长输管道SCADA系统优化升级中引发服务器冗余故障研究

苏豪育

摘 要：在对某长输管线SCADA系统进行优化升级工作时，引发了服务器冗余故障，为了解决这一问题。该文针对SCADA系统服务器，提出了重启服务器网卡后，依据802.3协议将A、B服务器设定使用相同的工作方式、速率及master attribute中的配置，同时在数据库中重新下载AB通道控制器，最终成功地解决了SCADA系统优化升级中引发的服务器冗余故障。

关键词：SCADA系统 服务器 冗余

中图分类号：TP333.4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）03（c）-0033-02

1 故障描述

按照《某长输管线SCADA系统程序优化升级》的工作计划，工作人员到某站进行程序升级，升级进行过程中发现STATION界面显示A、B服务器出现不冗余（HMI系统配置页面中，冗余服务器冗余状态指示灯显示：红色，not synchronization），B服务器为停止状态（红色，stoped），且link 0、link 1均为红色failed状态。

在进行ping测试后发现B服务器的大小网段IP均不通，立即前往机柜间查看服务器状态，发现A、B服务器状态均为primary状态。在停止B服务器server服务后，更换B服务器的交换机端处网线网口，重启B服务器后。此时两块网卡均正常的收发包。

程序升级完成后，此时进行服务器同步，服务器能够正常同步（A（primary）同步B（back up））。站上工作人员要求切换主备服务器，切换后再次出现问题。发现此次同步过程中在发送文件的过程中左上角提示“synchronization error occurred”。B服务器的link 0（active link）出现红色failed（网卡状态只有发包没有收包）状态。确认报警后再次同步，此时link 1正常（link active），同步过程中，出现与link 0类似的情况，即同步失败。

此时北京中控电话告知该站通讯已中断，将服务器A切为主时，通讯数据恢复；STATION报警中提示AB channel failed，且无论怎么使能，link A的错误率都是100%。此时有3个故障：

（1）服务器A、B无法同步。

（2）备服务器为主时，北调通讯中断。

（3）AB的一个通道（channel）中断。

2 故障排查

经过仔细观察发现，服务器同步异常总是出现于主服务器向备服务器发送文件“sending file 101-sending”至“sending file 104”的过程，且出现错误后，B服务器处于active状态的link 均会failed； failed后的网卡只有发包，无收包；此时重启服务器网卡不能恢复正常，分别重启大小网段的交换机，B服务器的网卡才能正常。此时考虑原因可能为：交换机与服务器通信模式不对导致大量数据传输时出现问题。此时交换机端口状态见图1。

服务器网卡对应的交换机端口均为AUTO模式。查看A、B服务器网卡配置发现：A服务器两个网卡设置均为AUTO，而B服务器两个网卡均为100M FULL。将B服务器的网卡设置改为与A服务器一致的设置，再次同步发现A、B服务器能通正常同步。

3 故障原因分析

（1）A、B服务器全半双工不匹配。

只有A发送快速链路脉冲，B只发送发送FAST ETHERNET IDLE流，以检测链路是否UP。B（强行设定的站点）不会告诉A自己（B服务器）的速率和工作模式。由于B不进行协商，A无法知道B的工作方式。根据802.3协议A必须与B使用相同的速率。工作在半双工方式下。不管速率如何（除了10Gig），半双工是以太网的默认方式，这就造成了全半双工不匹配的问题。避免此类问题有两种方式：两端均使用自动协商模式（AUTO），或者双方均进行强行设定（100M，FULL）。

（2）与北调备用链路通讯中断。

与北调对ping均能够正常ping通，无丢包。104协议升级前后，都不能正常通讯。查看104配置后发现Localhost IP Adress设置为：172.16.153.1。正常的服务器104配置应该为A服务器为server小网段IP，B服务器server为大网段IP。对比master attribute中的配置将B改为与A一致。与北调通讯恢复。

（3）与AB通讯问题。

AB两块网卡均能ping通，且都能够上载程序，在线程序。在线后AB程序未提示异常。AB硬件应该没有问题。考虑数据库同步时出现错误导致此问题，在数据库中重新下載AB通道控制器，再次使能AB的两路通道恢复正常。

4 结语

（1）PKS数据库同步时最好不要对数据库有别的操作（不要远程桌面）。

（2）AB 的ENBT模块的指示灯正常是OK绿色常亮，net绿色常亮，link（绿色闪烁：有数据传输；绿色常亮：数据准备完毕，但无数据传输）；但是实际发现中net灯绿色闪烁也是正常的。

（3）通道出现问题，可以尝试将数据库中的重新下载通道控制器。

（4）与北调通信，采用冷备方式（一路通讯中断，北调需手动切换另外一路。）在104配置中，A服务器填写自己小网段网卡地址；B服务器填写大网段网卡的地址。

参考文献

[1] 邓李.PLC编程基本教程[M].北京：机械工业出版社，2011.

[2] 王树青，乐嘉谦.自动化与仪表工程师手册[M].北京：化学工业出版社，201l.

[3] 石油化工仪表自动化培训教材编写组.自动控带1理论基础[M].北京：中国石化出版社，2009.

[4] James A.Rehg，Glenn J.Sartori.Programmable Logic Contrllers[M].Prentice Hall，2006.

[5] 邓李.Control Logix系统实用手册[M].北京：机械工业出版社，2011.

[6] 石油化工仪表自动化培训教材编写组.可编程序控制器[M].北京：中国石化出版社，2009.