面向冗余系统的主备机数据同步方法、装置、设备和介质与流程

1.本发明涉及工业自动化控制技术领域，特别涉及一种面向冗余系统的主备机数据同步方法、装置、设备和介质。


背景技术：

2.由于工业控制系统对设备需要长时间不间断的控制，所以用户对控制系统有着连续工作性和实时性的要求，为了保证工业控制系统的安全性与可靠性，采用冗余系统是一种有效的解决方法，冗余系统在工作中一般采用主控机-后备机的切换方式，如果主控机发生故障，可以自动接替后备机，使系统仍能按照原先状态继续正常运作，为了达到主备机无缝衔接的目的，需要主备机之间进行实时数据的同步措施。
3.数据同步技术主要指冗余状态下，主备机之间的数据同步，主要处理冗余控制站之间数据同步相关的操作，包括同步前准备、同步、同步后处理等一系列操作，仅在冗余系统中有效，若为单机状态下，则不执行相关的同步功能。
4.鉴于此，本发明提出了一种面向冗余系统的主备机数据同步方法，提高工业控制系统的稳定性和可靠性，用以保障系统面临主控机故障情况下，后备机能迅速接替使系统自动恢复，并且控制器中的数据保持完整性，数据安全得到保证。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题，在于提供一种面向冗余系统的主备机数据同步方法，提高工业控制系统的稳定性和可靠性，用以保障系统面临主控机故障情况下，后备机能迅速接替使系统自动恢复，并且控制器中的数据保持完整性，数据安全得到保证。
6.第一方面，本发明提供了一种面向冗余系统的主备机数据同步方法，在冗余状态下，当主控机与后备机之间进行常态同步或触发同步时，先判断数据同步类型，根据且数据同步类型获取相应的优先级；结合数据同步类型和相应的优先级，动态地制定具体的同步规则，根据同步规则进入数据同步过程；在所述数据同步过程中，还进行数据跟踪并根据数据同步类型采用相应的保障方式保障数据同步的正确性。
7.第二方面，本发明提供了一种面向冗余系统的主备机数据同步装置，包括：
8.判断模块，用于在冗余状态下，当主控机与后备机之间进行常态同步或触发同步时，先判断数据同步类型；
9.优先级模块，用于根据且数据同步类型获取相应的优先级；
10.同步规则模块，用于结合数据同步类型和相应的优先级，动态地制定具体的同步规则；
11.同步模块，用于根据同步规则进入数据同步过程；
12.跟踪保障模块，用于在所述数据同步过程中，还进行数据跟踪并根据数据同步类型采用相应的保障方式保障数据同步的正确性。。
13.第三方面，本发明提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并
可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现第一方面所述的方法。
14.第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面所述的方法。
15.本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本发明先根据数据实际情况将数据同步进行类型划分，在实现主备机数据同步需求的前提下，利用优先级与同步规则，使得性能资源得到合理得利用分配，提升冗余系统运作效率。在进行同步时还进行数据跟踪并根据数据同步类型采用相应的保障方式保障数据同步的正确性，不同的保障方式下数据也有差异并予以区分，确保了数据同步的正确性，提高了数据信息的安全。
16.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
17.下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
18.图1为本发明实施例一中方法中的流程图；
19.图2为本发明实施例数据同步发送阶段流程图；
20.图3为本发明实施例数据同步接收阶段流程图；
21.图4为本发明实施例二中装置的结构示意图；
22.图5为本发明实施例三中电子设备的结构示意图；
23.图6为本发明实施例四中介质的结构示意图。
具体实施方式
24.本技术实施例通过提供一种面向冗余系统的主备机数据同步方法，提高工业控制系统的稳定性和可靠性，用以保障系统面临主控机故障情况下，后备机能迅速接替使系统自动恢复，并且控制器中的数据保持完整性，数据安全得到保证。
25.本技术实施例中的技术方案，总体思路如下：本发明先根据数据实际情况将数据同步进行类型划分，在实现主备机数据同步需求的前提下，利用优先级与同步规则，使得性能资源得到合理得利用分配，提升冗余系统运作效率。在进行同步时还进行数据跟踪并根据数据同步类型采用相应的保障方式保障数据同步的正确性，不同的保障方式下数据也有差异并予以区分，确保了数据同步的正确性，提高了数据信息的安全。
26.实施例一
27.如图1所示，本实施例提供一种面向冗余系统的主备机数据同步方法，特点是:
28.在冗余状态下，当主控机与后备机之间进行常态同步或触发同步时，先判断数据同步类型，根据且数据同步类型获取相应的优先级；
29.结合数据同步类型和相应的优先级，动态地制定具体的同步规则，根据同步规则进入数据同步过程；
30.在所述数据同步过程中，还进行数据跟踪并根据数据同步类型采用相应的保障方式保障数据同步的正确性。
31.其中，作为本实施例的一种更优或更为具体的实现方式：
32.所述数据同步类型包括初始化同步、系统结构同步、逻辑同步、常态输入同步和常态过程同步；所述初始化同步、系统结构同步、逻辑同步为触发同步，所述常态输入同步和常态过程同步为常态同步；
33.各种所述数据同步类型的优先级高低关系为：初始化同步》系统结构同步和逻辑同步》常态输入同步、常态过程同步，其中，系统结构同步与逻辑同步的优先级虽相同，但系统结构同步的执行顺序先于逻辑同步，同理，常态输入同步与常态过程同步的优先级虽相同，但常态输入同步的执行顺序先于常态过程同步；
34.所述同步规则包括：接收到优先级更高的同步命令时，则放弃当前正在执行的同步；当优先级相同的同步命令同时到来时，则按顺序执行的先后进行同步。
35.各种数据同步类型采用相应的保障方式具有4种，分别为下述的(1)～(4)：
36.(1)控制系统正常运行时，包括输入同步和过程同步两种：
37.所述输入同步包括ldyz同步，layz同步和控制站状态字的同步，ldyz同步和layz同步用于同步dt105[25000
…
26999]数组和dt106[25000
…
26999]数组，控制站状态字同步用于同步dt501[14]
…
dt501[18]数组；如下表所示：
[0038][0039]
所述过程同步只同步会影响程序运行的数据，包括p90双机冗余同步数据的同步，即dt318[1..450001]和dt319[1..48003]数组；如下表所示：
[0040][0041]
(2)后备机上电时，备机同步控制站的大部分数据，包括p90数组、全局变量、硬件组态数据结构、人机界面通讯数据结构，以及同步dt301[0]、dt301[1]数组；如下表所示：
[0042]
序号名称1p90数组2全局变量3硬件组态数据结构4人机界面通讯数据结构5dt301[0]、dt301[1]
[0043]
(3)主机系统结构进行修改后，备机同步硬件组态数据结构，即dt302数组；
[0044]
(4)主机iaplogic逻辑离线或在线修改完成后，备机同步p90数组及dt301[0]、dt301[1]数组。
[0045]
以上的(1)属于常态同步，(2)、(3)、(4)属于触发同步。上述数组均是在内存区划分的独立存储空间，用于存储不同类型的数据。
[0046]
如图2所示，所述数据同步过程包括数据同步发送阶段、数据同步阶段、数据同步接收阶段，所述数据同步发送阶段具体包括下述步骤：
[0047]
s11、辨别设备是否为主机，若设备是主机，则进行下一步；若设备不是主机则结束数据同步进程；
[0048]
s12、当设备为主机时，则效验是否有数据同步初始化同步命令，若有，则将初始化同步标志位置为1；若无，则初始化标志位不变，依旧为零；
[0049]
s13、判断主机是否经过系统结构修改，若是，则系统同步标志位置为1；若否，则系统同步标志位置不变，依旧为零；
[0050]
s14、判断主机iaplogic逻辑是否为在线或离线传送后，若是，则统计冗余交换量，并且逻辑触发同步标志值设为1；若否，则进行下一步；
[0051]
s15、判断常态输入同步是否到周期，若是，则进行步骤s6，判断常态输入同步是否结束；若否，则进行步骤s7，判断常态过程同步是否到周期；
[0052]
s16、当常态输入同步到达周期时，则校验常态输入同步是否结束，若是，则常态输入同步标志位置为1；若否，则常态输入同步标志位不变，依旧为零；
[0053]
s17、当常态输入同步未到达周期时，则判断常态过程同步是否到周期，若到达，则进行下一步，若未到达，则结束数据同步进程；
[0054]
s18、当常态过程同步到达周期时，需辨别主机是否压缩结束，若已结束，则常态过程同步标志置为1，并进行数据压缩；若主机压缩未结束，则结束数据同步进程；
[0055]
s19、当数据压缩完成后，判断备机是否运行，若备机运行，则进行数据同步，同步完成后，同步标志位清零，数据同步进程结束；若备机未运行，则同步标志位清零，数据同步进程结束；
[0056]
如图3所示，所述数据同步阶段具体是：
[0057]
根据同步标志位执行，只要同步标志位为1，则执行相应类型的数据同步，常态同步的时间为1秒执行一次；
[0058]
所述数据同步接收阶段具体包括下述步骤：
[0059]
s21、辨别设备是否为主机，若设备不是主机，则进行下一步；若设备是主机则结束数据同步进程；
[0060]
s22、当设备不是主机，则校验是否为初始化同步或逻辑同步后，若是则统计冗余交换量并接收同步数据；若否则直接接收同步数据；
[0061]
s23、接收同步数据后，需判断是否为常态过程同步，若是常态过程同步，则进行下一步；若否，则结束数据同步进程；
[0062]
s24、当为常态过程同步时，则需校验数据是否一致，若数据一致则进行数据解压缩，解压缩后，结束数据同步进程；若不一致则直接结束数据同步进程。
[0063]
基于同一发明构思，本技术还提供了与实施例一中的方法对应的装置，详见实施例二。
[0064]
实施例二
[0065]
如图3所示，在本实施例中提供了一种面向冗余系统的主备机数据同步装置，包
括：
[0066]
判断模块，用于在冗余状态下，当主控机与后备机之间进行常态同步或触发同步时，先判断数据同步类型，根据且数据同步类型获取相应的优先级；
[0067]
同步规则模块，用于结合数据同步类型和相应的优先级，动态地制定具体的同步规则；
[0068]
同步模块，用于根据同步规则进入数据同步过程；
[0069]
跟踪保障模块，用于在所述数据同步过程中，还进行数据跟踪并根据数据同步类型采用相应的保障方式保障数据同步的正确性。
[0070]
其中，作为本实施例的一种更优或更为具体的实现方式：
[0071]
所述数据同步类型包括初始化同步、系统结构同步、逻辑同步、常态输入同步和常态过程同步；所述初始化同步、系统结构同步、逻辑同步为触发同步，所述常态输入同步和常态过程同步为常态同步；
[0072]
各种所述数据同步类型的优先级高低关系为：初始化同步》系统结构同步和逻辑同步》常态输入同步、常态过程同步，其中，系统结构同步与逻辑同步的优先级虽相同，但系统结构同步的执行顺序先于逻辑同步，同理，常态输入同步与常态过程同步的优先级虽相同，但常态输入同步的执行顺序先于常态过程同步；
[0073]
所述同步规则包括：接收到优先级更高的同步命令时，则放弃当前正在执行的同步；当优先级相同的同步命令同时到来时，则按顺序执行的先后进行同步。
[0074]
各种数据同步类型采用相应的保障方式具有4种，分别为下述的(1)～(4)：
[0075]
(1)控制系统正常运行时，包括输入同步和过程同步两种：
[0076]
所述输入同步包括ldyz同步，layz同步和控制站状态字的同步，ldyz同步和layz同步用于同步dt105[25000
…
26999]数组和dt106[25000
…
26999]数组，控制站状态字同步用于同步dt501[14]
…
dt501[18]数组；如下表所示：
[0077][0078]
所述过程同步只同步会影响程序运行的数据，包括p90双机冗余同步数据的同步，即dt318[1..450001]和dt319[1..48003]数组；如下表所示：
[0079][0080]
(2)后备机上电时，备机同步控制站的大部分数据，包括p90数组、全局变量、硬件组态数据结构、人机界面通讯数据结构，以及同步dt301[0]、dt301[1]数组；如下表所示：
[0081]
序号名称
1p90数组2全局变量3硬件组态数据结构4人机界面通讯数据结构5dt301[0]、dt301[1]
[0082]
(3)主机系统结构进行修改后，备机同步硬件组态数据结构，即dt302数组；
[0083]
(4)主机iaplogic逻辑离线或在线修改完成后，备机同步p90数组及dt301[0]、dt301[1]数组。
[0084]
以上的(1)属于常态同步，(2)、(3)、(4)属于触发同步。
[0085]
如图2所示，所述同步模块进行的数据同步过程包括数据同步发送阶段、数据同步阶段、数据同步接收阶段，所述数据同步发送阶段具体包括下述步骤：
[0086]
s11、辨别设备是否为主机，若设备是主机，则进行下一步；若设备不是主机则结束数据同步进程；
[0087]
s12、当设备为主机时，则效验是否有数据同步初始化同步命令，若有，则将初始化同步标志位置为1；若无，则初始化标志位不变，依旧为零；
[0088]
s13、判断主机是否经过系统结构修改，若是，则系统同步标志位置为1；若否，则系统同步标志位置不变，依旧为零；
[0089]
s14、判断主机iaplogic逻辑是否为在线或离线传送后，若是，则统计冗余交换量，并且逻辑触发同步标志值设为1；若否，则进行下一步；
[0090]
s15、判断常态输入同步是否到周期，若是，则进行步骤s6，判断常态输入同步是否结束；若否，则进行步骤s7，判断常态过程同步是否到周期；
[0091]
s16、当常态输入同步到达周期时，则校验常态输入同步是否结束，若是，则常态输入同步标志位置为1；若否，则常态输入同步标志位不变，依旧为零；
[0092]
s17、当常态输入同步未到达周期时，则判断常态过程同步是否到周期，若到达，则进行下一步，若未到达，则结束数据同步进程；
[0093]
s18、当常态过程同步到达周期时，需辨别主机是否压缩结束，若已结束，则常态过程同步标志置为1，并进行数据压缩；若主机压缩未结束，则结束数据同步进程；
[0094]
s19、当数据压缩完成后，判断备机是否运行，若备机运行，则进行数据同步，同步完成后，同步标志位清零，数据同步进程结束；若备机未运行，则同步标志位清零，数据同步进程结束；
[0095]
如图3所示，所述数据同步阶段具体是：
[0096]
根据同步标志位执行，只要同步标志位为1，则执行相应类型的数据同步，常态同步的时间为1秒执行一次；
[0097]
所述数据同步接收阶段具体包括下述步骤：
[0098]
s21、辨别设备是否为主机，若设备不是主机，则进行下一步；若设备是主机则结束数据同步进程；
[0099]
s22、当设备不是主机，则校验是否为初始化同步或逻辑同步后，若是则统计冗余交换量并接收同步数据；若否则直接接收同步数据；
[0100]
s23、接收同步数据后，需判断是否为常态过程同步，若是常态过程同步，则进行下
一步；若否，则结束数据同步进程；
[0101]
s24、当为常态过程同步时，则需校验数据是否一致，若数据一致则进行数据解压缩，解压缩后，结束数据同步进程；若不一致则直接结束数据同步进程。
[0102]
由于本发明实施例二所介绍的装置，为实施本发明实施例一的方法所采用的装置，故而基于本发明实施例一所介绍的方法，本领域所属人员能够了解该装置的具体结构及变形，故而在此不再赘述。凡是本发明实施例一的方法所采用的装置都属于本发明所欲保护的范围。
[0103]
基于同一发明构思，本技术提供了实施例一对应的电子设备实施例，详见实施例三。
[0104]
实施例三
[0105]
本实施例提供了一种电子设备，如图5所示，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，可以实现实施例一中任一实施方式。
[0106]
由于本实施例所介绍的电子设备为实施本技术实施例一中方法所采用的设备，故而基于本技术实施例一中所介绍的方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的电子设备的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该电子设备如何实现本技术实施例中的方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本技术实施例中的方法所采用的设备，都属于本技术所欲保护的范围。
[0107]
基于同一发明构思，本技术提供了实施例一对应的存储介质，详见实施例四。
[0108]
实施例四
[0109]
本实施例提供一种计算机可读存储介质，如图6所示，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可以实现实施例一中任一实施方式。
[0110]
本技术实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本发明先根据数据实际情况将数据同步进行类型划分，在实现主备机数据同步需求的前提下，利用优先级与同步规则，使得性能资源得到合理得利用分配，提升冗余系统运作效率。在进行同步时还进行数据跟踪并根据数据同步类型采用相应的保障方式保障数据同步的正确性，不同的保障方式下数据也有差异并予以区分，确保了数据同步的正确性，提高了数据信息的安全。
[0111]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置或系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0112]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0113]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特
定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0114]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0115]
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。