第二十五章设置冗余.docx
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第二十五章设置冗余
25章设置冗余
冗余系统是一种复制设备的某个功能的备份系统。
这意味着当主要组件失效时,冗余组件会取代正在使用的组件。
对于HMI系统,冗余可以确保系统可用性。
本章讲述了关于如何利用RSViewSupervisoryEdition(RSView管理版)和FactoryTalk内置的冗余特性来保护系统,以避免出现软件故障。
这些特性会在系统故障发生时使得操作中断和数据损失最小化。
特别地,本章谈到下列主题:
⏹HMI冗余做为完整策略的一部分
⏹保护系统,避免出现软件故障
⏹考虑冗余选项
⏹规划冗余系统的布局
⏹了解冗余系统如何工作
⏹组态冗余的RSViewSupervisoryEdition系统
⏹冗余系统的授权
设置冗余25-1
HMI冗余做为完整策略的一部分
当硬件或软件失效时,系统可用性的水平——完全不可用、部分可用和完全可用——会随着冗余系统组件数量而增加。
要想提高系统可用性的水平,请考虑下列系统组件:
⏹以防系统出现PLC故障,使用冗余的可编程控制器(PLC)。
例如罗克韦尔自动化的ControlLogix平台允许在发生故障时将控制权从主PLC转移到冗余的PLC。
⏹以防系统出现PLC网络故障,安装冗余的PLC网络,例如:
可以使用罗克韦尔自动化的ControlNet网络。
⏹以防系统出现信息网络故障,安装具有备份域控制器、网络线缆和网络适配卡(NIC)的冗余Ethernet网络。
⏹以防系统出现主机硬件故障,为主机应用项目软件(如RSViewSupervisoryEdition)提供备份的计算机。
⏹以防系统出现软件故障,设置冗余的RSView和RSLinx应用服务器。
本章包括关于利用RSViewSupervisoryEdition内置的冗余特性来保护监控管理级HMI系统的信息。
本章不会讲述如何保护控制系统、信息网络、硬件或操作系统和其它支持软件。
25-2RSViewSupervisoryEdition用户指南(RSView管理版用户指南)
保护系统避免出现软件故障
分布式HMI系统同时包含客户端组件和服务器组件。
客户端组件提供了系统的操作员可以使用的界面,通常是通过动态更新的图形显示画面实现的。
这些图形画面显示了制造系统的当前状态,并且允许操作员监视和控制其运行过程。
这些图形显示画面中的动态信息,包含动画图片、报警汇总、更新标签值和实时与历史趋势,都由HMI系统的服务器组件提供。
服务器还会记录历史数据日志,并执行其它后台的监视和控制功能。
要实现操作员维护制造系统的持续画面并对其进行控制,服务器组件必须为客户端组件提供连续的信息流。
这就是为什么软件冗余如此重要的原因。
要想在服务器故障期间,确保监视和控制功能损失的最小化,RSViewSupervisoryEdition提供了冗余特性,包括:
⏹在最糟糕的情况下,客户端在5秒钟内检测到与主服务器的通讯丢失,然后在少于30秒钟就可以切换到备份服务器。
通常,客户端在5秒钟内检测到服务器故障,且在少于5秒钟的时间内就能够完成故障切换(连接到从HMI服务器)。
这意味着,根据其所连接的服务器的不同,客户端在应用项目的运行过程中也许不会看到任何中断。
⏹RSViewSupervisoryEdition和FactoryTalk提供的冗余能力对客户端来说是完全自动化和透明的。
在服务器故障检测和切换过程中,操作员不需要采取任何措施或重新启动软件,以持续使用该系统。
设置冗余25-3
⏹
在故障切换过程中,操作员可以继续与仍然在线的服务器交互。
在显示故障服务器数据的显示域中会出现一个线框视图,以便通知操作员不使用这些可能不正确的标签值。
⏹一旦系统切换到备份服务器,客户端会持续正常工作。
⏹当主服务器重新可用时,系统能够自动切回主服务器。
⏹RSViewSupervisoryEdition系统包含三类服务器,其中两种可以通过标准的组态选项设置冗余:
FactoryTalkDirectory(FactoryTalk目录)是一种象电子地址本一样工作的共享软件组件,它使得应用项目的各部分可以在单台计算机或者网络上找到对方。
所有参与分布式应用项目的计算机都必须共享相同的FactoryTalkDirectory。
FactoryTalkDirectory不能设置冗余,但是如果当某个应用项目正在运行时FactoryTalkDirectory不可用了,则该项目会继续正确运行,而且能够读写数据、确认报警、打开和关闭显示画面等等,即使网络上没有冗余的FactoryTalkDirectory也是如此。
这是因为由FactoryTalkDirectory提供的信息的备份会存储在每台连接到FactoryTalkDirectory计算机的本地计算机上。
然而,当FactoryTalkDirectory断开时,用户不能够修改应用项目的结构——例如:
用户不能够添加或编辑区域、数据服务器,或HMI服务器。
25-4RSViewSupervisoryEdition用户指南(RSView管理版用户指南)
HMI服务器,也称作RSViewSEServer,用于存储HMI组件(例如:
图形显示画面),并且为客户端提供服务。
HMI服务器还那能够存储标签数据库、检测报警和记录历史数据。
HMI服务器可以设置冗余。
重要信息:
若仅为了开发的目的,可以在一台计算机上安装多个HMI服务器。
当部署应用项目时,要确保每个HMI服务器位于各自的计算机上。
数据服务器,例如RSLinx,允许客户端访问可编程控制器中、其它硬件设备以及其它与OPC-DA(OLE用于过程控制-数据存取)2.0规范兼容的数据服务器中的信息。
每个应用项目可以包含多达25个数据服务器。
数据服务器可以设置冗余。
考虑冗余选项
与RSViewSupervisoryEdition系统相关的三类服务器都可以安装在网络上相同或不同的计算机上,并允许使用多种方式设置冗余系统。
RSViewSEClients-RSViewSE客户端
WindowsDomainController–Windows域控制器
Primarycomputer–主计算机
Backupcomputer–备份计算机
RSViewSEServerpair–RSViewSE服务器对
RSLinxServerpair–RSLinx服务器对
设置冗余25-5
关于FactoryTalkDirectory的故障
如果当客户端计算机访问应用项目时FactoryTalkDirectory不可用,则客户端会继续正常运行。
客户端可以读写标签值、确认报警、打开与关闭显示画面等等。
这是因为FactoryTalkDirectory信息的备份被复制到客户端计算机,且存储在缓存中。
这允许客户端计算机可以继续解析标签地址、查看图形显示画面等等,即使这些标签和图形显示画面没有被客户端计算机访问过。
在FactoryTalkDirectory宕机之前,一次也没有访问过应用项目的客户端将不能够访问该应用项目,直到FactoryTalkDirectory重新开始运行。
这是因为FactoryTalkDirectory信息的备份没有本地存储在客户端计算机上。
此外,当FactoryTalkDirectory不可用时,用户不能修改应用项目的结构:
例如:
操作员不能够添加或移去区域、数据服务器或HMI服务器。
重要信息:
不要在作为Windows域控制器的计算机上运行FactoryTalkDirectory。
由于分布式应用项目中的每台计算机都需要知道网络范围内的FactoryTalkDirectory位于何处,所以将所有的计算机都设置使用同一台FactoryTalkDirectory计算机。
当FactoryTalkDirectory重新在线时,系统会自动切换到该计算机,而不是继续使用存储在每台计算机上的缓存备份。
25-6RSViewSupervisoryEdition用户指南(RSView管理版用户指南)
冗余的HMI服务器
HMI服务器可以设置为当主服务器出现故障时,切换到从服务器。
当主服务器重新可用时,它会自动接管HMI服务器的活动。
当设置冗余的HMI服务器时,一定要谨记下列注意事项。
同步报警HMI服务器管理报警的同步,这使得主从服务器之间的报警状态保持同步。
例如:
如果故障发生时主服务器有5个未确认报警,则当故障切换完成时从服务器也应该显示同样的5个未确认报警。
当系统切回到主服务器时,报警状态也应该保持同步。
当主HMI服务器激活时,从服务器会以备份模式运行报警监视系统,因此即使用户没有设置从服务器按请求开始报警监视,报警状态仍会同步。
这种运行在从服务器上的备份模式不会检测报警,只会保持报警状态的同步。
当系统故障切换到从服务器时,如果报警监视正在主服务器上运行,则从服务器的报警监视会自动启动。
当系统切换回主服务器时,如果报警监视正在从主服务器上运行,则主服务器的报警监视会自动启动,并且停止从服务器上的报警监视。
要想让报警状态正确同步,则主从HMI服务器的时钟必须与某个时间服务器同步。
用户可以设置用户的MicrosoftWindows域启用时间同步服务。
设置冗余25-7
如果计算机上的时钟不同步,则当故障切换发生时,在报警汇总中会显示多个报警或不一致的信息。
重要信息:
如果正在监视许多标签的报警,则在服务器故障切换或故障切回的过程中,快速进入或退出报警状态的标签的报警信息也许会丢失。
将诊断和报警数据记入日志在任何分布式系统中,强烈建议用户将活动和报警信息发送到中央ODBC数据库中(例如:
MicrosoftSQLServer)作为日志。
通过数据库的功能可以将这些系统范围的日志设置安全和冗余。
我们还建议用户组态RSViewSupervisoryEdition的本地诊断和报警日志,以便在出现与ODBC数据库的通讯丢失的情况下缓存信息。
即使用户的HMI服务器没有设置冗余,我们还是建议用户将诊断和报警信息记录到ODBC数据库。
因为诊断日志文件存储在产生系统活动的每台计算机上,所以将报警和诊断日志文件发送到ODBC数据库,会使用户在网络上的一个地方就可以在诊断故障出现时查找诊断和报警信息。
当主服务器激活时,从服务器被加载,工程也被加载。
然而,例如:
事件检测、报警监视和数据日志之类的组件不必运行,除非从计算机被激活。
这是用户可以组态的。
(参阅第5-24页的“启动类型”。
)
同步内存标签值、衍生标签和数据日志文件要想保持这些元素的同步,可以在主从服务器上同时运行相同的衍生标签组件和数据日志模型。
如果其数值为衍生标签的结果,则内存标签也可以保持同步。
管理事件当被事件检测器触发的事件没有明确的在主从HMI服务器之间建立同步时,就需要管理哪台服务器承担检测和执行事件的任务,以便在某时刻只有一台服务器为激活状态。
25-8RSViewSupervisoryEdition用户指南(RSView管理版用户指南)
当主HMI服务器故障时,要想解决事件在哪执行的问题,可以只在激活的HMI服务器上执行EventOn命令(以启动事件检测),并且在等待服务器上总是执行EventOff命令(以停止事件检测)。
要想自动完成该操作,用户可以在HMI服务器的OnActive(激活宏)或OnStandby(等待宏)宏中执行该命令。
执行命令和宏如果在执行命令或宏时主HMI服务器故障了,则在向从HMI服务器的故障切换过程中停止执行这些命令或宏。
要想继续执行,可以在故障切换完成后并且从服务器可用时,重新这些执行命令或宏。
重要信息:
因为控制系统的正常运行时间很重要,所以RSViewSupervisoryEdition提供了正常运行时的冗余功能。
然而,组态信息的改变却不会自动同步。
作为维护冗余系统的一部分,需要开发计划好的规划表,用于将工程文件从主HMI服务器复制到从服务器。
或者可以手动复制工程文件,或者可以在每台HMI服务器计算机上复制工程的变化。
如果用户需要在HMI服务器被加载时复制该服务器,可以使用HMIBackup工具。
用户可以从RockwellAutomationKnowledgebase(罗克韦尔自动化知识库)中,搜索TechNoteID(技术文档号)P6*******,然后下载该工具。
关于在Internet上定位Knowledgebase(知识库)网站的详细信息,请参阅第P-3页的“联系罗克韦尔软件技术支持”。
作为已规划的活动,这种例程的维护不会影响系统的运行。
设置冗余25-9
冗余的数据服务器
主数据服务器(例如:
RSLinx或任何OPC-DA数据服务器)都可以设置为当主服务器失效时,切换到备份服务器。
作为组态冗余数据服务器的一部分,可以设置在失效的主服务器恢复后,系统是否应该自动切回到主服务器,还是继续使用从服务器。
该选项可以使用户避免在数据从服务器流向客户端时出现的不必要中断。
要想使完成故障切换的时间最小化,系统需要在主服务器和从服务器上创建包含必要标签的OPC组。
然而,这些组和标签只能被激活的数据服务器进行激活或扫描,因此组态冗余的服务器不会为PLC带来更多的通讯负担。
25-10RSViewSupervisoryEdition用户指南(RSView管理版用户指南)
规划冗余系统的布局
因为分布式HMI系统中包含三种类型的服务器都是独立的实体,因此它们可以安装在网络中的任何计算机上。
这使得在设计冗余架构时具有很大的灵活性。
具有一对冗余HMI服务器的应用项目
例如:
在仅包含一个HMI服务器的系统中,并且只需要控制单条生产线或生产过程,则主FactoryTalkDirectory、主HMIServer(也称作RSViewSE服务器)和主RSLinxServer可以安装在同一台计算机上,而另外一台完全相同的备份计算机作为从RSViewSEServer和RSLinxServer的宿主机。
RSViewSEClients-RSViewSE客户端
WindowsDomainController–Windows域控制器
FactoryTalkDirectoryserver-FactoryTalk目录服务器
RSViewSEServer–RSViewSE服务器
RSLinxforRSViewServer-RSLinxforRSView服务器
PrimaryComputer–主计算机
SecondaryComputer-从计算机
设置冗余25-11
除此之外,每个主和从服务器也可以安装在不同的计算机上,如下图所示:
RSViewSEClients-RSViewSE客户端
WindowsDomainController–Windows域控制器
PrimaryComputer–主计算机
BackupComputer–备份计算机
FactoryTalkDirectory-FactoryTalk目录
RSViewSEServerpair–RSViewSE服务器对
RSLinxServerpair-RSLinx服务器对
上图所示的组态并非总是必要的。
根据用户的应用项目规模和计算需求的不同,以及冗余的需求,用户可能在一对冗余计算机上安装这三个服务器,如前面的图所示。
重要信息:
不要在作为Windows域控制器的计算机上运行FactoryTalkDirectory。
建议用户将FactoryTalkDirectory安装在经常处于运行状态的计算机上,例如:
安装RSViewSEServer或RSLinxServer的计算机。
25-12RSViewSupervisoryEdition用户指南(RSView管理版用户指南)
具有两对冗余HMI服务器的应用项目
在包含两个HMI服务器的应用项目中,并且需要控制两个区域或生产过程,则可以在四台计算机上安装这两个区域的所有服务器,其中一对安装区域1的主和从服务器,第二对安装区域2的主和从服务器。
RSViewSEClients–RSViewSE客户端
WindowsDomainController-Windows域控制器
FactoryTalkDirectoryserver-FactoryTalk目录服务器
RSViewSEserver–RSViewSE服务器
PrimaryComputer–主计算机
Area1–区域1
SecondaryComputer-从计算机
Area2-区域2
设置冗余的RSViewSE系统
RSViewSupervisoryEdition系统中的冗余选项可以在任何时候设置。
当开发RSView应用项目时不需要做任何的冗余编程。
只需要简单地使用RSViewStudio开发和测试RSView应用项目,然后遵循下面列出的步骤即可。
1.在备份计算机上安装所需的软件,以便进行冗余操作。
关于安装RSViewSupervisoryEdition软件的详细信息,请参阅《RSViewSupervisoryEdition(RSViewSE管理版)安装指南》。
2.将RSViewSEServer组态文件复制到备份计算机。
详细信息,请参阅第26-5页的“复制HMI服务器文件”。
设置冗余25-13
3.
将数据服务器组态文件复制到备份计算机。
每台计算机必须具有相同的数据服务器组态设置,包括主题、网络和其它设置。
详细信息,请参阅第26-13页的“复制数据服务器文件”。
4.在RSViewStudio中,设置数据服务器的属性,并指定冗余的数据服务器所位于的计算机名称。
详细信息,请参阅第26-14页的“设置数据服务器属性”
5.在RSViewStudio中,设置RSViewSEServer的冗余属性。
用户在HMIServerProperties(HMI服务器属性)对话框的Redundancy(冗余)选项卡中所作的设置会与应用项目一同保存,而且对于主和从HMI服务器都相同。
用户不必为安装主和从服务器的计算机做不同的设置。
没有必要在RSViewSEClients(RSViewSE客户端)计算机上设置服务器冗余——所有的HMI服务器冗余选项仅在安装了HMI服务器的计算机上进行设置。
详细信息,请参阅第5-21页的“设置HMI服务器属性”。
25-14RSViewSupervisoryEdition用户指南(RSView管理版用户指南)
冗余系统的授权
FactoryTalkDirectory计算机
FactoryTalkDirectory计算机是RSViewSupervisoryEdition集成架构的一部分,而且不需要授权就可以进行缓存备份工作。
RSViewSEServer软件
RSViewSEServer软件对于主和从HMI服务器都需要授权。
RSViewSEServer软件不支持移动授权(Floatinglicenses)。
OPC服务器
OPC服务器的授权取决于所使用的OPC服务器。
RSLinx对于每个运行的实例都需要授权。
然而,RSViewforRSView却包含在RSViewSEServer软件中,不需要额外花销:
如果用户将RSLinx安装在与RSViewSEServer软件相同的计算机上,则RSLinx会使用RSViewSupervisoryEdition的授权,这意味着用户不需要购买额外的RSLinx授权。
然而,要想使用RSLinxGateway设置冗余系统,用户必须购买两个RSLinxGateway授权。
RSViewSE客户端
在分布式系统中,用户可以在RSViewSEClients上使用两套授权机制:
固定授权(dedicatedlicenses)和移动授权(floatinglicenses)。
固定授权能够安装在客户端计算机上,然而移动授权能够安装在FactoryTalkDirectory的计算机上。
FactoryTalkDirectory不会占用授权,然而,运行FactoryTalkDirectory的计算机却占用授权。
因此,FactoryTalkDirectory的冗余不能保证冗余授权。
设置冗余25-15
要确保RSViewSEClients可以一直访问授权,并且独立于其它计算机的失效,则推荐在冗余系统中使用固定授权。
然而,如果用户要决定在安装FactoryTalkDirectory计算机上使用移动授权,则要注意下列情况:
⏹RSViewSEClients会从安装了FactoryTalkDirectory服务的主计算机上获取授权。
如果主计算机不可用,则客户端将不能获取授权。
⏹如果在RSViewSEClients获取授权之后主计算机失效了,则这些客户端会继续占有授权且正常运行。
在主计算机失效时,只是没有被客户端使用的授权才不可用。
然而当客户端退出时,其授权被释放。
该客户端将不能获取其它的授权,直到FactoryTalkDirectory计算机重新可用。
25-16RSViewSupervisoryEdition用户指南(RSView管理版用户指南)
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