СИСТЕМА ЛИНЕЙНОЙ ТЕЛЕМЕХАНИКИ С РЕЗЕРВИРОВАНИЕМ СЕРВЕРА

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.
7
Например, известна телемеханическая система (Пат. 2010338 Российская Федерация, МПК 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.
7
Известна система телемеханики (Пат. 65175 Российская Федерация, МПК 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.
7
Также известна телемеханическая система (Пат. 2455768 Российская Федерация, МПК 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.