SCADA系统的冗余环网连接

SCADA系统的冗余环网连接

2004-5-12 16:01:36未知来源供稿

简介

如今所有正在应用的成功的SCADA ( 管理控制和数据采集) 系统提供了高级的控制和实时的监视，这些都使当前的以太网和因特网连接技术能在世界范围内得到应用。使用以太网连接信息和控制层的设备可以提高工厂的效率，并且由此盈利。当实现一个SCADA系统时，系统设计者必须考虑到一个非常重要的问题，即，如果系统的硬件和软件出现故障怎么办？大多数设备都是有良好的可靠性设计，这当然是不用说的，但是故障仍然会发生的，特别是在设备被使用在要求的环境中。一个典型的情况就是所谓的“单个设备点的故障”。即，当只有一个设备（比如一台计算机）出现故障，整个系统都瘫痪了。如果系统所应用的某些场合是和过程是非常重要的，或者系统停机的代价是非常高的话，那么为整个系统建立一个冗余是解决这个问题的一条途径。

这里有许多不同的方法，每个都使用不同的设备来为系统提供冗余。例如，在应用软件这个水平上，您可以建立双服务器来提供备份以防主计算机和软件出现故障，并且在现场您可以连接平行的设备（如PLC）和相同的现场设备。但是，所有的设备仍然需要连接到网络上，为了使系统的可靠性最大化，您同样必须建立一个冗余的以太网络。

冗余网络拓扑

为了建立一个冗余的网络，环状拓扑提供了一个最简单的设计和节约费用的解决方案。理论上，以太网不能作为环网连接，因为由广播产生的数据包会引起传输负荷增大导致阻塞。解决的方法就是使用配备了生成树协议（802.1D）或者快速生成树协议（802.1w）的以太网交换机来实现这种拓扑网络。当以太网交换机安装了这几个协议之一后，就可以建立一个环网了，一个网段会被自动从逻辑上阻塞，这样广播数据包风暴就不会引起问题了。如果另一个网段出现故障，前面阻塞的网段将会运行起来，让系统连续运转。

单环拓扑只能提供1层的传输媒介冗余。如果您需要建立一个完全冗余的系统，双环和设备的冗余连接就需要考虑了（比如：计算机装配有双网卡，PLC带有冗余模块，等等）