電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲研究

　　由擴展環(huán)型網(wǎng)絡組成的監(jiān)控系統(tǒng)，各網(wǎng)絡節(jié)點通過環(huán)型鏈路交換數(shù)據(jù)，利用兩條環(huán)鏈構成冗余，除現(xiàn)地單元、操作員站外的其他應用計算機屬于另一個TCP/IP網(wǎng)，主站與應用程序這些功能計算機通過協(xié)議轉(zhuǎn)換連接到兩個網(wǎng)絡中．網(wǎng)絡工作原理如下：
　　此種網(wǎng)絡拓撲結(jié)構較適合于無主結(jié)構，若應用為有主結(jié)構，TCP/IP網(wǎng)段的信息交換將由于主站性能限制而受到遲滯，對應用快速性不利．
　　在無主結(jié)構模式下，現(xiàn)地控制單元實時采集各種信號并針對故障信號采取相應處理，主站作為數(shù)據(jù)服務器，記錄各現(xiàn)地控制單元節(jié)點數(shù)據(jù)，操作員站在環(huán)網(wǎng)上直接與現(xiàn)地控制單元通訊，傳送數(shù)據(jù)與命令．在環(huán)網(wǎng)之外的TCP/IP網(wǎng)絡通過與主站、應用程序工作站通訊，取得各種信息并可發(fā)送命令．
　　擴展環(huán)型網(wǎng)絡的優(yōu)點是在結(jié)構上，分層應用明顯，各節(jié)點功能清楚，系統(tǒng)安全性能高，兩個不同協(xié)議網(wǎng)段間的故障互相沒有影響，網(wǎng)絡穩(wěn)定性好．缺點結(jié)構相對復雜，網(wǎng)絡投入較大，開發(fā)應用程序時，需考慮到兩個網(wǎng)段的不同協(xié)議．目前國內(nèi)某在建大型水電站的計算機監(jiān)控系統(tǒng)采用的就是這種結(jié)構．

四、軟件冗余設計
　　硬件冗余只是在結(jié)構構成上實現(xiàn)了故障切換，而建立在硬件基礎上的操作系統(tǒng)及應用程序系統(tǒng)也需要實現(xiàn)冗余，這樣才能在硬件故障時有效偵測到，并終止冗余中故障一方的監(jiān)視控制功能，防止異常事件發(fā)生，所以監(jiān)控系統(tǒng)中的雙機冗余如主站與現(xiàn)地單元均需要在內(nèi)部的運行軟件上加以實現(xiàn)軟件冗余．
　　軟件冗余較多利用Socket通訊和“進程間通訊”（InterProcess Communication IPC）結(jié)合的設計概念[1],即冗余的兩計算機運行的同樣的操作系統(tǒng)及應用程序，互相利用運行中的程序即進程的數(shù)據(jù)通訊，并判斷對方的工作狀態(tài)，并作出相應的應用處理．本文給出常見的軟件設計框圖及部分判斷執(zhí)行代碼。

　　軟件冗余除了在應用程序上的實現(xiàn)外，還有基于特定操作系統(tǒng)平臺的應用程序，這些操作系統(tǒng)內(nèi)含服務冗余設計，就無須應用程序上的軟件冗余設計，如Windows2000 Advanced Server內(nèi)部就集成了故障轉(zhuǎn)移功能：即如果群集中的某個節(jié)點失敗，其他節(jié)點可以繼續(xù)提供服務，從失敗處繼續(xù)進行，且對于客戶端來說，關鍵的應用程序和資源仍然可用。

五　結(jié)語
　　結(jié)合本文上面的分析，電站監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡拓撲有著與與普通計算機網(wǎng)絡的很大結(jié)構不同，同時網(wǎng)絡應用程序也有較大區(qū)別，本文根據(jù)電站監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡的應用需求特殊性，從較多網(wǎng)絡構成拓撲中選出較具代表性的網(wǎng)絡結(jié)構，提出網(wǎng)絡的組成特征及針對性較高的軟件冗余步驟設計，以滿足實際需要。