选择组态王工程浏览器中的在从机上选择组态王工程浏览器中的“网络配置网络配置”项，双击该项，项，双击该项，弹出弹出“网络配置网络配置”对话框，如对话框，如图图13-10所示。选择所示。选择“连网连网”模式，在模式，在“本机节点名本机节点名”处键入从机名称或处键入从机名称或IP地址，在地址，在“双机热备双机热备”选项组中，选项组中，选择选择“使用双机热备使用双机热备”选项。其后面的选项。其后面的“本机为主站本机为主站”和和“本机为从本机为从站站”选项变为有效，选择选项变为有效，选择“本站为从机本站
23、为从机”。(2)在在“主站名称主站名称”处键入主站名称或处键入主站名称或IP地址。在地址。在“主站历史数据库路主站历史数据库路径径”处键入主机保存历史数据的完整路径，该路径的定义格式采用处键入主机保存历史数据的完整路径，该路径的定义格式采用UNC格式。该路径在主机上应该提供共享，这格式。该路径在主机上应该提供共享，这!.添加的路径也是通过添加的路径也是通过网络可以看到的有效路径。网络可以看到的有效路径。(3)在在“冗余机心跳检测冗余机心跳检测”处输入从机监听主机的时间间隔，缺省为处输入从机监听主机的时间间隔，缺省为5秒。秒。上一页 下一页返回16任务二任务二 双机热备双机热备 3.双机热备状态
24、变量的使用双机热备状态变量的使用系统变量系统变量“$双机热备状态双机热备状态”变量用来表征主、从机的状态。在主机变量用来表征主、从机的状态。在主机上，该变量的值为正数，在从机上，该变量的值为负数。上，该变量的值为正数，在从机上，该变量的值为负数。(1)主机状态监控。在主机的组态王工程中，可通过变量主机状态监控。在主机的组态王工程中，可通过变量“$双机热备双机热备状态状态”对主机进行监控。变量对主机进行监控。变量“$双机热备状态双机热备状态”有以下几种状态有以下几种状态:$双机热备状态双机热备状态=1，此时主机状态正常。，此时主机状态正常。$双机热备状态双机热备状态=2，此时主机状态异常，主机将
25、停止工作，并不再，此时主机状态异常，主机将停止工作，并不再响应从机的查询。响应从机的查询。上一页 下一页返回17任务二任务二 双机热备双机热备 (2)从机状态监控。在从机的组态王工程中，可通过变量从机状态监控。在从机的组态王工程中，可通过变量“$双机热备双机热备状态状态”对从机进行监控。变量对从机进行监控。变量“$双机热备状态双机热备状态”有以下几种状态有以下几种状态:$双机热备状态双机热备状态=-1，此时从机检测到主机状态正常。，此时从机检测到主机状态正常。$双机热备状态双机热备状态=-2，此时从机检测到主机状态异常，主机工作异常，此时从机检测到主机状态异常，主机工作异常，从机代替主机成为主
26、站。从机代替主机成为主站。(3)乎动状态切换。特殊情况下，可以通过强制改变乎动状态切换。特殊情况下，可以通过强制改变“$双机热备状态双机热备状态”，实现主、从机之间的手动切换。，实现主、从机之间的手动切换。13.2.5问题讨论问题讨论每两人一组，试练习双机热备的配置和应用。每两人一组，试练习双机热备的配置和应用。上一页 返回18任务三任务三 双网络冗余双网络冗余13.3.1任务目标任务目标熟悉双网络冗余中网卡的配置和组态王中网络的配置。熟悉双网络冗余中网卡的配置和组态王中网络的配置。13.3.2任务分析任务分析 通过双网络冗余中网卡的配置和组态王中网络的配置，熟悉双网络冗通过双网络冗余中网卡的
27、配置和组态王中网络的配置，熟悉双网络冗余的应用，提高工程系统的可靠性。余的应用，提高工程系统的可靠性。13.3.3相关知识相关知识 双网络冗余实现了组态王系统间两条物理网络的连接，以防单一网络双网络冗余实现了组态王系统间两条物理网络的连接，以防单一网络系统牛网络出现故障后所有站点瘫痪的弊端。对于网络的任意一个站系统牛网络出现故障后所有站点瘫痪的弊端。对于网络的任意一个站点均安装两块网卡，并分别设置在两个网段内。当主网线路中断时，点均安装两块网卡，并分别设置在两个网段内。当主网线路中断时，组态王网络通信自动切换到从网，保证通信链路不中断，为系统稳定组态王网络通信自动切换到从网，保证通信链路不中断
28、，为系统稳定可靠运行提供了保障。可靠运行提供了保障。下一页返回19任务三任务三 双网络冗余双网络冗余 双网络冗余系统结构示意图如双网络冗余系统结构示意图如图图13-11所示。粗线表示主网，细线表所示。粗线表示主网，细线表示从网。示从网。A表示主网网卡，表示主网网卡，B表示从网网卡。网络上的任意一台机器表示从网网卡。网络上的任意一台机器均需要安装两块网卡，在实际使用中一般将这两块网卡分别设置在两均需要安装两块网卡，在实际使用中一般将这两块网卡分别设置在两个网段内。个网段内。13.3.4任务实施任务实施 1.网卡的配置网卡的配置下面以下面以“数据采集站数据采集站”为例介绍双网络冗余的配置。由于每个
29、站点均为例介绍双网络冗余的配置。由于每个站点均配置有两块网卡，因此击要设置两块网卡的配置有两块网卡，因此击要设置两块网卡的IP地址，从计算机的地址，从计算机的“控控制面板制面板”中双击网络图标，进入中双击网络图标，进入“配置配置”，选中，选中TCP/IP协议，单击属协议，单击属性，弹出对话框如性，弹出对话框如图图13-12所示。所示。上一页 下一页返回20任务三任务三 双网络冗余双网络冗余 2.组态王网络配置组态王网络配置在在“数据采集站数据采集站”上，选择组态王工程浏览器中的上，选择组态王工程浏览器中的“网络配置网络配置”项，项，双击该项，弹出如双击该项，弹出如图图13-13所示对话框。选择
30、所示对话框。选择“连网连网”，在，在“本机节本机节点名点名”处键入本机名称，例如处键入本机名称，例如“数据采集站数据采集站”，或者是本机的主网网，或者是本机的主网网卡的卡的IP地址，例如地址，例如 100.100.100.1 ，在备份网卡中输入网卡，在备份网卡中输入网卡2的的IP地地址，例如址，例如“200.200.200.1”。当主网出现故障时，将切换到从网通信。当主网出现故障时，将切换到从网通信。对于双设备、双机和双网络冗余这二种冗余方式，设计者可综合运用，对于双设备、双机和双网络冗余这二种冗余方式，设计者可综合运用，可以同时采取二种冗余方式或采取其中的任意一种或两种。采用冗余可以同时采取
31、二种冗余方式或采取其中的任意一种或两种。采用冗余后，系统运行时将更加稳定、可靠，对各种情况都能应付自如。后，系统运行时将更加稳定、可靠，对各种情况都能应付自如。13.3.5问题讨论问题讨论试练习双网络冗余的配置和应用。试练习双网络冗余的配置和应用。上一页 返回21图图13-1双设备冗余示意图双设备冗余示意图返回22图图13-2定义完成的从设备定义完成的从设备返回23图图13-3指定主设备的冗余设备指定主设备的冗余设备返回24图图13-4定义完成的主设备定义完成的主设备返回25图图13-5单机版双机热备系统结构单机版双机热备系统结构返回26图图13-6历史数据冗余历史数据冗余返回27图图13-7 I/O、报警、历史记录服务器的、报警、历史记录服务器的冗余冗余返回28图图13-9校时服务器设置校时服务器设置返回29图图13-10从机网络配置从机网络配置返回30图图13-11 双网络冗余示意图双网络冗余示意图返回31图图13-12设置网卡的设置网卡的IP地址地址返回32图图13-13设置网络参数设置网络参数返回33图图13-8主机网络配置主机网络配置返回34
