[发明专利]冗余切换控制方法及其控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及自动控制领域，特别是一种冗余切换控制方法及其控制电路。

技术背景

在要求较高的工业控制系统中，往往需要对关键的控制器和I/O模板采用冗余配置技术，以便系统能够在故障状态下连续运行，同时可以在线对系统进行维修，保证控制对象的安全运行。从成本和实用性角度考虑，通常情况下冗余系统多采用双模冗余技术，一个设备处于主用状态时，另一个设备处于从用状态。

在双模冗余结构中，冗余模板之间需要有一些状态信号连接。这些信号与控制逻辑电路连接，再与各自的控制CPU连接，CPU接收这些状态信号，确定该设备运行在主用状态，还是从用状态。通常冗余模板之间的各种状态信号，直接影响切换的可靠性。如何设计冗余设备之间的状态信号成为可靠切换的基础。

以前传统的切换方法中，冗余设备之间有切换部件，该部件监视并控制互为冗余的两个设备，同时可接收上位机的切换命令。后来在公开号为CN1275000A专利中，发展了采用互为冗余的设备之间直接采用冗余状态信号连接，互为冗余的两个设备采用设备这些状态线来确定自己是应运行在主用状态还是在从用状态。这种切换方法对共有数据采用了共享数据存储器，使得针对该存储器的故障产生时可靠性大大降低。该方法冗余设备之间的状态信号也较多。

公开号为CN 1591348A，采用与非逻辑与CPU结合构成冗余设备之间的信号连接，切换方法上增加了用逻辑值来判断故障等级，根据等级不同来确定是否切换。同时能提供掉电、复位快速切换，还提供了手动切换方法。

这些切换方案中都采用了二值逻辑的原理，由于二值逻辑的安全性较差，如果状态信号接口逻辑锁死在‘1’或‘0’的情况下，特别是逻辑死锁在正常状态时，故障将难以判断。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供一种控制简单、故障率低、信号传输更加安全的冗余切换控制方法以及冗余切换控制电路。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种冗余切换控制方法，包括以下步骤：

1)主用模板处于主用状态，向从用模板发出固定频率信号；

2)从用模板接收到固定频率信号后，发出进入从用状态的申请；

3)从用模板接收到申请响应后进入从用状态。

还可包括步骤3’)：从用模板未接收到申请响应，在接收到主用模板的固定频率信号时返回步骤2)；

在未接收到主用模板的固定频率信号时，可执行步骤2’)：从用模板发出进入主用状态的申请。

所述步骤2’)后可还包括步骤4)：从用模板的主用申请得到响应后，返回步骤1)进入主用状态，成为新的主用模板。

所述步骤2’)后还可包括步骤4’)：从用模板的主用申请未得到响应，在检测主用模板发出的固定频率信号恢复后，返回步骤2)发出进入从用状态的申请，在检测主用模板发出的固定频率信号未恢复后，返回步骤2’)，进入主用模板的申请。

所述步骤4)后还可包括步骤5)：进入主用状态的模板检测到从用模板进入主用状态后，发出进入从用状态申请。

所述步骤1)前还可包括检查检测接口和地址是否正确，先完成检查的模板作为主用模板。

一种冗余切换控制电路，包括对称的两个模板，每个模板分别包括CPU和切换控制电路，所述切换控制电路用于在主用状态下发出固定频率信号，在接收到固定频率信号后切换到从用状态；用于在从用状态下接收固定频率信号，在接收到的固定频率信号消失后切换到主用状态。

所述切换控制电路可进一步包括：

频率信号输出控制模块，用于在状态控制模块的控制下，将接收到的CPU发出的固定频率信号通过发送接口模块发送出去；

状态控制模块，用于发出当前模板为主用或从用状态信号。

频率信号检测模块，用于根据所述频率信号检测定时器发出的检测基准信号，检测所述接收接口模块接收到的信号是否为固定频率信号，并发送给所述状态控制模块；

信号切换命令模块，接收CPU发出的切换信号，控制所述状态控制模块进行状态转换；

频率信号检测定时器，用于提供频率信号的检测基准；

以及发送接口模块和接收接口模块。

还可包括状态比较模块，用于将状态控制模块的当前状态和CPU的当前状态进行比较，在状态不一致时向CPU发出状态同步中断请求。

还可包括状态转换延迟定时器，用于在所述状态控制模块进行状态转换或发出状态同步中断请求时提供延时时间。