双系统冗余热备EtherCAT主站的设计与实验

EtherCAT总线技术凭借低成本、高性能的优势已广泛应用于工业控制领域。针对目前EtherCAT主站产品普遍无法同时满足线缆冗余和热备份运行,设计了一种双系统冗余热备主站方案。该主站设备由2个主站模块与1个冗余控制模块协同工作,主站模块负责控制网络中的从站设备,冗余控制模块在监视主站模块并仲裁其激活/备用状态的同时还通过其内部网口切换组件控制仅激活的主站模块接入网络。方案中主站模块基于龙芯微处理器设计,冗余控制模块基于意法半导体微控制器设计,所选用的主要软件如实时操作系统(SylixOS,RT-Thread)以及协议栈(SOME,libmodbus)均为开源产品。最后对所设计的主站设备进行测试验证,结果证明该主站功能完整性能优秀,既保留了线缆冗余机制还实现了双系统冗余热备份运行,能够在激活系统故障后毫秒级时间完成系统切换,可靠性满足大多数工业控制应用场景对主站控制器的要求。

基于云计算技术的地区电网调控一体化备用系统

目前国家电网公司省调已建立了一主一备模式的独立备用调度中心,但是地县一体化、多主一备备用调度建设模式尚处于探索阶段。为适应地县电网发展和"调控合一"的形势,完善公司五级调度的备用调度体系,更好地满足调度应急工作需要,文章研究基于分布式存储、虚拟化、并行计算等云计算关键技术,结合多主一备的建设模式,提出基于云计算技术的地区调控一体化备用系统解决方案(云备调),实现了备用系统第二汇聚点前置采集、统一服务平台、统一模型维护、主备切换、主备同步、省为地备等功能,可同时支持9个主调一体化备用,达到了多地县电网调控系统多主一备的一体化备用效果,降低备用建设投资,提高备用调度建设水平。

高可靠性元数据服务器研究

基于对象存储的核心是将存储空间管理从存储应用中分离,其中元数据服务器(MDS)负责逻辑视图管理和提供全局命名空间。该文针对MDS的引路导航性能,提出一种主从备三重链式结构,在不增加硬件成本的前提下,能提供无间断的MDS服务,确保了系统的高可靠性。

完全对称的P2P技术在高校远程教育中的应用研究

为了让P2P技术能够在高校远程教育中等到更好的应用,提出了完全对称结构的P2P体系结构。通过大量的调查研究,分析了传统的主从结构的P2P体系结构存在的问题,包括性能上的瓶颈和管理上的局限性。在此基础上,提出了完全对称结构的P2P体系结构,并设计和构建主从结构的P2P体系结构和完全对称结构的P2P体系结构算法模型。在建立算法模型后,进行了大量的模拟测试。通过效果对比,验证了完全对称的P2P体系结构不仅进一步提高资源搜索效率和数据传输效率,还能大幅度提高整个系统的高可用性,更重要是能让远程教育系统的处理能力进行线性扩展。

基于Linux的双机热备系统设计

研究了双机热备技术,并创新性地运用双机热备技术设计了一个安全、实时的热备linux系统。通过双机热备技术在系统中的应用,提高了系统运行的安全性、稳定性,确保工作的正常运行。

服务器主从式双机热备设计思路与实现

主从式双机热备是系统服务方案中重要的组成部分,介绍双机热备的概念及实现途径,通过实例介绍该技术的实现原理和具体的实现方法。

1+1保护式数字硅箱控制器的设计

介绍了1+1保护式数字硅箱控制器设计中的设计思想及其实现方法.给出了系统的构成原理及主要程序设计方法.

1+1保护式系统设计及在交通信息通信节点中的应用

介绍了1+1保护式系统的设计思想及其实现方法,给出了1+1保护式交通信息通信节点的系统的构成原理及主要程序中通信协议的设计方法。采用1+1保护式的方法,使得整个系统在硬件成本增加不多的情况下,提高了系统的可靠性和安全性。这种设计思想和方法同样适用于可靠性要求较高的其他系统中,具有一定的实用价值。

分布式控制系统中控制卡的双机热备实现

在分布式控制系统(DCS)中,为提高核心部件控制站中控制卡工作的可靠性,提出一种实现两个控制卡双机热备工作的方法。该方法采用主从式双机热备,涉及双机热备中的上电竞争、状态检测、故障切换以及数据同步操作。采用硬连接方式利用RS触发器与D触发器实现双机间的上电竞争与状态检测,以控制器局域网CAN的组播方式实现双机的输入数据同步。在提高系统可靠性的同时,简化电路设计,降低系统复杂度和硬件成本。详述了该方法实现的硬件电路和软件算法,给出利用PLD器件实现上电竞争和状态检测电路的方法,并分析了采用文中的状态检测算法进行故障检测所需要的时间。

变电站直流电源系统绝缘电阻检测技术的研究与应用

研究设计了在变电站直流电源系统中采用主子绝缘监测系统实现直流电源系统母线和馈线支路正负极对地绝缘电阻的监测。主子绝缘监测系统由直流绝缘监测装置和直流漏电流监测模块组成,直流绝缘监测装置作为绝缘监测主机,直流漏电流监测模块作为绝缘监测从机。在主子绝缘监测系统中,采用绝缘监测主机冗余备用技术,有效避免了直流电源系统中因绝缘监测主机故障而引发的直流系统绝缘监测系统瘫痪风险;采用平衡桥和检测桥分时联动技术及直流漏电流检测法实现对直流母线和馈线支路正负极均衡绝缘接地故障监测。目前,主子绝缘监测系统已经在多省市、县级变电站中投入运行,实现了对直流电源系统发生母线和馈线支路单极或正负极均衡绝缘降低或接地时的快速监测和告警;同时主子绝缘监测系统通过采用一定的算法处理保证了较好的绝缘电阻监测精度,为变电站直流电源系统的安全可靠运行提供了有力保障。

中波发射机主备机切换控制器设计

在台站现有条件的限制下,我台自主设计的发射机主、备切换控制器巧妙的解决了发射机的主、备切换问题。在项目完成后,经过半年运行考验证实,达到设计要求。这种方法既稳定可靠,又方便维护,对配置备用发射机的全固态中波发射机房很有价值,节目停播时间控制在12秒以内,效果明显。

S7-300软冗余在压缩机控制中的应用

小型D系列风机属于旋转机械,要求控制系统具有较高可靠性。西门子S7-400H硬冗余系统的价格较高,而S7-300单站控制系统的安全性级别又无法满足部分实际应用需求。具有高性价比的S7-300软冗余控制方案则平衡了价格与可靠性之间的矛盾。该文详细分析了西门子公司的软冗余软件包,得出了软冗余的基本原理;并通过软件编程实现了WinCC flexible和主备CPU的冗余连接切换。该方案已应用于某D1500煤气离心压缩机控制实例中,系统的可靠性满足风机安全运行的要求。

单片机主备用自动倒换的实时处理系统

分析了目前广泛使用的单片微处理机系统的安全可靠性。提出了一种实用的高可靠性的单片机主备用实时处理系统，讨论了系统体系结构、自动切换控制和软件设计。

冷-热备混合调度自动化系统的实现

某些双机热备服务器由于投运时间较长或者设备老化,当其中某台机停运导致另一台关键服务器单机运行时,系统功能失效的风险非常高。提出了一种为系统关键服务器配置冷备机的方案,从而形成冷-热备混合配置的系统。数据表明,该方案可减少每次停机过程中系统的单机运行时间且能有效降低风险,保证调度自动化系统的安全稳定运行。

基于防火墙双机热备IPsec VPN穿越仿真实验设计

设计了基于防火墙和路由器的VPN实验,针对IPsec VPN的隧道备份和建立IPsec VPN隧道时的NAT穿越两方面进行研究,目的为达到总部配置了IPsec VPN的设备在单点故障或链路故障时,流量可以自动进行主备切换和VPN设备可以穿越NAT设备建立隧道。使用Wireshark对防火墙和路由器的接口进行抓包分析,观察总部PC与分部PC之间通信时,报文是否被加密处理,实现企业网络在防火墙双机热备下的高可靠性和安全性。

一种分布式交换机的双主控热备冗余设计

为了保证高可靠性,现代网络环境常采用热备冗余方式以提高容灾能力,保证网络某一节点出现故障后不会导致数据业务中断或能够快速恢复数据业务。主控板作为分布式交换机的关键核心部件,决定了分布式交换机的可靠性和整个网络的可靠性。在这种背景下提出了一种双主控热备冗余的总体设计思路及实现方案,通过软硬件协同配合实现双主控板的主备选举、主备切换、主备同步通道、文件同步和表项同步,从而提高了分布式交换机的高可靠性。

MooseFS热备元数据节点设计与实现

针对MooseFS元数据节点的单点故障问题,对MooseFS源码进行改造,为其增加一个热备的备元数据节点,并通过主备之间同步元数据,备节点回放操作日志等技术使得备元数据节点内存中的元数据时刻跟主元数据节点保持一致。当主元数据节点发生故障切换到备元数据节点后,备元数据节点无需从本地加载元数据即可快速接替主元数据节点对外提供服务。测试结果表明,备元数据节点本地和内存中的元数据均与主元数据节点保持一致,且故障恢复时间小于1s。

主从多机通信系统可靠性建模研究

提出3种工程措施以提高主从多机通信系统的可靠性。采用马尔可夫链的状态转移机模型并应用蒙特卡洛法进行仿真,模拟N套同型系统连续运行10年的各种状况。评价各项措施的使用对提高系统可靠性所起的效果,选出最佳组合方案。

关于动车通信网络高可用性无缝冗余研究仿真

动车启动运行期间,其通信网络应该具备高速度、高吞吐、且可靠的数据传输性能,为了改善现有通信网络存在的数据传输缺陷,提出了关于动车通信网络的高可用无缝冗余传输协议。考虑到数据报文传输的高可用性,采取主从热备机制的冗余设计,同时采用双层通信拓扑ETB和ECN对传输报文进行处理。考虑到所有传输数据间存在的优先级问题,以及实时性要求与重要程度,设计了优先级调度策略,根据数据的优先级区别处理,优先级高的数据采用并行快发送,优先级低的数据采用串行慢发送,由此把带宽与时间让给重要数据。另外,协议在传输报文的尾部加入了冗余参数,利用其包含的网络标志决定其路由拓扑,从而达到冗余设计的目的;采用冗余参数包含的序列码判定报文的有效性,并确定抛弃窗口,从而达到网络的高可用。通过实验分析,验证了提出的高可用无缝冗余协议能够快速实现大量异构数据的网络实时传输,并且高可用与冗余设计显著提高了动车通信网络的可靠性。

PAE甚高频系统集中监控功能实现与维护方法

本文提出PAE甚高频系统集中监控和多层监控功能的实现方法,并针对PAE甚高频系统自动检测、自动主备切换、远程监控单元重启需求提出解决方法,提高甚高频系统维护效率。