Отказоустойчивые решения SCADA

Отказоустойчивая система AggreGate SCADA/HMI комбинирует механизмы высокой доступности на уровне платформы AggreGate с логикой резервирования, специфичной для SCADA.

AggreGate предоставляет механизмы на уровне платформы, включая переключение на резервный сервер в режиме «активный-пассивный» и кластеризацию в режиме «активный-активный», а также поддерживает конфигурации отказоустойчивых кластеров с переключением на резервный сервер для баз данных.

Решения AggreGate SCADA/HMI основываются на этих механизмах, добавляя модель тегов AggreGate SCADA/HMI и специфические для SCADA шаблоны резервирования. В этой модели несколько резервируемых исходных значений могут быть сопоставлены одному тегу цифрового двойника, а значение тега цифрового двойника может быть вычислено в соответствии с настроенными правилами (предварительно сконфигурированной логикой).

Резервирование может применяться на разных уровнях, от получения данных с полей до доступа оператора. В зависимости от реализации резервируемые элементы могут включать источники измерений, контроллеры, пути связи, серверы связи или шлюзы протоколов, серверы платформы, компоненты базы данных или архива, а также рабочие станции операторов.

Отказоустойчивые архитектуры AggreGate SCADA/HMI могут использовать следующие шаблоны Runtime:

Шаблон

Описание

Активный-пассивный

Один ресурс находится в активном состоянии, а другой — в режиме ожидания и становится активным после переключения на резервный элемент. Активный ресурс выполняет операции во время выполнения, такие как чтение данных, вычисление значений, генерация предупреждений, запись истории, запись значений в источники или выполнение действий. Пассивный ресурс готов принять на себя управление, но не выполняет эти операции до тех пор, пока не произойдет переключение на резервный элемент.

Активный-активный

Несколько ресурсов или узлов сервера активны одновременно. Принадлежность ресурсов определяется архитектурой системы и конфигурацией кластера.
Конфигурация «активный-активный» не всегда означает, что каждый ресурс активен на каждом сервере. Архитектура системы определяет, какие ресурсы активны на каждом узле.

Эти шаблоны можно объединить в одном решении AggreGate SCADA/HMI. Например, система может использовать дублированные источники измерений, переключение на резервный элемент по принципу «активный-пассивный» и кластер баз данных для хранения исторических данных.

Окончательная архитектура определяется проектированием системы (и требованиями к решению). Они определяют, где требуется резервирование, какие компоненты дублируются, какие компоненты находятся в Режиме ожидания, а какие компоненты остаются без резервирования.

Высокая доступность и резервирование

Механизмы высокой доступности AggreGate используются на уровне платформы. Они помогают поддерживать доступность серверов, служб и баз данных при сбое узла или компонента.

AggreGate SCADA/HMI добавляет логику резервирования на уровне приложений для значений процессов, тегов, визуализации, тревог и истории. Она определяет, как значения принимаются, нормализуются, отображаются, хранятся и используются приложениями AggreGate SCADA/HMI.

Отказоустойчивая архитектура AggreGate SCADA/HMI может включать резервирование на различных слоях:

Слой

Пример

Слой измерения

Один или несколько источников измерений для одного и того же значения процесса

Слой контроллера

Один или несколько контроллеров / каналов контроллера

Сетевой слой

Один или несколько каналов связи

Коммуникационный слой

Непосредственная связь или один или несколько серверов связи / шлюзов протоколов

Слой платформы

Один или несколько узлов AggreGate Server

Слой базы данных / исторического архива

Единая база данных, кластер баз данных, отдельные базы данных или резервные узлы хранилища

Уровень доступа оператора

Одна или несколько рабочих станций оператора на базе браузера с резервным элементом сервера

Не каждая реализация требует всех слоев. Простая система может использовать один датчик и прямую связь с контроллером. Более сложная система может использовать дублирующие датчики, резервные контроллеры, два коммуникационных шлюза, несколько AggreGate Server, резервирование базы данных и несколько рабочих станций оператора.

Теги AggreGate SCADA/HMI

В отказоустойчивой архитектуре одно и то же значение процесса (такое как температура, давление, уровень, расход или угол поворота) может быть доступно из нескольких источников, таких как измерительные устройства, каналы контроллера, шлюзы или узлы платформы (через теги устройств). Уровень AggreGate SCADA/HMI нормализует (связывает) эти исходные значения в один тег цифрового двойника, который затем используется на экранах оператора, инструментальных панелях, в тревогах, диаграммах, отчетах и истории.

Значение тега цифрового двойника может вычисляться в соответствии с настроенными правилами качества, доступности и приоритета. Подробности см. в разделе Теги AggreGate SCADA/HMI.

Эти же правила определяют, куда AggreGate SCADA/HMI записывает значения: тег, настроенный на запись, отправляет значение в тег устройства, активный на этот момент.

Если активный узел вышел из строя, когда запись в тег ещё не завершилась, резервный узел не отправляет значение повторно после переключения, и записанное значение теряется.

База данных, исторические данные и доступ оператора

Значения тегов цифрового двойника могут записываться в базу данных или историю.

Схема базы данных должна соответствовать режиму работы кластера серверов. Например, в режиме «активный-пассивный» запись истории может осуществляться только активным сервером. В режиме «активный-активный» запись истории может быть разделена по владельцам ресурсов.

Рабочие станции операторов обычно подключаются к AggreGate через браузер. Рабочая станция может быть настроена на работу с несколькими конечными точками сервера. Если текущий сервер становится недоступным, рабочая станция может переключиться на другой доступный сервер.

Оператор должен продолжать видеть те же теги логических процессов после переключения на резервный элемент.

Значения, записанные в тег, переключение на резервный элемент не переживают.

Пример архитектуры

На рисунке ниже показан возможный пример архитектуры. Он иллюстрируют общие комбинации слоев резервирования и не определяют обязательные конфигурации.

Активный-пассивный кластер с общей базой данных

Два сервера AggreGate работают в конфигурации активный-пассивный. Сервер A является активным и выполняет все операции времени выполнения, включая чтение данных и запись истории. Сервер B находится в режиме ожидания и берёт на себя работу в случае отказа сервера A. Оба сервера используют одну общую базу данных. При переключении после отказа операторские рабочие станции подключаются к серверу B.

Was this page helpful?