基于雙機冗余的顯控系統架構設計

中國電子科技集團第三十八所 馮 源

1.雙機冗余的顯控系統組成

為提高可靠性，系統設計的顯控分系統有A、B兩套子系統，它們的功能、硬件平臺及結構完全相同，且互為冗余，每套系統包括顯控計算機、網絡交換機以及分布在各分系統中的遠端監控單元。采用工業控制計算機對系統的工作狀態進行監視和控制，自動化程度高，BITE功能完善。并且具備遠程操控端。

圖1 顯控系統組成框圖

2.顯控系統軟件設計

2.1 概述

顯控系統軟件可接收各分系統軟件心跳報文、遠端的指控系統控制報文等，根據報文內容進行任務解析，分發控制命令，如工作狀態、工作模式等。

具有用戶登錄及管理功能；具有席位和權限管理功能；可自動/人工執行雙機切換操作；具備優化與參數管理功能，對可變參數等進行優化設置和調整。

顯控系統軟件還要負責整機信息的監視和控制，負責監控狀態信息并進行故障定位；負責接收下位監控發送的設備狀態信息，并進行顯示。接收并顯示下位監控發送的環控設備狀態信息。接收全機工作狀態，進行工作模式切換，控制開關機。

顯控系統軟件的主界面應該具備以下三要素：能實時反映當前系統工作狀態；顯示系統頂層BITE信息；快速查看各分系統詳細情況。

圖2所示是顯控系統軟件應該具備的功能組成。

2.2 用戶登錄及管理

顯控軟件在工作站開機時，自動運行，在系統啟動后，彈出用戶登陸對話框，在用戶名中選擇用戶自身擁有權限的用戶名，并輸入相應密碼，進入顯控顯示主界面。由于顯控軟件涉及到系統性能操作，特別是某些操作影響到整機性能，因此，根據不同權限，本軟件設置了三級操作權限：優化管理員、管理員、操縱員。

顯控軟件還需具備包括設置用戶密碼、增加用戶、刪除用戶等功能。并將用戶的登陸情況記錄在數據庫中。

圖2 顯控系統軟件組成框圖

2.3 席位和權限管理

任意工作站上運行的顯控軟件具有向擁有主控權工作站發出主控權擁有請求，擁有主控權工作站界面上彈出對方請求對話框，可點擊“是”或“否”，決定是否放棄主控權，給予對方主控權；當某臺工作站的顯控軟件擁有主控權時，其他運行的顯控軟件將失去對系統的任何控制權。此時，無控制權的工作站可向有控制權工作站發送主控權請求，擁有主控權的工作站同意后，自身失去控制權，而申請者將代替其擁有對系統的主控權，此項權限只有管理員以上級別操作者擁有申請權限。

管理員及以上權限操作者在擁有主控權工作站上，可任意指定某臺工作站擁有主控權，其他工作站將失去主控權。

具備優化管理員權限操作者可以對系統參數進行優化設置。

2.4 雙機切換操作

在高可靠應用中，為了完成系統“無縫”切換，一般采用雙機熱備份的工作模式，即A、B兩套系統同時運行，一套為主，一套為輔。當系統處于“通道自動”時，所有雙機熱備份工作分系統在某套有故障時，自動切換到另一套；當處于“通道人工”時，所有通道無論處于何種狀態均應切換到人工指定通道，除非對應通道處于故障狀態中。

2.5 優化與參數管理

顯控軟件通過用戶權限設定對系統參數進行分類管理，參數一般分為四個大類，即工作參數、技術參數、測量參數和狀態參數。

其中，工作參數是一類可以在現場，根據系統的環境和具體結構，進行查看、修改的參數，也就是系統的使用者可以隨時修改的參數。而技術參數是在工廠就定義和配置好的參數，系統的使用者不能修改，只能由專業技術人員進行修改，是使用者可以查看的參數，技術參數通常是那些決定系統基本性能的參數。測量參數是系統有關技術參數的測量結果（如，系統發射功率、噪聲電平等）。狀態參數用于顯示系統當前的狀態。測量參數和狀態參數也是只能查看不能更改的參數。

顯控軟件可進行參數文件的瀏覽、更改、備份、加載和保存，能夠完成對系統目標檢測結果的觀察、測試、統計、分析等工作，能夠完成系統初始設置和參數優化工作。

顯控軟件依據參數在系統中的作用，可將數量龐大的參數按不同類別分成若干個參數頁。每個參數頁包含數量不等的參數。用戶通過參數頁選擇窗選擇所需顯示的參數頁。

2.6 狀態及BITE管理

顯控軟件完成系統及附屬設備的工作狀態監控、工作參數測量和故障診斷功能，動態顯示系統的故障信息。用紅色圖形表示分系統或單元故障，綠色表示正常在線工作，灰色表示狀態位置，黃色表示有告警信息。這些狀態及BITE信息均應該在顯控軟件的主界面上直觀反映。

另外，顯控軟件實時將各分系統及模塊的操作情況、狀態變化、故障發生時間、故障恢復時間等信息記入數據庫。同時顯示軟件的版本號等輔助信息。

3.結束語

本文論述高可靠雙機冗余的顯控系統架構設計方法，對顯控系統的組成進行了介紹，對顯控軟件的需求進行了分析，并對用戶登錄及管理、席位和權限、優化與參數管理、雙機切換操作、狀態及BITE管理等進行了解析。

為實現顯控軟件的跨平臺應用，采用QT5.7社區版開發，數據庫采用MySQL5.7.18社區版。