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朱耀春 陸會(huì )明
隨著(zhù)計算機、微電子技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)控制領(lǐng)域也發(fā)生著(zhù)深刻的變化，智能儀表被大量應用到工業(yè)現場(chǎng)，它們提供了以前無(wú)法得到的大量信息。這些智能儀表與上層監控計算機的通信除了采用現場(chǎng)總線(xiàn)方式外，較簡(jiǎn)單的還使用RS485總線(xiàn)方式，目前很多智能模塊就是采用RS485總線(xiàn)方式的，如研華公司的亞當系列智能模塊，富士電機公司的變頻器系列等等。當這些智能模塊與上層監控計算機組成監控系統時(shí)，如果只采用一臺監控計算機與下層通信，一旦計算機硬件出現故障，將直接影響整個(gè)系統的應用。為了提高系統的可靠性，最好采用雙機形式或多機形式來(lái)實(shí)現對下層系統的監控。
1 RS485總線(xiàn)在雙機通信中的問(wèn)題
RS485接口可連接成半雙工和全雙工兩種通信方式，半雙工是兩線(xiàn)制，全雙工是四線(xiàn)制，目前工業(yè)控制領(lǐng)域大部分RS485通信網(wǎng)絡(luò )都采用的是半雙工方式。但是由于RS485總線(xiàn)的特點(diǎn)，當采用半雙工通信方式時(shí)同一時(shí)刻只能有一個(gè)節點(diǎn)（指掛接的負載或計算機）為主設備，即可占用總線(xiàn)發(fā)送數據，當采用雙機或多機方式監控時(shí)，多臺計算機同時(shí)對下層智能模塊發(fā)送數據時(shí)必然要形成數據對撞導致數據不可用，從而使系統癱瘓。如何解決此問(wèn)題是控制領(lǐng)域的一大難題。
2 目前的解決方式
目前的解決方式可列舉如下：
(1) 實(shí)行雙機熱備
雙機熱備就是在一個(gè)監控系統中有兩臺計算機同時(shí)工作，一臺為主機，一臺為輔機。通常情況下由主機通過(guò)RS485總線(xiàn)與下層設備進(jìn)行通信，從機通過(guò)網(wǎng)絡(luò )（TCP/IP）實(shí)時(shí)監視主機狀態(tài)，并從主機的網(wǎng)絡(luò )數據庫獲取所需的數據，一旦發(fā)現主機停止響應，便接管控制。
當主機正常工作時(shí)，從機不啟動(dòng)自身的I/O驅動(dòng)程序進(jìn)行數據采集，當從機接管控制，才啟動(dòng)I/O驅動(dòng)程序采集。當故障的主機重新啟動(dòng)后，發(fā)現從機已經(jīng)轉為主機，首先詢(xún)問(wèn)從機是否因主機故障而轉為主機，如果是，主機將與從機信息同步，同步完成后，從機停止控制工作，將控制權還給主機。
從理論上講這種方法是一種非?？尚械姆椒?，兩臺計算機只有一臺啟動(dòng)I/O驅動(dòng)程序，也就是同一時(shí)刻只有一臺計算機訪(fǎng)問(wèn)RS485總線(xiàn)，不會(huì )發(fā)生數據碰撞。但是這種方式有以下問(wèn)題：
① 兩臺計算機必須通過(guò)網(wǎng)絡(luò )相互通信，一旦網(wǎng)絡(luò )通信發(fā)生中斷則兩臺計算機必然都將成為主機，從而都將啟動(dòng)I/O驅動(dòng)程序，會(huì )同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)RS485總線(xiàn)，使系統癱瘓。
② 一般來(lái)講系統啟動(dòng)I/O驅動(dòng)程序需要一定時(shí)間，在主機故障從機接管控制的過(guò)程中，從機需要啟動(dòng)I/O驅動(dòng)，這樣在這段時(shí)間里整個(gè)監控系統處于無(wú)人監管的狀態(tài)下。
③ 主機故障排除后要重新接管控制，而此時(shí)從機的I/O驅動(dòng)已經(jīng)啟動(dòng)，如何再退出I/O驅動(dòng)也是比較困難的。
④ 當主機的串口卡出現異常時(shí)，從機不能判斷主機的串口卡是否工作正常，也就失去了雙機的優(yōu)勢所在。
實(shí)際上目前許多組態(tài)軟件實(shí)現雙機熱備時(shí)，主機和從機的I/O
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