可自動恢復冗余的冗余控制系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種可自動恢復冗余的冗余控制系統，包括：第一控制器、第二控制器、監聽模塊及冗余激活模塊；第一控制器與第二控制器通過線纜電連接，電纜構成第一控制器與第二控制器的冗余通道；監聽模塊適于實時監聽冗余通道的狀態：當監聽到冗余通道發生故障時，監聽模塊將冗余通道故障信息上報監控人員；當監聽到冗余通道故障解除時，監聽模塊將冗余通道故障解除信息發送至冗余激活模塊；冗余激活模塊適于在接收到冗余通道故障解除信息之后，依據冗余通道故障前的冗余狀態自動激活冗余。本實用新型的冗余控制系統及冗余自動恢復方法可在冗余通道故障解除后第一時間迅速自動恢復，保持原來的冗余狀態，不僅快速可靠而且節省開支。
【專利說明】
可自動恢復冗余的冗余控制系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及自動化領域，特別是涉及一種可自動恢復冗余的冗余控制系統。
【背景技術】
[0002]在工業控制上，為了滿足高可靠性、長壽命要求的大、中型設備和不停機維修的控制系統實時不間斷地控制，冗余往往被視為一種提高控制系統可靠性和安全性較為有效的解決手段。目前應用在工業控制上的多數冗余控制系統中的熱備控制器是在主從控制器之間構建一個實時通道進行主從冗余同步。實時冗余通道的硬件媒介大部分采用光纖線纜，也有少部分使用普通線纜，還有少量采用的方式是板卡底座直接連接。不過板卡底座直接連接這種通信往往抗干擾性弱，穩定性不及前兩種方式，而且在硬件設計和結構方面增加了一定復雜性。采用線纜連接方式由線纜自身或人為等其他外界原因導致冗余通道通信故障已經是一個重點研究的對象。
[0003]冗余控制系統中兩個主從控制器通過同步通道發送信息來相互檢測，并且通過一個實時同步通道同步。這個實時冗余通道承載大量的數據、控制、時鐘等同步信息，如果冗余通道通信發生故障，會導致只有一個控制器正常工作(成為獨立工作的控制器)，另一控制器處于待機狀態(成為獨立備用的控制器)，控制系統冗余失敗進入單機工作模式。通過工程人員維修或者其他檢測恢復冗余通道正常通信，往往還需要手動操作或重啟待機的那個控制器，才能恢復控制系統的冗余。這種方式不僅沒能在第一時間恢復主從冗余控制，而且給現場工業控制的工程人員增添了額外的負擔，造成人力財力的浪費。本實用新型的目的就是在硬件冗余通道故障解除后，主從冗余控制系統迅速自動恢復，且保持原來的冗余狀態，不僅快速可靠而且節省開支。
【實用新型內容】
[0004]鑒于以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種可自動恢復冗余的冗余控制系統，用于解決現有技術中存在的當冗余通道恢復正常之后，需要手動操作或重啟待機的控制器才能恢復控制系統的冗余而導致的不能第一時間恢復主從冗余、造成人力財力的浪費的問題。
[0005]為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種可自動恢復冗余的冗余控制系統，所述可自動恢復冗余的冗余控制系統包括:第一控制器、第二控制器、監聽模塊及冗余激活模塊；
[0006]所述第一控制器與所述第二控制器通過線纜電連接，所述電纜構成所述第一控制器與所述第二控制器的冗余通道；
[0007]所述監聽模塊適于實時監聽所述冗余通道的狀態:當監聽到所述冗余通道發生故障時，所述監聽模塊將所述冗余通道故障信息上報至監控人員；當監聽到所述冗余通道故障解除時，所述監聽模塊將所述冗余通道故障解除信息發送至所述冗余激活模塊；
[0008]所述冗余激活模塊適于在接收到冗余通道故障解除信息之后，依據冗余通道故障前所述冗余控制系統的冗余狀態自動激活冗余。
[0009]作為本實用新型的可自動恢復冗余的冗余控制系統的一種優選方案，所述監聽模塊通過監聽所述冗余通道內的數據傳輸情況實時監聽所述冗余通道的狀態:當所述冗余通道內無數據傳輸時，所述冗余通道發生故障；當所述冗余通道內有數據傳輸時，所述冗余通道故障解除。
[0010]作為本實用新型的可自動恢復冗余的冗余控制系統的一種優選方案，若冗余通道故障前已經存在主從冗余狀態，所述冗余激活模塊依據原有的主從冗余狀態自動激活冗余;若冗余通道故障前所述第一控制器及所述第二控制器均處于初始狀態，所述冗余激活模塊依據自主對從的原則自動激活冗余。
[0011]作為本實用新型的可自動恢復冗余的冗余控制系統的一種優選方案，所述監聽模塊及所述冗余激活模塊位于所述第一控制器及所述第二控制器內。
[0012]作為本實用新型的可自動恢復冗余的冗余控制系統的一種優選方案，所述可自動恢復冗余的冗余控制系統還包括診斷模塊；
[0013]所述冗余通道發生故障時，所述第一控制器及所述第二控制器的冗余狀態會發生改變，所述診斷模塊適于在所述第一控制器及所述第二控制器的冗余狀態發生改變之前實時診斷所述第一控制器及所述第二控制器對下I/O總線的通信狀態，并在診斷到其中一控制器對下I/O總線存在數據傳輸時，將另一控制器設置為單機待機狀態。
[0014]作為本實用新型的可自動恢復冗余的冗余控制系統的一種優選方案，所述診斷模塊位于所述第一控制器及所述第二控制器內。
[0015]如上所述，本實用新型的可自動恢復冗余的冗余控制系統，具有以下有益效果:本實用新型的冗余控制系統及冗余自動恢復方法可在冗余通道故障解除后第一時間迅速自動恢復，且保持原來的冗余狀態，不僅快速可靠而且節省開支;通過設置診斷模塊并對第一控制器及第二控制器對下I/O總線的通信狀態進行診斷，可以避免第一控制器及第二控制器對下I/O總線的輸入輸出控制出現混亂。
【附圖說明】
[0016]圖1顯示為本實用新型實施例一中提供的可自動恢復冗余的冗余控制系統的示意圖。
[0017]圖2顯示為本實用新型實施例一中提供的可自動恢復冗余的冗余控制系統的工作原理圖。
[0018]圖3顯示本實用新型實施例二中提供的可自動恢復冗余的冗余控制系統的冗余自動恢復方法的流程圖。
[0019]元件標號說明
[0020]I第一控制器[0021 ] 2第二控制器
[0022]3 線纜
[0023]4監聽模塊
[0024]5冗余激活模塊
[0025]6診斷模塊
【具體實施方式】
[0026]以下通過特定的具體實例說明本實用新型的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優點與功效。本實用新型還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本實用新型的精神下進行各種修飾或改變。
[0027]請參閱圖1至圖3需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本實用新型的基本構想，雖圖示中僅顯示與本實用新型中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為復雜。
[0028]實施例一
[0029]請參閱圖1，本實用新型提供一種可自動恢復冗余的冗余控制系統，所述可自動恢復冗余的冗余控制系統包括:第一控制器1、第二控制器2、監聽模塊4及冗余激活模塊5;所述第一控制器I與所述第二控制器2通過線纜3電連接，所述電纜3構成所述第一控制器I與所述第二控制器2的冗余通道;所述監聽模塊4適于實時監聽所述冗余通道的狀態:當監聽到所述冗余通道發生故障時，所述監聽模塊4將所述冗余通道故障信息上報至監控人員，當監聽到所述冗余通道故障解除時，所述監聽模塊4將所述冗余通道故障解除信息發送至所述冗余激活模塊5;所述冗余激活模塊5適于在接收到冗余通道故障解除信息之后，依據冗余通道故障前所述冗余控制系統的冗余狀態自動激活冗余。
[0030]作為示例，所述監聽模塊4通過人機交互界面將所述冗余通道故障信息上報至監控人員，監控人員收到所述冗余通道故障信息之后會檢查硬件線路連接，排出所述冗余通道的故障。
[0031]作為示例，所述監聽模塊4通過監聽所述冗余通道內的數據傳輸情況實時監聽所述冗余通道的狀態:當所述冗余通道內無數據傳輸時，判斷所述冗余通道發生故障；當所述冗余通道內有數據傳輸時，判斷所述冗余通道故障解除。
[0032]作為示例，若冗余通道故障前已經存在主從冗余狀態，所述冗余激活模塊5依據原有的主從冗余狀態自動激活冗余，即若冗余通道故障前，所述第一控制器I作為主控制器為主冗余狀態，所述第二控制器2作為從控制器為從冗余狀態，則在所述冗余通道故障解除后，所述冗余激活模塊5仍將所述第一控制器I作為主控制器激活為主冗余狀態，將所述第二控制器2作為從控制器激活為從冗余狀態，反之亦然;若冗余通道故障前所述第一控制器I及所述第二控制器2均處于初始狀態，所述冗余激活模塊5依據自主對從的原則自動激活冗余，即若所述冗余通道故障前，所述第一控制器I及所述第二控制器2為設定主從冗余，此時，任一控制器(譬如第一控制器)自動設定為主冗余狀態(即作為主控制器)并向另一個控制器(譬如第二控制器)發送信號，另一個控制器接收到信號后自動依據所述已設定為主冗余狀態的控制器的相關信息設定為與之相應的從冗余狀態。
[0033]作為示例，所述監聽模塊4及所述冗余激活模塊5可以作為獨立的裝置設置于所述第一控制器I及所述第二控制器2之外，也可以作為所述第一控制器I及所述第二控制器2的一部分設置于所述第一控制器I及所述第二控制器2內；優選地，本實施例中，所述監聽模塊4及所述冗余激活模塊5位于所述第一控制器I及所述第二控制器2內。
[0034]在所述冗余控制系統內設置所述監聽模塊4及所述冗余激活模塊5，在冗余通道故障解除后不需要手動操作或重啟待機的控制來激活冗余，可以第一時間迅速自動恢復冗余，且可以保持原來的冗余狀態，不僅快速可靠而且節省開支。
[0035]作為示例，所述可自動恢復冗余的冗余控制系統還包括診斷模塊6;所述冗余通道發生故障時，所述第一控制器I及所述第二控制器2的冗余狀態會發生改變，所述診斷模塊6適于在所述第一控制器I及所述第二控制器2的冗余狀態發生改變之前實時診斷所述第一控制器I及所述第二控制器2對下I/O總線的通信狀態，并在診斷到其中一控制器對下I/O總線存在數據傳輸時，將另一控制器設置為單機待機狀態。
[0036]在所述冗余控制系統中設置所述診斷模塊6，可以確保在所述冗余通道發生故障時，仍只有一個控制器對下I/O總線傳輸數據，從而避免了所述第一控制器I及所述第二控制器2對下I/O總線的輸入輸出控制出現混亂的現象的發生。
[0037]作為示例，所述診斷模塊6可以作為單獨的裝置設置于所述第一控制器I及所述第二控制器2之外，也可以作為所述第一控制器I及所述第二控制器2的一部分設置于所述第一控制器I及所述第二控制器2內；優選地，本實施例中，所述診斷模塊6位于所述第一控制器I及所述第二控制器2內。
[0038]請參閱圖2，本實施例的所述可自動恢復冗余的冗余控制系統的工作原理為:開始監聽冗余通道故障是否恢復，在所述冗余通道故障之后判斷冗余是否被激活;若冗余未被激活，判斷冗余通道故障前是否存在冗余狀態，若存在，依據原有的冗余狀態自動激活冗余，若不存在冗余狀態(即第一控制器I及第二控制器2均處于初始狀態)，則依據自主對從的原則先設定主冗余狀態的控制器，而后激活對方(另一個控制器)冗余;若冗余被激活，判斷被激活的控制器是否為從控制器(即是否為從冗余狀態)，若不是從控制器(即為主控制器)，則依據自身的信息主動激活對方(另一個)冗余，這樣不會影響原有獨立工作的主控制器，若是從控制器，則重新探測和同步另一個處于主冗余狀態的獨立模式的控制器，并加入到運行中的獨立系統中，最后完成主/從冗余系統的自動恢復。
[0039]實施例二
[0040]請參閱圖3，本實用新型還提供一種可自動恢復冗余的冗余控制系統的冗余自動恢復方法，所述冗余控制系統包括第一控制器及第二控制器，所述第一控制器與所述第二控制器通過線纜電連接，所述電纜構成所述第一控制器與所述第二控制器的冗余通道;所述冗余自動恢復方法包括:
[0041]S1:實時監聽第一控制器與第二控制器的冗余通道的狀態；
[0042]S2:監聽到所述冗余通道發生故障時，將所述冗余通道故障信息上報至監控人員；
[0043]S3:監聽到所述冗余通道故障解除時，依據冗余通道故障前所述冗余控制系統的冗余狀態自動激活冗余。
[0044]作為示例，本實施例中的所述可自動恢復冗余的冗余控制系統即為實施例一中所述的可自動恢復冗余的冗余控制系統。
[0045]執行SI步驟，請參閱圖3中的SI步驟，實時監聽第一控制器與第二控制器的冗余通道的狀態。
[0046]作為示例，基于監聽模塊實時監聽所述冗余通道的狀態，監聽到所述冗余通道發生故障時，所述監聽模塊將所述冗余通道故障信息上報至監控人員。
[0047]作為示例，通過監聽所述冗余通道內的數據傳輸情況實時監聽所述冗余通道的狀態:當所述冗余通道內無數據傳輸時，所述冗余通道發生故障；當所述冗余通道內有數據傳輸時，所述冗余通道故障解除。
[0048]執行S2步驟，請參閱圖3中的S2步驟，監聽到所述冗余通道發生故障時，將所述冗余通道故障信息上報至監控人員。
[0049]作為示例，所述監聽模塊通過人機交互界面將所述冗余通道故障信息上報至監控人員，監控人員收到所述冗余通道故障信息之后會檢查硬件線路連接，排出所述冗余通道的故障。執行S3步驟，請參閱圖3中的S3步驟，監聽到所述冗余通道故障解除時，依據冗余通道故障前所述冗余控制系統的冗余狀態自動激活冗余。
[0050]作為示例，當監聽到所述冗余通道故障解除時，基于冗余激活模塊依據冗余通道故障前所述冗余控制系統的冗余狀態自動激活冗余。
[0051]作為示例，依據冗余通道故障前所述冗余控制系統的冗余狀態自動激活冗余的具體方法為:若冗余通道故障前已經存在主從冗余狀態，所述冗余激活模塊依據原有的主從冗余狀態自動激活冗余;若冗余通道故障前所述第一控制器及所述第二控制器均處于初始狀態，所述冗余激活模塊依據自主對從的原則自動激活冗余。
[0052]實時監聽冗余通道的狀態，并在冗余通道故障解除后自動激活冗余，在冗余通道故障解除后不需要手動操作或重啟待機的控制來激活冗余，可以第一時間迅速自動恢復冗余，且可以保持原來的冗余狀態，不僅快速可靠而且節省開支。
[0053]作為示例，所述冗余通道發生故障時，所述第一控制器及所述第二控制器的冗余狀態會發生改變;所述的可自動恢復冗余的冗余控制系統的冗余自動恢復方法還包括:在所述第一控制器及所述第二控制器的冗余狀態發生改變之前，基于診斷模塊實時診斷所述第一控制器及所述第二控制器對下I/O總線的通信狀態，并在診斷到其中一控制器對下I/O總線存在數據傳輸時，將另一控制器設置為單機待機狀態。
[0054]基于診斷模塊診斷所述第一控制器及所述第二控制器對下I/O總線的通信狀態，以確保在所述冗余通道發生故障時，仍只有一個控制器對下I/O總線傳輸數據，從而避免了所述第一控制器I及所述第二控制器2對下I/O總線的輸入輸出控制出現混亂的現象的發生。
[0055]綜上所述，本實用新型提供一種可自動恢復冗余的冗余控制系統，所述可自動恢復冗余的冗余控制系統包括:第一控制器、第二控制器、監聽模塊及冗余激活模塊;所述第一控制器與所述第二控制器通過線纜電連接，所述電纜構成所述第一控制器與所述第二控制器的冗余通道;所述監聽模塊適于實時監聽所述冗余通道的狀態:當監聽到所述冗余通道發生故障時，所述監聽模塊將所述冗余通道故障信息上報至監控人員；當監聽到所述冗余通道故障解除時，所述監聽模塊將所述冗余通道故障解除信息發送至所述冗余激活模塊;所述冗余激活模塊適于在接收到冗余通道故障解除信息之后，依據冗余通道故障前所述冗余控制系統的冗余狀態自動激活冗余。本實用新型的冗余控制系統及冗余自動恢復方法可在冗余通道故障解除后第一時間迅速自動恢復，且保持原來的冗余狀態，不僅快速可靠而且節省開支;通過設置診斷模塊并對第一控制器及第二控制器對下I/O總線的通信狀態進行診斷，可以避免第一控制器及第二控制器對下I/O總線的輸入輸出控制出現混亂。
[0056]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權利要求所涵蓋。
【主權項】
1.一種可自動恢復冗余的冗余控制系統，其特征在于，所述可自動恢復冗余的冗余控制系統包括:第一控制器、第二控制器、監聽模塊及冗余激活模塊； 所述第一控制器與所述第二控制器通過線纜電連接，所述線纜構成所述第一控制器與所述第二控制器的冗余通道； 所述監聽模塊適于實時監聽所述冗余通道的狀態:當監聽到所述冗余通道發生故障時，所述監聽模塊將所述冗余通道故障信息上報至監控人員；當監聽到所述冗余通道故障解除時，所述監聽模塊將所述冗余通道故障解除信息發送至所述冗余激活模塊； 所述冗余激活模塊適于在接收到冗余通道故障解除信息之后，依據冗余通道故障前所述冗余控制系統的冗余狀態自動激活冗余。2.根據權利要求1所述的可自動恢復冗余的冗余控制系統，其特征在于:所述監聽模塊通過監聽所述冗余通道內的數據傳輸情況實時監聽所述冗余通道的狀態:當所述冗余通道內無數據傳輸時，所述冗余通道發生故障；當所述冗余通道內有數據傳輸時，所述冗余通道故障解除。3.根據權利要求1所述的可自動恢復冗余的冗余控制系統，其特征在于:若冗余通道故障前已經存在主從冗余狀態，所述冗余激活模塊依據原有的主從冗余狀態自動激活冗余；若冗余通道故障前所述第一控制器及所述第二控制器均處于初始狀態，所述冗余激活模塊依據自主對從的原則自動激活冗余。4.根據權利要求1所述的可自動恢復冗余的冗余控制系統，其特征在于:所述監聽模塊及所述冗余激活模塊位于所述第一控制器及所述第二控制器內。5.根據權利要求1至4中任一項所述的可自動恢復冗余的冗余控制系統，其特征在于:所述可自動恢復冗余的冗余控制系統還包括診斷模塊； 所述冗余通道發生故障時，所述第一控制器及所述第二控制器的冗余狀態會發生改變，所述診斷模塊適于在所述第一控制器及所述第二控制器的冗余狀態發生改變之前實時診斷所述第一控制器及所述第二控制器對下I/O總線的通信狀態，并在診斷到其中一控制器對下I/O總線存在數據傳輸時，將另一控制器設置為單機待機狀態。6.根據權利要求5所述的可自動恢復冗余的冗余控制系統，其特征在于:所述診斷模塊位于所述第一控制器及所述第二控制器內。
【文檔編號】G05B9/03GK205427464SQ201521042817
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年12月11日
【發明人】陳小杰
【申請人】重慶川儀自動化股份有限公司