雙機(jī)備份是工業(yè)上實現(xiàn)數(shù)據(jù)的連續(xù)采集和數(shù)據(jù)安全的一種重要手段，工程上實現(xiàn)雙機(jī)備份有比較多的可選的方案，現(xiàn)在就MCGS5.1現(xiàn)有構(gòu)件和快速的基礎(chǔ)上如何就功能比較強(qiáng)大的雙機(jī)備份方案進(jìn)行實現(xiàn)。 1 MCGS5.1雙機(jī)備份方案的適用范圍 在中小型的工程項目中，對數(shù)據(jù)的實時采集和數(shù)據(jù)的保存有比較高的要求。但是，由于工程規(guī)模的限制，無法投入巨大的資金采購專業(yè)的雙機(jī)備份硬件和解決方案。而在實現(xiàn)工程的上位機(jī)組態(tài)的同時希望使用現(xiàn)有的組態(tài)軟件，實現(xiàn)比較完全的雙機(jī)備份功能。 在各個現(xiàn)場的工作站中，對數(shù)據(jù)的保存有比較高的要求，而現(xiàn)場的條件又無法使用很高檔的雙機(jī)備份方案，并且現(xiàn)場的工作站比較多，如果全部都使用專業(yè)的雙機(jī)備份方案的話，工程成本就會很高。為了既能實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的保存性要、又要實現(xiàn)成本控制原則。用戶一般會尋求折中的方法實現(xiàn)類似的“假雙機(jī)備份”方案，那么使用上位機(jī)組態(tài)軟件實現(xiàn)的雙機(jī)備份將會是他們很好的選擇。 1.1 MCGS5.1實現(xiàn)雙機(jī)備份的基本硬件要求 雙機(jī)備份，顧名思義是通過兩臺計算機(jī)實現(xiàn)數(shù)據(jù)、資料的備份。那么一般的工業(yè)現(xiàn)場會使用雙機(jī)備份來進(jìn)行什么樣的工作呢。 實際上，人們對雙機(jī)備份的一般要求是：實現(xiàn)采集到的實時數(shù)據(jù)能夠在兩臺計算機(jī)上同時存儲。在其中一臺計算機(jī)（一般都是實際采集數(shù)據(jù)的計算機(jī)）失效以后，希望備用的計算機(jī)能夠接替采集計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和存儲，并且發(fā)出告警信號，通知監(jiān)視人員處理采集計算機(jī)的故障。當(dāng)采集計算機(jī)恢復(fù)正常以后，自動接替?zhèn)溆糜嬎銠C(jī)工作，恢復(fù)初始的工作狀態(tài)。假如有需求，還希望在備份計算機(jī)接替工作時期的存儲數(shù)據(jù)能夠恢復(fù)到采集計算機(jī)上，真正實現(xiàn)數(shù)據(jù)的連續(xù)備份。 對于工業(yè)現(xiàn)場的用戶要求，我們有了明確的認(rèn)識以后，對實現(xiàn)雙機(jī)備份的硬件也就會有了一定的雛形。 首先，對備用機(jī)器能夠在采集計算機(jī)出現(xiàn)問題以后接替采集計算機(jī)的全部工作，那么備用計算機(jī)就應(yīng)該具備有采集計算機(jī)上的全部硬件設(shè)備，至少是所有的信號接口。在信號處理能力上，備份計算機(jī)應(yīng)該有和采集計算機(jī)同等的處理能力。這些要求的實現(xiàn)就是說，備份計算機(jī)必須是盡量和采集計算機(jī)使用相同的配置，雙份的外部采集設(shè)備（至少雙份的采集接口）。并且兩臺計算機(jī)之間能夠?qū)崟r的通訊，以達(dá)到實時檢測相互間工作狀態(tài)的要求。這就要求，兩臺計算機(jī)間有能夠相互通訊的物理條件通訊線路，并且這個通訊線路是獨立于現(xiàn)場信號線路的專用檢測“心跳”線路。 其次，對于影響計算機(jī)使用的條件，兩臺計算機(jī)又要求盡量的獨立，把同一不良因素對兩臺計算機(jī)的影響減少到最小。那么在情況允許的條件下，盡量的使用分離的獨立電源，使用功能相似，但是不是同一生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的板卡和硬盤、CPU等硬件。不過在組合配置之前請測試兩種不同配置的穩(wěn)定性和兼容性問題。 在滿足上述要求后的現(xiàn)場硬件條件下，我們可以放心的進(jìn)行軟件上的雙機(jī)備份的實現(xiàn)了。 2 MCGS5.1實現(xiàn)雙機(jī)備份的軟件基本要求 使用北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司出品的MCGS組態(tài)軟件實現(xiàn)雙機(jī)備份是一個比較簡單而又令人興奮的事情。很顯然，在雙機(jī)備份的兩臺計算機(jī)上必須都要安裝有相同版本號（最好是這樣）的MCGS5.1的組態(tài)軟件；在兩臺計算機(jī)上使用的工程組態(tài)文件是同一工程組態(tài)文件的采集機(jī)版本和備份機(jī)版本；在兩臺計算機(jī)的并口上都應(yīng)該插有相同點數(shù)的軟件狗。如果備份機(jī)同時擔(dān)負(fù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的角色的話，在服務(wù)器上使用的是具有工程相同點數(shù)的帶客戶端的WWW軟件狗。 技術(shù)預(yù)備 “心跳”技術(shù)它們通過100M網(wǎng)卡和100M網(wǎng)線連接在一起，網(wǎng)線采用跳線方式，即主機(jī)一端的8根網(wǎng)線中的1、2、3、6分別對應(yīng)輔機(jī)一端的3、6、1、2，雙機(jī)之間以TCP/IP協(xié)議進(jìn)行點對點數(shù)據(jù)通訊，以心跳信息技術(shù)進(jìn)行相互監(jiān)測。 圖1.1 為 心跳檢測技術(shù) 心跳信息技術(shù)：顧名思義，就象檢測人的心跳一樣，定時檢測一個全局變量是否在變化，如果在規(guī)定的時間片段內(nèi)沒有變化，就判定對方死亡的一種方法。上圖顯示了輔機(jī)感知主機(jī)的心跳情況。 主機(jī)和輔機(jī)之間進(jìn)行通訊，主機(jī)程序設(shè)置全局變量AutoIncrease，它每隔1秒自動增加1（如果超過100000，則清零，從頭開始），并且發(fā)送到輔機(jī)。輔機(jī)程序設(shè)置3個全局變量（舊值OldValue，新值NewValue和累計相同次數(shù)計數(shù)器mNum）。輔機(jī)收到主機(jī)發(fā)來的心跳數(shù)據(jù)并把它賦給NewValue，輔機(jī)的定時程序每隔1秒啟動一次，判斷OldValue是否等于NewValue，如果相同，累計相同次數(shù)計數(shù)器mNum自增1，否則mNum清零，并且令OldValue等于NewValue。接著判斷mNum是否大于5，如果是，說明主機(jī)已有5秒鐘沒有向輔機(jī)發(fā)送心跳數(shù)據(jù)AutoIncrease，這就證明主機(jī)出了故障（可能是死機(jī)、重起系統(tǒng)、退出計量系統(tǒng)等），從而輔機(jī)判斷主機(jī)死亡，接著程序觸發(fā)輔機(jī)接替主機(jī)的工作。如果mNum小于5，說明主機(jī)正常，輔機(jī)可以照常運(yùn)行。 3 MCSG5.1實現(xiàn)雙機(jī)備份的幾種可選方案的實現(xiàn)過程 3.1 單一現(xiàn)場站實現(xiàn)雙機(jī)備份 圖1.2 雙機(jī)備份系統(tǒng)典型模型 單一現(xiàn)場站服務(wù)器實現(xiàn)雙機(jī)備份 采集計算機(jī)實現(xiàn)的功能同第一中方案中的功能一致，而備份計算機(jī)在實現(xiàn)對采集計算機(jī)的數(shù)據(jù)和功能上的備份外，還作為提供IE瀏覽的服務(wù)器，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)IE瀏覽的功能。對備份計算機(jī)來說，在正常工作狀態(tài)下，它只負(fù)責(zé)接收從采集計算機(jī)上發(fā)過來的數(shù)據(jù)，并且使用MCGS5.1WWW版本提供的HTTP功能對外發(fā)送IE瀏覽的畫面；在采集計算機(jī)失效的情況下，備份計算機(jī)在接替采集計算機(jī)工作的同時，還要提供外部IE瀏覽的服務(wù)。所以，在備份計算機(jī)上應(yīng)該使用MCGS5.1的網(wǎng)絡(luò)版本，使用有和采集計算機(jī)使用軟件狗相同點數(shù)的網(wǎng)絡(luò)版的帶客戶端的軟件狗。由于在采集計算機(jī)失效的情況，備份計算機(jī)完成了兩臺計算機(jī)的全部工作，所以請盡快恢復(fù)采集計算機(jī)的工作，避免備份計算機(jī)走向崩潰。 3.3 多采集站與服務(wù)器之間實現(xiàn)雙機(jī)備份 在這種現(xiàn)場使用的情況下，現(xiàn)場的計算機(jī)只是負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，再通過TCP/IP或485或電話線、微波、無線電臺把采集到的，并且初步處理過的數(shù)據(jù)發(fā)送到中心控制處的服務(wù)器上，由服務(wù)器把所有采集上來的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，提供同一的存儲、顯示、報表和打印，并且為外部瀏覽提供服務(wù)。 多機(jī)的備份就可以分為采集計算機(jī)的備份和服務(wù)器的備份。采集計算機(jī)的備份機(jī)是一臺可以提供和采集計算機(jī)功能一致，并且能和采集計算機(jī)通訊的備份機(jī)。服務(wù)器的備份機(jī)和服務(wù)器功能一致，也能提供數(shù)據(jù)的加工處理、存儲、顯示和報表打印的功能（不過在現(xiàn)場的要求提供如此復(fù)雜的雙機(jī)備份方案的話，那么工程使用的費(fèi)用就會加倍）。 備份的實現(xiàn) 對于MCGS5.1組態(tài)軟件實現(xiàn)雙機(jī)備份的技術(shù)關(guān)鍵是在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的網(wǎng)絡(luò)子設(shè)備中。網(wǎng)絡(luò)子設(shè)備里面的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)同步的網(wǎng)絡(luò)屬性中，提供了一個叫做網(wǎng)絡(luò)工作狀態(tài)對象的屬性值。通過把網(wǎng)絡(luò)工作狀態(tài)的值賦予一個實時數(shù)據(jù)庫中的變量，我們只要判斷變量的值就可以得出網(wǎng)絡(luò)的通訊狀態(tài)。 網(wǎng)絡(luò)子設(shè)備必須掛在通訊的父設(shè)備上，通訊的父設(shè)備是一種概念。它是計算機(jī)上各種物理的通訊接口的概括，為數(shù)據(jù)傳送和計算機(jī)對數(shù)據(jù)的處理提供了一個通道和工具。 網(wǎng)絡(luò)父設(shè)備對應(yīng)到具體的物理接口可以是： 計算機(jī)通用的RS-232C串行通訊接口 實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)的基本體系TCP/IP網(wǎng)絡(luò)接口 工業(yè)上最常見的RS-485/RS-422接口 最容易實現(xiàn)，也是最通用的MODEM+電話線的通訊接口 可以實現(xiàn)移動通訊的無線電臺通訊接口 對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)子設(shè)備可以掛接到現(xiàn)成任何可提供的網(wǎng)絡(luò)父設(shè)備上。 完成對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的設(shè)置就已經(jīng)把雙機(jī)備份硬件部分完成了，而網(wǎng)絡(luò)父設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)子設(shè)備的使用如果還有什么疑問的，請參閱MCGS的在線幫助系統(tǒng)。 軟件上，備份計算機(jī)和采集計算機(jī)使用大部分相同的組態(tài)工程文件，組態(tài)工程文件上備份計算機(jī)和采集計算機(jī)不同之處在于設(shè)備組態(tài)。由于備份計算機(jī)具有和采集計算機(jī)相同的外部設(shè)備接口，在備份計算機(jī)的設(shè)備組態(tài)窗口中，使用和采集計算機(jī)相同的設(shè)備組態(tài)。即添加相同的設(shè)備，連接相同的變量，只是在設(shè)備的初始狀態(tài)處設(shè)置為停止，并且外部設(shè)備工作與否必須和網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài)聯(lián)系起來，當(dāng)備份計算機(jī)檢測到采集計算機(jī)沒有響應(yīng)，或是連接兩臺計算機(jī)的通訊線路故障，便會啟動掛接在備份計算機(jī)上的外部設(shè)備，進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集工作。而由于備份計算機(jī)擁有與采集計算機(jī)相同的組態(tài)文件，對數(shù)據(jù)的反映和數(shù)據(jù)的處理是相同的。這樣保證了數(shù)據(jù)處理的連續(xù)性。 在兩臺計算機(jī)通訊恢復(fù)正常后，網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài)變量回到正常的值，受網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài)控制的外部設(shè)備接口的工作狀態(tài)恢復(fù)為停止。這樣，采集計算機(jī)就將接替?zhèn)浞萦嬎銠C(jī)的工作，恢復(fù)正常的采集工作。