RS485总线通信双机监控软件的设计及应用--控制网



RS485总线通信双机监控软件的设计及应用
企业：控制网 日期：2004-06-16
领域：人机界面 点击数：1870

 

朱耀春 陆会明

 

    随着计算机、微电子技术的发展，工业控制领域也发生着深刻的变化，智能仪表被大量应用到工业现场，它们提供了以前无法得到的大量信息。这些智能仪表与上层监控计算机的通信除了采用现场总线方式外，较简单的还使用RS485总线方式，目前很多智能模块就是采用RS485总线方式的，如研华公司的亚当系列智能模块，富士电机公司的变频器系列等等。当这些智能模块与上层监控计算机组成监控系统时，如果只采用一台监控计算机与下层通信，一旦计算机硬件出现故障，将直接影响整个系统的应用。为了提高系统的可靠性，最好采用双机形式或多机形式来实现对下层系统的监控。

 

1    RS485总线在双机通信中的问题

 

        RS485接口可连接成半双工和全双工两种通信方式，半双工是两线制，全双工是四线制，目前工业控制领域大部分RS485通信网络都采用的是半双工方式。但是由于RS485总线的特点，当采用半双工通信方式时同一时刻只能有一个节点（指挂接的负载或计算机）为主设备，即可占用总线发送数据，当采用双机或多机方式监控时，多台计算机同时对下层智能模块发送数据时必然要形成数据对撞导致数据不可用，从而使系统瘫痪。如何解决此问题是控制领域的一大难题。

 

2    目前的解决方式

 

    目前的解决方式可列举如下：

(1)  实行双机热备

    双机热备就是在一个监控系统中有两台计算机同时工作，一台为主机，一台为辅机。通常情况下由主机通过RS485总线与下层设备进行通信，从机通过网络（TCP/IP）实时监视主机状态，并从主机的网络数据库获取所需的数据，一旦发现主机停止响应，便接管控制。

 

    当主机正常工作时，从机不启动自身的I/O驱动程序进行数据采集，当从机接管控制，才启动I/O驱动程序采集。当故障的主机重新启动后，发现从机已经转为主机，首先询问从机是否因主机故障而转为主机，如果是，主机将与从机信息同步，同步完成后，从机停止控制工作，将控制权还给主机。

 

    从理论上讲这种方法是一种非常可行的方法，两台计算机只有一台启动I/O驱动程序，也就是同一时刻只有一台计算机访问RS485总线，不会发生数据碰撞。但是这种方式有以下问题：

    ①  两台计算机必须通过网络相互通信，一旦网络通信发生中断则两台计算机必然都将成为主机，从而都将启动I/O驱动程序，会同时访问RS485总线，使系统瘫痪。

    ②  一般来讲系统启动I/O驱动程序需要一定时间，在主机故障从机接管控制的过程中，从机需要启动I/O驱动，这样在这段时间里整个监控系统处于无人监管的状态下。

    ③  主机故障排除后要重新接管控制，而此时从机的I/O驱动已经启动，如何再退出I/O驱动也是比较困难的。

    ④  当主机的串口卡出现异常时，从机不能判断主机的串口卡是否工作正常，也就失去了双机的优势所在。

    实际上目前许多组态软件实现双机热备时，主机和从机的I/O

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