在监督处理控制系统中配置冗余的设备和方法技术方案

公开一种用于处理控制网络环境的冗余主机对运行时间布置。所述环境包括主要网络，通过主要网络发送处理控制信息。故障切换主机对的活动伙伴操作于以通信方式连接到主要网络的第一机器上，活动伙伴主管一组执行应用部件。故障切换主机对的备用伙伴操作于以通信方式连接到主要网络的第二机器上。备用伙伴接收包括与所述一组执行应用部件相关的引擎同步数据的更新，以有助于响应于故障切换事件而接管活动伙伴角色。所述环境还包括冗余消息通道，其与主要网络分离并不同于主要网络。冗余消息通道提供第一机器与第二机器之间的通信通路，这有助于传递包括引擎同步数据的更新。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总的说来涉及联网的计算机化处理控制(process control)系统的领域。更具体地说，本专利技术涉及监督处理控制和制造信息系统。这种系统在处理控制系统中通常在控制层以上执行，以向较低级的控制元件提供指导，作为示例，所述较低级的元件诸如可编程逻辑控制器。
技术介绍
工业上越来越依赖高度自动化的数据获取和控制系统，以确保工业处理高效、安全和可靠地运行，同时降低工业处理的整体生产成本。数据获取开始于多个传感器测量工业处理的各个方面并周期性地将它们的测量报告回数据收集和控制系统时。这种测量有各种形式。作为示例，由传感器/记录器产生的测量包括温度、压力、pH、海量/大量物料流、在航线等待的包裹的结算清单或工厂车间的照片。通常，复杂的处理管理和控制软件检查进入数据，产生状态报告，并且在许多情况下，通过将命令发送到传动器/控制器来进行响应，其中，所述传动器/控制器调整至少一部分工业处理的操作。由传感器产生的数据还允许操作者执行多个监督任务，包括响应于变化的外部条件(包括原料的成本)加工处理(例如，制定新的设置值)，检测低效/非最佳操作条件和/或即将发生的设备故障，以及采取补救措施，所述补救措施诸如按照需要使设备进入并离开服务。典型的工业处理极端复杂，并接收相当大量的信息，所述信息多于任何人可能以它的未处理形式进行提要的信息。作为示例，惯例作法是使得成千上万的传感器和控制元件(例如，阀动器)监视/控制工业车间内的多阶段处理的各个方面。这些传感器具有变化的类型并且对处理的变化的特征作出报告。它们的输出在以下方面类似地变化它们测量的涵义、为每个测量发送的数据量以及它们测量的频率。关于后者，为了保证精度并实现快速响应，这些传感器/控制元件中的某些每秒进行一次或多次测量。当成千上万的传感器/控制元件相乘时，将导致过多的数据流入复杂的数据管理和处理显像技术所需的处理控制系统。当今存在高度发展的人机界面/处理显像系统，它们被链接到诸如上述传感器和控制器的数据源。所述系统获取上述的处理数据并对其进行提要(例如，过滤)。经过提要的处理数据依次驱动由人机界面呈现的图形显示。这种系统的示例是众所周知的WonderwareIN-TOUCH人机界面(HMI)软件系统，其用于进行显像并控制各种工业处理。IN-TOUCH HMI处理显像应用包括一组特定处理的图形示图。每个示图又包括一个或多个图形元件。图形元件的显示状态响应于相关/链接的数据源而随时间改变，从这个意义上说，这些图形元件是“动画”的。例如，精炼处理的示图潜在地包括槽(tank)图形元件。所述槽图形元件具有可视指示符，其显示包含在槽内的液体的水平，图形元件的水平指示符响应于由指示槽内的液体水平的槽水平传感器提供的数据流而上升或下降。动画图形图像由数据流内的不断改变的处理数据值来驱动，其中，槽水平指示符仅是一个示例，对观察人员而言，这种动画图形图像比数字流更加容易理解。为此，诸如IN-TOUCH的处理显像系统已变成监督处理控制和制造信息系统的必要部件。访问处理控制系统的数据的丢失必然使得HMI系统(并由此使得管理人员)无法得知处理控制系统的当前状态。因此，保持由上述HMI系统对处理控制元件的可靠的不中断访问即使对于监督处理控制系统的整体生存性不是必要的，但也是非常重要的。结果，许多系统将冗余和自动故障切换机制并入它们的数据/控制通路，以确保人们对自动处理控制系统的访问不会由于单个通路/机器故障而被打断。这种冗余/故障切换功能已经在系统中实现，其中，完全相同的部件并行地操作于相同网络区域中的分离的机器上。在一冗余数据传送主机实现中，第二数据传送主机系统作为主要数据传送主机系统的等同副本来操作。这种实现需要完全相同的通信、硬件和软件。此外，冗余对于数据传送系统的客户机而言不是透明的。结果，冗余数据传送系统的每个客户机需要意识到截然不同地标识/命名的活动和备用系统。配置/实现/重新定位所述系统中的冗余主机相当大地增加了系统以及这种系统在其中操作的网络的成本。
技术实现思路
本专利技术针对以下潜在需要，即，提供较好的方式来实现驻留并操作于监督处理控制环境内的主机中的冗余(例如，数据/消息传送服务)，作为示例，所述环境支持用于监视和管理受控的工业处理的元件的显像应用。本专利技术有助于在监督处理控制和制造信息系统中配置和部署冗余主机对，其中，冗余主机对中指定的冗余主机具有等同的性能，但是所述冗余主机在运行时间环境中根据由冗余对的伙伴承担的不同的角色而不同地工作。上述优点借助于一种用于处理控制网络环境的冗余主机对运行时间布置。所述环境包括主要网络，通过主要网络发送处理控制信息。故障切换主机对的活动伙伴操作于以通信方式连接到主要网络的第一机器上，活动伙伴主管一组执行应用部件。故障切换主机对的备用伙伴操作于以通信方式连接到主要网络的第二机器上。备用伙伴接收包括与所述一组执行应用部件相关的引擎同步数据的更新，以有助于响应于故障切换事件而接管活动伙伴角色。所述环境还包括冗余消息通道，其与主要网络分离并不同于主要网络。冗余消息通道提供第一机器与第二机器之间的通信通路，这有助于传递包括引擎同步数据的更新。这里公开的系统和方法的其它专利技术方面针对所述系统的配置以及它们的运行时间行为，包括经由冗余消息通道在故障切换对之间传递的同步信息的内容。附图说明尽管所附权利要求具体阐述了本专利技术的特点，但是可通过以下结合附图进行的详细描述最佳地理解本专利技术连同它的目的和优点，其中图1是示出包括多层监督处理控制和制造信息系统的示例性监督处理控制网络内的部件的主管/分级关系的示意图；图2示出用于主管实现本专利技术的示例性系统内的平台和引擎上的应用的多层对象主管布置；图3是概括用于配置和部署冗余主机，更具体地说，用于配置和部署主管一组应用对象的应用引擎的一组示例性步骤的流程图；图4是与配置能够启用冗余的主机/应用引擎相关的示例性用户界面；图5是与部署用于主管备份应用引擎的节点相关的示例性用户界面；图6是与在主管故障切换引擎对的备份伙伴的节点上配置冗余消息通道(网络接口卡的IP地址)相关的示例性用户界面；图7是与部署配置的故障切换引擎对相关的示例性用户界面；图8是包括概括将启用故障切换的引擎对部署到它们各自的主机的一组示例性步骤的流程图；图9是概括用于实现故障引擎伙伴的操作的状态机的一组示例性步骤和转换的状态图；图10是概括在故障切换引擎状态机处于备用-丢失心跳(Heartbeat)状态内时执行的逻辑的流程图；图11标识与监视故障切换引擎对以及故障切换引擎对通过其通信的网络和节点的状态相关的一组定时器；图12是概括用于在启用冗余的主机中实施故障切换的一组示例性步骤的流程图，所述启用冗余的主机将对实时数据、历史数据和告警数据的访问提供给一组客户机/订户；以及图13包括支持冗余故障切换主机对的一组示例性接口/方法。具体实施例方式以下描述基于本专利技术的实施例，并且不应将以下描述看作关于没有在这里明确描述的替换实施例来限制本专利技术。作为示例，将本专利技术并入监督处理控制和制造信息环境内，其中，由应用对象代表各个数据源。在Resnick等人的第2002/0198920-A1号美国专利申请公开“SUPERVISORY PROCESS CONTROL本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理控制网络环境的冗余主机对运行时间布置，包括：主要网络；故障切换主机对的第一伙伴，其操作于以通信方式连接到主要网络的第一机器上，第一伙伴根据分配到第一伙伴的活动角色来主管一组执行应用部件；故障切换主机对的第二伙伴，其操作于以通信方式连接到主要网络的第二机器上，第二伙伴根据备用运行时间角色来主管所述一组执行应用部件的非执行变型，其中，第二伙伴接收包括与所述一组执行应用部件相关的引擎同步数据的更新，以帮助接管当前分配到第一伙伴的活动角色。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-9-16 10/943,3011.一种用于处理控制网络环境的冗余主机对运行时间布置，包括主要网络；故障切换主机对的第一伙伴，其操作于以通信方式连接到主要网络的第一机器上，第一伙伴根据分配到第一伙伴的活动角色来主管一组执行应用部件；故障切换主机对的第二伙伴，其操作于以通信方式连接到主要网络的第二机器上，第二伙伴根据备用运行时间角色来主管所述一组执行应用部件的非执行变型，其中，第二伙伴接收包括与所述一组执行应用部件相关的引擎同步数据的更新，以帮助接管当前分配到第一伙伴的活动角色。2.如权利要求1所述的冗余主机对运行时间布置，还包括冗余消息通道，其与主要网络分离并且与主要网络不同，所述冗余消息通道提供第一机器与第二机器之间的通信通路，用于帮助传递包括引擎同步数据的更新。3.如权利要求1所述的冗余主机对运行时间布置，其中，第二伙伴还包括用于感测故障切换条件并随后接管活动角色的逻辑。4.如权利要求3所述的冗余主机对运行时间布置，其中，故障切换条件包括丢失与第一伙伴的通信联系。5.如权利要求3所述的冗余主机对运行时间布置，其中，故障切换条件包括从第一机器接收故障切换通知。6.如权利要求1所述的冗余主机对运行时间布置，其中，故障切换主机对的活动伙伴最初相应于配置环境中的主要主机，故障切换主机对的备用伙伴最初相应于配置环境中的备份主机。7.如权利要求1所述的冗余主机对运行时间布置，其中，故障切换主机对包括故障切换应用引擎对，应用部件包括应用对象。8.如权利要求1所述的冗余主机对运行时间布置，其中，一平台主管单个联网的机器上的多个故障切换主机实例。9.如权利要求1所述的冗余主机对运行时间布置，其中，活动伙伴主管一组对象，其提供对处理控制数据的访问，所述处理控制数据相应于处理控制系统内的装置。10.如权利要求1所述的冗余主机对运行时间布置，其中，引擎同步数据包括检查点数据。11.一种用于处理控制网络环境的冗余主机对运行时间布置，包括主要网络；故障切换主机对的活动伙伴，其操作于以通信方式连接到主要网络的第一机器上，活动伙伴主管一组执行应用部件；故障切换主机对的备用伙伴，其操作于以通信方式连接到主要网络的第二机器上，其中，备用伙伴接收包括与所述一组执行应用部件相关的引擎同步数据的更新，从而帮助接管活动伙伴角色；以及冗余消息通道，其与主要网络分离并且与主要网络不同，所述冗余消息通道提供第一机器与第二及其之间的通信通路，用于帮助传递包括引擎同步数据的更新。12.如权利要求11所述的冗余主机对运行时间布置，其中，冗余消息通道包括第一机器与第二机器之间的专用链路。13.如权利要求12所述的冗余主机对运行时间布置，其中，多个故障切换主机对在第一和第二机器上执行，其中，对于多个故障切换主机对中的每一个，冗余消息通道支持相应的连接。14.如权利要求11所述的冗余主机对运行时间布置，其中，故障切换主机对包括故障切换应用引擎对，应用部件包括应用对象。15.如权利要求11所述的冗余主机对运行时间布置，其中，引擎同步数据包括检查点数据。16.一种创建用于监督处理控制应用的冗余主机对的方法，所述冗余主机对配...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰约瑟夫克拉耶维斯基三世，德里克C琼斯，阿贝吉特马努斯赫，道格拉斯P凯恩，
申请(专利权)人：因文西斯系统公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]