盧俊辰

摘 要 冗余服務器一直都是服務器管理中重要的技術(shù)之一。在系統(tǒng)發(fā)生故障，數(shù)據(jù)面臨丟失的情況下，仍能保障數(shù)據(jù)的安全以及系統(tǒng)的正常運行。文章采用組態(tài)軟件FactoryTalk View SE對服務器進行冗余組態(tài)，詳細敘述了組態(tài)的方法與步驟，不僅快捷高效而且出錯率低。

關(guān)鍵詞 組態(tài)軟件；服務器；冗余技術(shù)

中圖分類號 TP3 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2019）235-0103-02

1 服務器冗余技術(shù)

在個人電腦出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰或者硬件損壞的情況下，會造成一定程度的損失，但是這僅限于個人的損失，而對于服務器來說，如果出現(xiàn)這樣的情況，其造成的損失難以估計，很多重要的數(shù)據(jù)都將丟失，更壞的情況下可能會使整個網(wǎng)絡進入癱瘓。因此，服務器必須采取措施來保護數(shù)據(jù)的安全。

針對上述出現(xiàn)的情況，針對服務器的不同組件，使用不同的冗余技術(shù)。冗余服務器是對不同的部件進行重復的配置，如果某個部件發(fā)生了故障，冗余配置的部件就會介入工作，代替故障部件，避免了因故障帶來的損失[1]。下面介紹最常見的三種冗余技術(shù)：1）磁盤冗余。因為服務器存儲了大量重要的數(shù)據(jù)，因此在存儲方面必須要做好保護措施，RAID（磁盤陣列）技術(shù)即是保障數(shù)據(jù)安全的一種。磁盤陣列技術(shù)的原理很簡單，就是將同一份數(shù)據(jù)分開存儲到多個磁盤中，在一個磁盤出現(xiàn)損壞的情況下，數(shù)據(jù)仍然不會丟失。另外，RAID技術(shù)不僅能大幅提高傳輸速率并且還提供CRC（循環(huán)冗余校驗）功能。2）電源冗余。如果電源損壞服務器將出現(xiàn)停機，也會導致數(shù)據(jù)丟失。因此一般通過兩臺熱插拔電源來提供電源冗余。兩臺共同分擔系統(tǒng)的功率，當其中任何一個電源出現(xiàn)故障時，另一臺自動承擔工作，并發(fā)出告警，此時就可以在不關(guān)閉服務器的情況下進行處理解決。3）網(wǎng)卡冗余。與電源冗余類似，網(wǎng)卡冗余也是使用了兩塊具有自動控制技術(shù)的網(wǎng)卡，在正常工作時，兩塊網(wǎng)卡共同分擔網(wǎng)絡流量，當其中一個出現(xiàn)故障時，將會自動切換到另一張網(wǎng)卡。這種技術(shù)可以保證出現(xiàn)網(wǎng)卡故障時仍然可以正常運行系統(tǒng)，從而避免網(wǎng)絡癱瘓。

2 自動控制系統(tǒng)的冗余

自動控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)是由現(xiàn)場設備信號級、控制級和操作管理級3層構(gòu)成的，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和對生產(chǎn)及管理的需要，系統(tǒng)一般設幾臺操作管理站、幾臺控制站，通過控制網(wǎng)絡實現(xiàn)系統(tǒng)的通信。當控制級與現(xiàn)場設備信號級融合為一體時，即構(gòu)成FCS控制系統(tǒng)。

操作管理站一般選用工業(yè)PC機或商用PC機，在自動化軟件平臺下通過編程實現(xiàn)系統(tǒng)的操作、監(jiān)視、報警、記錄、存儲和報表生成等功能；控制站一般選用PLC或性能類同的其它產(chǎn)品，實現(xiàn)對現(xiàn)場設備信號的采集、處理和控制，如Rockwell公司的PLC-5，Siemens的57-400，Schneider的Modicon TSXQuantum等?？刂凭W(wǎng)絡目前用的較多的是工業(yè)以太網(wǎng)，其它控制網(wǎng)的使用則根系統(tǒng)的硬件配置和系統(tǒng)對通信速率的要求而定，使用較多的有DH+網(wǎng)、Device Net網(wǎng)、MB+網(wǎng)、PROFIBUS現(xiàn)場總線等。

自動控制系統(tǒng)的冗余包括操作管理站的冗余和控制站冗余，自動控制系統(tǒng)冗余結(jié)構(gòu)?？刂破鞯娜哂嘁话阃ㄟ^配置雙CPU的冗余控制器、配套的熱備模塊等從硬件結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)，有的產(chǎn)品需配合以相應的熱備驅(qū)動軟件。系統(tǒng)配置的冗余控制器可以保證在主控制器發(fā)生故障時系統(tǒng)的自動切換，熱備處理器切換時間為13-48ms；通訊速率是10M波特率。在冗余控制器基礎(chǔ)上采用雙纜結(jié)構(gòu)，增強了系統(tǒng)冗余性能的可靠性。

3 FactoryTalk View SE軟件

FactoryTalk View Site Edition是羅克韋爾開發(fā)的集成軟件包[2]。需求決定市場，開發(fā)它的初衷是為了簡化人類與機器交互的方式，用于監(jiān)視和控制分布式服務器/多用戶應用程序。它不僅可以用于開發(fā)人機接口HMI，還可以對網(wǎng)絡中分布的應用程序進行運行和開發(fā)。該軟件包有很多實用的工具，并且還提供一個非常詳細的使用指南，使得開發(fā)者能更加輕松地掌握并使用它。目前FactoryTalk View SE在上月末已經(jīng)發(fā)布了最新的10.0版本，添加了許多新的功能。比如改進了信息訪問方式、增加了對移動設備的支持以及集成了ThinManager軟件，此外在新版本中，還引入了ASM（異常情況管理）的多監(jiān)視器框架等。

4 組態(tài)方法及步驟

4.1 HMI服務器冗余

FactoryTalk View SE的服務器就是HMI服務器，主要對項目組件進行存儲，并使用它們來對客戶端提供服務。HMI服務器功能強大，提供對歷史數(shù)據(jù)進行管理、發(fā)現(xiàn)異常時報警并進行檢測等功能。當HMI服務器發(fā)生故障時，為了使損失達到最小，需要設置HMI冗余服務器。首先需要在HMI從服務器上安裝IIS和FactoryTalk View SE Server軟件，然后分別按如下步驟進行：

第一步，HMI服務器手動加入應用項目之后，就可以通過軟件設定該服務器。在FactoryTalk View Studio 和SE Administration Console（ FactoryTalk 管理控制臺）的 Application Explorer（應用項目瀏覽器）中，右鍵點擊HMI服務器，然后點擊屬性 Properties。打開管理控制臺SE Administration Console，其路徑是：programs＼Rockwell Software＼FactoryTalk View＼ Tools＼SE Administrator Console。在HMI服務器屬性的界面，將每一欄的信息都按照要求填好，完成后點擊“OK”退出。

第二步，在上述步驟中設置好常規(guī)屬性后，就可以對HMI服務器的冗余進行組態(tài)。打開“HMI Server Properties”界面，勾選提供冗余方框，單擊“Redundancy”，最后指定其計算機名稱即可。另外，也可以通過“Component”選項來選擇需要運行的組件。

第三步，設置好冗余之后，找到路徑programs＼Rockwell Software＼FactoryTalk View＼ Tools＼SE Service Manger，點擊打開面板后，可以選擇冗余服務器的啟動與結(jié)束。如果需要將冗余服務器進行移除，打開FactoryTalk View Studio即可對HMI服務器進行刪除。

4.2 OPC數(shù)據(jù)服務器冗余

數(shù)據(jù)服務器的冗余組態(tài)也非常重要，因為數(shù)據(jù)服務器可以通過應用軟件和數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)交換。OPC技術(shù)[3]是一個先進的標準，尤其在工業(yè)領(lǐng)域解決了很多難以攻堅的問題。OPC數(shù)據(jù)服務器不僅提供數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)冗余、遠程數(shù)據(jù)訪問等技術(shù)，還會在服務器發(fā)生異常時進行報警和時間處理。以下對OPC數(shù)據(jù)服務器的冗余組態(tài)進行分析。

第一步，首先新建區(qū)域，命名為“data server”，然后在跳出的選項中選擇“OPC Data Server”（也可以選擇RSLinx Enterprise數(shù)據(jù)服務器，操作步驟相同）。然后點擊“General”面板設置屬性，分別對“名字”“計算機即將運行OPC服務器”以及“OPC server名字”進行設置。

第二步，設置冗余OPC數(shù)據(jù)服務器。在上述的屬性界面中，點擊“Redundancy”，勾選提供冗余功能的按鈕，并且設置冗余數(shù)據(jù)服務器名。如果主數(shù)據(jù)服務器在出現(xiàn)故障之后恢復了正常，勾選“切換回選項”按鈕之后，就會自動從服務器切換到主服務器。值得注意的是，在“Redundancy”旁邊的選項卡“Advanced”中，通過勾選同步按鈕，就可以自動同步緩存。

第三步，在對數(shù)據(jù)服務器進行了冗余組態(tài)之后，如果要移除它，只需要對數(shù)據(jù)服務器進行右鍵點擊，再選擇“Remove”即可以進行刪除。當刪除數(shù)據(jù)服務器之后，會連帶緩存文件一并刪除。

5 實際應用及優(yōu)勢

目前服務器冗余技術(shù)被廣泛應用，除了硬件方面冗余外，利用軟件組態(tài)實現(xiàn)冗余技術(shù)也越來越普遍。基于軟件的組態(tài)方法不僅易于操作，而且周期短，能很大程度上節(jié)省資源的消耗。在分布式網(wǎng)絡架構(gòu)中就常常應用了冗余服務器技術(shù)，尤其是大型的分布式網(wǎng)站對架構(gòu)的要求很高，在可伸縮、高性能、可擴展等方面提出高標準，在安全方面更是苛刻。

在服務器發(fā)生故障無法運作期間，用戶不需要通過重新啟動FactoryTalk View SE Client 軟件，再打開繼續(xù)使用這樣的繁瑣操作。通過設置之后，系統(tǒng)可以自動切換到冗余的HMI服務器或者OPC數(shù)據(jù)服務器，以維持正常的運行。此時從服務器變成主服務器，一旦之前的故障服務器進行正常工作后，角色就進行互換，不需要手動設置，系統(tǒng)將自動切換回來。

6 結(jié)論

服務器冗余技術(shù)已經(jīng)被應用于很多大型的網(wǎng)絡架構(gòu)中，隨著技術(shù)的成熟，不僅提供了更為安全高效的保障，同時還大大節(jié)省了成本。本文主要詳細介紹了基于FactoryTalk View SE 的畫面服務器冗余和OPC數(shù)據(jù)服務器冗余，通過軟件對服務器項目進行冗余不僅易于操作，而且周期短，能很大程度上節(jié)省資源的消耗，可廣泛用于分布式網(wǎng)絡架構(gòu)中，因此提高了服務器內(nèi)存儲項目的安全性、可靠性。

參考文獻

[1]張曉東.電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)服務器冗余方案研究[J].核電子學與探測技術(shù)，2016，36（6）：643-646.

[2]武海虹.基于Rockwell Automation 的7m裝煤車控制系統(tǒng)[J].機械工程與自動化，2016（4）：157-159.

[3]沈治國.OPC技術(shù)在多工業(yè)機器人聯(lián)動控制中的應用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2017（2）：94.