4.2. Архитектура Клиент – Сервер

Распределение процессов управления и контроля по не­скольким компьютерам, объединенных в локальную сеть, по­зволяет увеличить эффективность и скорость работы всей сис­темы. В простой системе компьютер, соединенный с промыш­ленным оборудованием, становится сервером, предназначенным для взаимодействия с контроллерами, в то время как компьюте­ры в локальной сети - клиентами (рис.21).

Рис. 21. Двухуровневая (серверная) архитектура АСУТП

Серверная архитектура обычно применяется для по­строения АСУТП на базе серийных SCADA систем, в которых используется, как правило, контроллеры различных типов с низ­коскоростными линиями связи (ModBus, ProfiBus, и т.д.). Связь сервер - клиенты выполняется на основе стандарта Ethernet и имеет высокую скорость, что позволяет резервировать функции управления производственными участками на уровне клиентов. Как и в одноуровневой, слабым местом в этой схеме является сервер. Так, при нарушении его работоспособности управляе­мость всем объектом будет потеряна.

Программное обеспечение для управления производст­венными процессами (SCADA система) также должно поддер­живать реализацию резервирования компонентов системы. На­пример, такие SCADA-системы, как Citect компании Ci Technologies и Trace Mode компании AdAstra, поддерживают реализацию резервирования большинства компонентов как вследствие особенности архитектуры, так и наличию встроен­ных механизмов.

Далее рассмотрим вариант резервирования сервера.

4.3. Дублирование Сервера Ввода-Вывода

Для обеспечения резервирования в систему может быть добавлен второй (резервный) сервер, также предназначенный для взаимодействия с промышленным оборудованием (рис.22).

Рис. 22. Система с дублированным сервером

В схеме с резервированными серверами активным явля­ется только один сервер, он взаимодействует с контроллерами, выполняет обновление базы данных серверного уровня и взаи­модействует с клиентами. Сервер, находящийся в резерве, зани­мается отслеживанием работы основного. Он следит за работо­способностью основного и постоянно синхронизирует собст­венную базу данных с базой данных основного сервера. Такая организация обмена данными обеспечивает максимально воз­можную скорость передачи данных по промышленной сети. При выходе из строя основного сервера его функции переключаются на резервный, а «бывший» основной после восстановления ра­ботоспособности становится резервным.

4.4. Резервирование на уровне задач

В клиент-серверной архитектуре, при наличии дублиро­ванных серверов ввода-вывода, можно реализовать поддержку постоянной связи с промышленными устройствами. Необходи­мо также обеспечить сохранность и непрерывность данных тре­вог и графиков в случае возникновения неисправности. Это мо­жет быть обеспечено путем разделения функций сервера на че­тыре задачи (рис.23):

• Ввод-вывод

• Тревоги

• Графики

• Отчеты

Каждая из этих задач поддерживает свою базу данных независимо от других задач, так что можно дублировать каждую задачу в отдельности. Например, можно обеспечить параллель­ное исполнение задач отображения графиков на разных серверах в отличие от архитектуры основной/резервный, используемой для серверов ввода-вывода.

SCADA обеспечивает параллельную работу основных и резервных серверов. Если основной сервер отчетов, графиков или тревог выходит из строя, все клиенты получают данные с резервного. После рестарта основного сервера клиенты сохра­няют работу с резервным сервером до тех пор, пока он не вый­дет из строя, или произойдет выключение и перезагрузка клиен­та.

Рис. 23. Резервирование задач отображения графиков и вывода отчётов

Поскольку SCADA обеспечивает идентичность данных на обоих серверах, для клиента нет никакой разницы, откуда брать данные - с основного или резервного. Ситуация, когда часть клиентов берет данные с основного, а часть с резервного, является нормальной. После устранения неисправности основ­ного сервера, он может обновить свои данные графиков с помо­щью получения информации с резервного. Таким образом, под­держивается непрерывное отображение информации графиков.