[发明专利]一种冗余的PLC程序执行系统及方法

权利要求书

1.一种冗余的PLC程序执行系统，其特征在于，包括：PLC的多MCU模块、输入模块、判决模块和输出模块，所述MCU模块的数量为奇数，所述MCU模块分别与所述输入模块、所述判决模块、所述输出模块进行连接，所述判决模块和所述输出模块进行连接，所述多MCU模块为多核微处理器架构；

所述输入模块，用于供PLC以扫描工作方式读取外部输入端的输入状态，并将所述输入状态的结果进行存储；

所述MCU模块，同步对PLC程序按顺序进行扫描执行，并将程序执行后获得的各个输出状态的结果发送至所述判决模块进行判决处理；

判决模块，用于接收每一MCU模块发送的各个输出状态的结果并进行判决，选择相同且数量最多的输出状态的结果作为唯一结果发送至所述输出模块；

输出模块，用于存储所述判决模块输出的所有输出状态的结果，并以一定方式驱动外部受控设备。

2.根据权利要求1所述的PLC程序执行系统，其特征在于：在对所述PLC程序按顺序进行扫描执行的过程中，还包括：若所述MCU模块在程序执行中需要读取输入状态，则从所述输入模块读取相应的输入状态的结果并进行运算，所述输入模块中输入状态的结果不会随着程序的执行改变；若所述MCU模块在程序执行中需要读取输出状态，则从所述输出模块读取相应的输出状态的结果并进行运算，所述输出模块中输出状态的结果会随着程序的执行改变。

3.根据权利要求1所述的PLC程序执行系统，其特征在于：所述判决模块进行判决时包括两种情况：所有MCU模块执行程序后的输出状态的结果均相同，则以该输出状态的结果为唯一结果，表明所有MCU模块在该时刻均执行了正确的程序；所有MCU模块执行程序后的输出状态的结果为两种，以相同且数量最多的输出状态的结果作为唯一结果，表明存在有MCU模块在该时刻执行了错误的程序。

4.根据权利要求1所述的PLC程序执行系统，其特征在于：所述判决模块采用FPGA或者ASIC；所述判决模块还内置有加密模块、调度算法和机器学习算法，用于对输出状态的结果进行加密处理以及通过机器学习算法对输出状态的结果进行处理和快速调度处理。

5.根据权利要求1所述的PLC程序执行系统，其特征在于：所述每个MCU模块采用并行通信架构实现对PLC程序的同步执行。

6.一种冗余的PLC程序执行方法，其特征在于，所述PLC程序执行方法包括：

配置阶段：配置PLC的多MCU模块、输入模块、判决模块和输出模块，所述MCU模块的数量为奇数，所述MCU模块分别与所述输入模块、所述判决模块、所述输出模块连接，所述判决模块和输出模块连接，所述多MCU模块为多核微处理器架构；

输入阶段：PLC以扫描工作方式读取外部输入端的输入状态，并将所述输入状态的结果存储至所述输入模块；

程序执行阶段：所有MCU模块同步对PLC程序按顺序进行扫描执行，并将程序执行后获得的各个输出状态的结果发送至所述判决模块进行判决处理；

判决阶段：所述判决模块接收所有MCU模块发送的各个输出状态的结果进行判决，选择相同且数量最多的输出状态的结果作为唯一结果发送至所述输出模块；

输出阶段；所述输出模块存储所述判决模块输出的所有输出状态的结果，并以一定方式驱动外部受控设备。

7.根据权利要求6所述的PLC程序执行方法，其特征在于：所述程序执行阶段还包括：若所述MCU模块在程序执行中需要读取输入状态，则从所述输入模块读取相应的输入状态的结果并进行运算，所述输入模块中输入状态的结果不会随着程序的执行改变；若MCU模块在程序执行中需要读取输出状态，则从所述输出模块读取相应的输出状态的结果并进行运算，所述输出模块中输出状态的结果会随着程序的执行改变。