RU182850U1 - Система линейной телемеханики с резервированием сервера - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области линейной телемеханики и может быть использована при построении систем диспетчеризации, автоматики, телемеханики производственных процессов удаленных объектов.Задачей предлагаемой полезной модели является создание надежной системы линейной телемеханики за счет бесперебойного получения информации о состоянии удаленных объектов.Для решения указанной задачи предлагается исключить возможные сбои в работе сервера путем его резервирования.Техническим результатом предлагаемой полезной модели является автоматическое переключение рабочего сервера системы линейной телемеханики на резервный в случае выхода из строя рабочего сервера.Технический результат достигается за счет использования блока переключения коммуникационных линий.Программное обеспечение системы линейной телемеханики, установленное на резервный сервер, имеет алгоритм слежения за работоспособностью линии связи между серверами. В силу незначительной протяженности, возможно пренебречь вероятностью ее повреждения. Выполняя непрерывную диагностику работоспособности линии связи и зная, что возможность выхода ее из строя ничтожно мала, данные об отсутствии связи будут означать выход из строя рабочего сервера. Чтобы исключить возможную вероятность ложных сработок, в алгоритм слежения устанавливается числовое значение времени. Если в течение этого времени состояние линии связи не восстановилось, подается команда на блок переключения для подмены сервера. После переключения алгоритм отключает процедуру синхронизации файлов и направляет сообщение в диспетчерский пункт об отключении рабочего и включении в работу резервного серверов.Заявляемая полезная модель была использована в 2015 году в Приютовском линейном производственном управлении магистральных газопроводов ООО «Газпром трансгаз Уфа» в автоматизированной системе управления технологическими процессами.

Description

Полезная модель относится к области телемеханики и может быть использована при построении систем диспетчеризации, автоматики, телемеханики производственных процессов объектов.

В настоящее время существуют различные телемеханические системы контроля и управления объектами. Их основными признаками является наличие объекта с контроллером телеуправления, коммуникационных линий, единого сервера телемеханики, диспетчерского пункта.

Например, известна телемеханическая система (Пат. 2010338 Российская Федерация, МПК⁷ G08C 15/08. Способ передачи и приема информации о состоянии контролируемых пунктов и телемеханическая система «Лилана» для его осуществления / Яцков В.И., Яцкова Л.П. - №5026683/24; заявл. 10.02.1992; опубл. 30.03.1994) [1], заключающаяся в формировании сигнала запроса на пункте управления, последовательной передаче его на все контролируемые объекты, приеме на объектах, формировании ответного сигнала и передаче его на пульт управления.

Недостатком данной системы является последовательная передача данных о контролируемых объектах и низкая надежность из-за отсутствия резервирования оборудования пульта управления.

Известна система телемеханики (Пат. 65175 Российская Федерация, МПК⁷ F17D 5/02, F17D 5/06. Система телемеханики управления магистральным и межпромысловым газопроводом / Перминов В.Б., Фадеев В.А., Трошев Ю.В., Яковлев А.Я., Чаков В.Т. - №2007103848/22; заявл. 31.01.2007; опубл. 27.07.2007, Бюл. №21) [2], включающая в себя пульт управления, каналы связи и блоки контрольно-измерительных приборов для измерения текущих параметров технологических объектов.

Недостатком упомянутой системы является ее низкая надежность из-за отсутствия резервирования оборудования пульта управления.

Также известна телемеханическая система (Пат. 2455768 Российская Федерация, МПК⁷ Н04Н 60/76. Способ телемеханического контроля и управления удаленными объектами с использованием канала связи GSM GPRS, единого сервера телемеханики и телемеханическая система для его реализации / Балаба К.В., Белахонцев В.Е., Еникеев А.К., Юнусов А.Р.; заявитель и патентообладатель ООО «УфаСистемаГаз». - №2010121634/08; заявл. 27.05.2010; опубл. 10.12.2011, Бюл. №19) [3], принятая за прототип, содержащая объекты с контроллерами телеуправления, каналы периферийной связи, каналы приема и передачи данных, сервер, автоматизированные рабочие места, а также комплекс серверных программных средств.

Недостатком данной системы является низкая надежность из-за отсутствия резервного сервера системы телемеханики.

Задачей предлагаемой полезной модели является создание надежной системы телемеханики за счет бесперебойного обмена технологической информацией с объектами.

Для решения указанной задачи предлагается исключить возможные сбои в работе сервера путем его автоматического резервирования.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является автоматическое переключение рабочего сервера центрального концентратора информации на резервный в случае выхода из строя рабочего сервера без привлечения эксплуатационного персонала.

Технический результат достигается за счет использования блока переключения коммуникационных линий в совокупности с выполняемым алгоритмом программного обеспечения, объединяющих серверы в единую автоматическую систему.

Сущность полезной модели поясняется физическим и программным объединением двух серверов с функцией автоматического перенаправления потока информации и ее синхронизации на обоих серверах. На фиг. 1 изображена принципиальная схема системы телемеханики, содержащая объекты с контроллерами телеуправления 1, коммуникационные линии 2, диспетчерский пункт 5, центральный концентратор информации с резервированием сервера, состоящий из рабочего сервера 3 и резервного сервера 4, блока переключения коммуникационных линий 6, дополнительной Ethernet линию 7, платы расширения сот-портов 8 и управляющего модуль 9.

На фиг. 2 изображена принципиальная схема блока переключения коммуникационных линий, состоящая из восьми реле 10 с контактами 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18.

Заявляемая полезная модель осуществляется следующим образом. Бесперебойность работы системы в целом зависит от безотказности работы центрального концентратора информации. При выходе из строя рабочего сервера центрального концентратора информации производится переключение коммуникационных линий 2 по всем направлениям опроса и локальной сети на резервный сервер. Серверы имеют идентичные настройки и программное обеспечение. Одновременное их включение в локальную сеть исключается из-за конфликта IP-адресов. Структура системы линейной телемеханики основана на принципах одного ведущего и множества ведомых объектов. По иерархии ведущий одновременно сам может выполнять роль ведомого. По определению в одной ветви иерархии может быть только один ведущий. Одновременное включение в работу приведет к дублированию запросов для объектов из-за нарушения структуры системы: один ведущий и множество ведомых. Поэтому совместное одновременное включение обоих серверов исключается.

Программное обеспечение на резервном сервере имеет алгоритм слежения за работоспособностью линии связи между серверами. В силу незначительной протяженности, возможно пренебречь вероятностью ее повреждения. Выполняя непрерывную диагностику работоспособности этой линии связи и зная, что возможность выхода ее из строя ничтожно мала, данные об отсутствии связи будут означать выход из строя рабочего сервера. Чтобы исключить возможную вероятность ложных сработок, в алгоритм слежения устанавливается числовое значение времени (таймер), настроенный на 20 с. Если в течение этого периода времени состояние линии связи не восстановилось, алгоритм программного обеспечения подает команду на блок переключения для подмены сервера. После этого алгоритм отключает процедуру синхронизации файлов между серверами и направляет сообщение в диспетчерский пункт об отключении рабочего и включении в работу резервного сервера.

При организации автоматического переключения рабочего сервера на резервный используется блок переключения коммуникационных линий 6. Работа блока заключается в переключении отдельно взятой линии с одного corn-порта рабочего сервера, на тот же corn-порт резервного сервера по команде алгоритма слежения. Результатом работы системы в целом на данном центральном концентраторе информации является переключение пяти линий опроса и одной линии Ethernet.

Блок переключения представляет собой восемь реле 10 с двумя группами контактов 11, 12. Схема подключения идентична для всех реле блока переключения. На ввод реле подключается линия связи RS-232: контакты 13 и 14.

Выходы 15, 17 и 16, 18 подключены на соответствующие входа com-портов обоих серверов.

Управление блоком производится посредством управляющего модуля 9 из состава системы телемеханики. Модуль имеет управляемый дискретный выход, с помощью которого подается управляющий сигнал на блок переключения коммуникационных линий. Управляющая команда на блок переключения подается алгоритмом слежения программного обеспечения резервного сервера. Одновременно с этим происходит переключение дополнительной Ethernet линии 7, в результате которого отключается рабочий и подключается резервный сервер к локальной сети. Программное обеспечение резервного сервера, находясь в режиме готовности, сразу же начнет выполнять функции рабочего сервера.

Дополнительные сетевые адаптеры на обоих серверах подключаются напрямую друг к другу посредством Ethernet линии, без подключения к локальной сети. Настраиваются на открытый доступ к файлам программного обеспечения центрального концентратора информации с рабочего сервера на резервный. По этой линии осуществляется синхронизация файлов баз данных между серверами. Алгоритм синхронизации данных работает в цикле, постоянно проверяя структурируемые файлы программного обеспечения рабочего и резервного сервера и в случае обнаружения их отличия производит синхронизацию.

После внесения изменений в схему системы линейной телемеханики путем монтажа блока переключений коммуникационных линий, создания инструкций в алгоритмах программного обеспечения, система непрерывно следит за работоспособностью рабочего сервера и при возникновении неполадок с рабочим сервером автоматически по истечении 20 секунд переключает коммуникационные линии на резервный сервер без привлечения эксплуатационного персонала. Программное обеспечение настроено таким образом, что достаточным условием работы всей системы в целом, будет появление телекоммуникационной связи с объектами.

Данная полезная модель была использована в 2015 году в Приютовском линейном производственном управлении магистральных газопроводов ООО «Газпром трансгаз Уфа» в автоматизированной системе управления технологическими процессами.

Claims (4)

1. Центральный концентратор информации, содержащий рабочий и резервный серверы с идентичными настройками, коммуникационные линии связи: между собой, с контроллерами телеуправления объектов, диспетчерским пунктом, отличающийся тем, что для переключения серверов используется блок переключения коммуникационных линий, состоящий из восьми реле с двумя группами контактов.

2. Центральный концентратор информации по п. 1, отличающийся тем, что программное обеспечение имеет алгоритм слежения с функциями диагностики работоспособности рабочего сервера и его автоматического резервирования без участия эксплуатационного персонала.

3. Центральный концентратор информации по п. 1, отличающийся тем, что для синхронизации данных сетевые адаптеры на обоих серверах подключаются напрямую друг к другу без подключения к локальной сети.

4. Центральный концентратор информации по п. 1, отличающийся тем, что программное обеспечение имеет алгоритм синхронизации файлов баз данных между серверами.

Images