[实用新型]冗余切换控制电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及自动控制领域，特别是一种冗余切换控制电路。

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。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，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电路。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：一种冗余切换控制电路，每个模板分别包括CPU和切换控制电路，处于主用状态的所述切换控制电路的发出固定频率信号的信号端口，与处于从用状态的切换控制电路的接收状态信号的信号端口相连。

所述切换控制电路进一步包括发送接口模块和接收接口模块，还包括

频率信号输出控制模块，分别与所述CPU和发送接口模块相连；

状态控制模块，连接在所述频率信号输出控制模块和频率信号检测模块之间；

频率信号检测模块，还分别与所述接收接口模块和频率信号检测定时器相连；

信号切换命令模块，连接在所述CPU和所述状态控制模块之间；

频率信号检测定时器，与所述频率信号检测模块相连。

还可包括连接在所述状态控制模块和CPU之间的状态比较模块。

还可包括与所述状态控制模块相连状态转换延迟定时器。

还可包括与所述状态控制模块相连的双向接口模块。

所述CPU可包括串行数据输出端口和串行数据输入端口，处于主用状态的CPU的串行数据输出端口与处于从用状态的CPU的串行数据输入端口相连。

本实用新型通过主用模板发出固定频率信号作为冗余设备之间的连接信号，即通过一个时变的信号表征主用模板的主用状态，增加了冗余切换控制信号的可靠性，因此不管什么原因引起主用模板的CPU故障(例如：复位、晶振停振、掉电、程序跑飞、控制口线故障等)，都可立即完成冗余切换控制。而且，在启动时可以实现模板地址的正确识别，通过主、从用模板上电竞争确定主用从用，冗余模板之间通过串行数据通道实现采样同步及诊断信息传送，还可接收上位机的切换操作命令进行切换，进一步增加了冗余切换控制的操作性。此外，由于两冗余模板工作在冗余状态时，拔起主用模板时，从用模板检测不到方波信号则立即切入主用状态，两冗余模板工作在冗余状态时，拔起从用模板时主用模板应不受影响，同样的已有模板工作在主用状态时，插入从用模板主用模板不受干扰，因此可以实现主用、从用模板的带电插拔。

附图说明

图1为本实用新型的控制框图；

图2为本实用新型中信号控制电路的原理框图；

图3为本实用新型的状态控制模块的状态转换示意图；

图4为本实用新型控制过程的流程图。

具体实施方式