[发明专利]一种SCADA系统的1+N冗余机制设计方法

说明书

本发明公开了一种SCADA系统的1+N冗余机制设计方法，在多台服务器宕机后只要存在一台资源够用的服务器正常运行时，仍然能够连续稳定的提供服务，保证了系统的可靠性。本发明的每个服务进程对象存在一个“服务器运行列表”，在各服务器系统启动后，每个服务进程对象会查看自己的“服务器运行列表”配置项，如果当前机器名称在配置项中，该进程就会启动，并同时向本机的实时数据库管理进程报告本进程；本机的实时数据库管理进程经过仲裁，判断该进程能否作为该任务的执行者；每台SCADA服务器的管理进程POMS Master决定哪台机器运行相应的进程，并在进程在某台服务器运行失败后，在其它服务器间调度进程的执行。

技术领域

本发明涉及SCADA分布式平台所应用的各个专业技术领域，涵盖电力监控、水利监控、油气化工、轨道交通、煤炭矿井等自动化工业控制行业。

背景技术

SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition:SCADA)系统即数据采集与监视控制系统，是集计算机、网络、通信、传感等技术于一体的工业自动化控制系统，可广泛应用于电力、水利、石油、化工、轨道交通等行业的数据采集与监视控制等诸多领域。SCADA系统可以实时采集现场数据，对工业现场进行本地或者远程控制、对工艺流程进行全面、实时监视，为生产调度和管理提供必要的数据，并可藉此运用先进控制论算法提供更进一步的辅助分析和生产调度决策。

为了保证SCADA系统连续有效的运行，其功能可靠性和稳定性都需要给予特别的考虑。一般而言，SCADA系统可以从软件、硬件、网络通信链路等方面采用多层次的冗余技术来达到较高的可用性和可靠性。特别是SCADA系统所采用的服务器，作为关键部件，其上不仅运行有实时数据库服务，还要提供各种服务进程，因此SCADA服务器一般采用冗余模式。

SCADA系统平台采用分层分布式的运行方式，系统中的任何一个应用进程都可以根据需要配置在不同的一个或多个节点机器分布运行，所有的进程都具备1+N多冗余功能，该技术可极大地提升系统的容错能力。

所有的应用服务程序不仅具有一个正在运行的进程，还有能完成同样功能的后备进程热备用在N个其它节点上，如果当前运行进程的机器出现单点故障，其它节点的备用进程会按照选举算法或配置的有限策略迅速接管故障节点所承担的服务，极端情况下，若还存在一个能够正常提供服务的节点，则在最后所有服务都将在该节点上运行(性能允许情况下)。本发明创造将详述SCADA系统平台1+N冗余容错机制的实现原理。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是设计一种SCADA系统的1+N冗余机制设计方法，在多台服务器宕机后只要存在一台资源够用的服务器正常运行时，其仍然能够连续稳定的提供服务，保证了系统的可靠性。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种SCADA系统的1+N冗余机制设计方法，其特征在于：

步骤一、每个服务进程对象存在一个“服务器运行列表”配置项用于存储该服务应该运行在哪些服务器上，配置在列表前的服务器拥有更优先的执行权利；只有“服务器运行列表”中配置了服务器的名称，该服务才能在该服务器上运行，否则不会在该服务器上运行；

步骤二、每台SCADA服务器有一个实时数据库，各服务器之间的实时数据库实时同步，以及一个实时数据库管理进程负责管理该实时数据库；在各服务器系统启动后，每个服务进程对象会查看自己的“服务器运行列表”配置项，如果当前机器名称在配置项中，该进程就会启动，并同时向本机的实时数据库管理进程报告本进程是可用的，并填写到实时数据库该服务进程对象的实时属性“候选列表”中；