双机冗余系统

系统概述

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SCADA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。
SCADA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SCADA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SCADA进行监视和控制；备SCADA必须保证同主SCADA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SCADA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SCADA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，SCADA软件有主备，都存在切换的问题；但是驱动程序的切换和SCADA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SCADA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SCADA冗余系统
系统组成 ： Gateway：Motorola MDLC Gateway
RTU：Motorola MOSCAD RTU
通讯方式：无线
操作系统：MS WINDOWS2000 SERVER/PROFESIONAL
SCADA 软件：IFIX
MMI工作站软件：IFIX
SCADA 冗余软件：DUALSCADA
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。同样数据控制输出由主驱动程序完成，数据控制输出不会发送到备驱动程序，即使发送到备驱动程序，也不会被执行。
SCADA 冗余软件DUALSCADA负责设置SCADA软件的主备状态和驱动程序的主备状态，保证主SCADA和主驱动程序在同一SCADA节点上是一致的；避免出现同一SCADA节点上出现SCADA软件状态和驱动程序状态不一致的情况。冗余软件DUALSCADA还会保证MMI工作站的数据显示和控制输出，都是从主SCADA和主驱动程序来执行；SCADA主备状态切换后，MMI工作站所连接的SCADA节点以会同步进行切换。
SCADA的主备切换和驱动程序的主备切换都是由DUALSCADA冗余软件来管理实现的。DUALSCADA冗余软件在主备SCADA之间传递信息，DUALSCADA冗余软件与驱动程序之间也在传递信息；这样DUALSCADA冗余软件就可以对切换条件作出判断；这些信息内容包括：Motorola MDLC Gateway 与 RTU之间通讯状态/质量、驱动程序与 Motorola MDLC Gateway之间的通讯状态、驱动程序与IFIX的连接状态以及主备SCADA之间的连接状态和运行状态等等。

原理图如下：