眾所周知，在工業(yè)應(yīng)用中，產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性是衡量其品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)。一般用戶對(duì)一個(gè)工業(yè)產(chǎn)品的要求是：它的性能可以不是強(qiáng)的，但是它的穩(wěn)定性和可靠性一定要是的。所以為了盡可能提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性，“冗余”的思想在工業(yè)控制中得到了廣泛的應(yīng)用。

　　1  簡(jiǎn)單工業(yè)網(wǎng)絡(luò)冗余

　　我們以一個(gè)已經(jīng)在實(shí)際中應(yīng)用的組網(wǎng)方式為例。組網(wǎng)方式如圖 1所示。

圖 1  CAN-100同多個(gè)目標(biāo)主機(jī)通訊

　　這是一個(gè)分布式CAN網(wǎng)絡(luò)采集和控制系統(tǒng)，CANET-100將CAN網(wǎng)絡(luò)中CAN設(shè)備同遠(yuǎn)端的控制主機(jī)連接起來，使得以太網(wǎng)上的主機(jī)能靈活的監(jiān)視和控制各個(gè)CAN設(shè)備。為了能提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，這里使用了三臺(tái)主機(jī)作為服務(wù)器，其中一臺(tái)為工作服務(wù)器，另外兩臺(tái)為冗余服務(wù)器。

　　正常情況下，只是當(dāng)前工作的服務(wù)器負(fù)責(zé)對(duì)各個(gè)CAN設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，其它兩臺(tái)冗余服務(wù)器和CAN設(shè)備之間沒有通訊。

　　一旦當(dāng)前工作的服務(wù)器出現(xiàn)故障不能正常工作時(shí)，兩臺(tái)冗余服務(wù)器中的一臺(tái)就由冗余狀態(tài)變成工作狀態(tài)，接替出現(xiàn)故障的服務(wù)器對(duì)CAN設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。同樣如果當(dāng)前服務(wù)器又出現(xiàn)故障不能正常工作，剩下的冗余服務(wù)器就變成工作服務(wù)器，繼續(xù)對(duì)各個(gè)CAN設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。

　　2   安全隱患

　　這種應(yīng)用方案在一般的情況下的確可以很大提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，但是在一些異常情況下，這樣的冗余不起作用了，在產(chǎn)品的應(yīng)用中，我們發(fā)現(xiàn)了以下的問題。

　　因?yàn)槟承┩ㄓ嵽D(zhuǎn)換設(shè)備（如CANET-100）同時(shí)只能同一臺(tái)監(jiān)控主機(jī)通訊，當(dāng)冗余服務(wù)器變成工作服務(wù)器時(shí)，為了不影響監(jiān)控，工作服務(wù)器必須改寫通訊轉(zhuǎn)換設(shè)備的目標(biāo)IP，而所有的目標(biāo)IP等工作參數(shù)都是存放在片外的E2PROM里。

　　一般E2PROM芯片大概只能進(jìn)行一百萬(wàn)次的寫入。一百萬(wàn)次看起來好像足夠大，但是在服務(wù)器的工作出現(xiàn)異常時(shí)（例如：判斷工作服務(wù)器是否正常工作時(shí)出現(xiàn)混亂），可能就會(huì)出現(xiàn)反復(fù)讀寫E2PROM的情況，一百萬(wàn)次的讀寫對(duì)于服務(wù)器來說太輕松了，隨之E2PROM芯片就會(huì)出現(xiàn)損壞，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)不能正常工作，雖然在網(wǎng)絡(luò)上做了冗余，但是問題出在轉(zhuǎn)換設(shè)備上，再多的冗余主機(jī)也無濟(jì)于事。

　　3   解決方案

　　為了解決這個(gè)問題，我們可以用支持多目標(biāo)的模塊替代原有產(chǎn)品，將原先單獨(dú)向一臺(tái)主機(jī)返回?cái)?shù)據(jù)改成同時(shí)向多臺(tái)主機(jī)通訊，因?yàn)橘Y源的有限，使用UDP模式替代TCP模式也是可以接受的。

　　在實(shí)際應(yīng)用中，我們使用CANET-100T代替CANET-100進(jìn)行組網(wǎng)，（CANET-100T/200T的每個(gè)CAN口在UDP的方式下，多可同時(shí)同3×254臺(tái)目標(biāo)主機(jī)通訊，TCP方式下多可同時(shí)同2臺(tái)目標(biāo)主機(jī)通訊）。網(wǎng)絡(luò)連接方式和布線都不用改變，對(duì)于CAN設(shè)備也不需要有任何的改動(dòng)，僅僅需要稍稍改動(dòng)服務(wù)器的監(jiān)控程序，連接方式如圖 2所示。

圖 2  CAN-100T同時(shí)同多個(gè)目標(biāo)主機(jī)通訊

　　這樣，在組建冗余網(wǎng)絡(luò)上，不但解決了偶然條件下的E2PROM讀寫次數(shù)問題，更加保證了冗余的實(shí)時(shí)性。

　　4   總結(jié)

　　由上面的介紹可知，在組建冗余網(wǎng)絡(luò)時(shí)，不光要從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞矫婵紤]主從監(jiān)控站的冗余配置，更應(yīng)當(dāng)考慮到設(shè)備故障引起的種種問題，本文所提出的問題已經(jīng)在工程應(yīng)用中出現(xiàn)，并且較為隱蔽，值得大家引起重視，如果已使用冗余主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)當(dāng)考慮切換次數(shù)有限的情況下，系統(tǒng)的穩(wěn)定性，避免系統(tǒng)隱患，而新設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)，則應(yīng)當(dāng)將此因素考慮在內(nèi)。