[发明专利]一种冗余的PLC程序执行系统及方法

说明书

本发明提出一种冗余的PLC程序执行系统及执行方法，包括：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；每一MCU模块用于同步对PLC程序按顺序进行扫描执行，并将执行程序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模块对PLC程序顺序执行后的各个输出状态的结果，并判决出现一输出状态的结果相同且数量最多，以该输出状态的结果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；本发明保证采用多个MCU模块对PLC程序并行执行，并对执行后的结果进行判决，保证结果的正确性。

技术领域

本本发明涉及可编程逻辑控制器（PLC）技术领域，具体涉及一种冗余的PLC程序执行系统及方法。

背景技术

PLC是一种工业自动控制中使用的计算装置，它广泛应用于各个行业，小到家用设备，大到航天器材，都有PLC的应用。典型的PLC由一个专用的CPU，一个存储器和一组输入输出端口构成。它通过输入端口接收来自传感器的信号，并通过输出端口发出控制信号驱动同它连接的外部设备。 存储器中安放PLC控制程序，系统的活动由PLC控制程序所驱动。

对PLC的过程控制是通过采集输入信号、执行编程程序和输出刷新对外部的执行部件进行相应的驱动来实现，PLC程序的正确执行对于整个过程控制系统来说具有至关重要的作用，现有的技术多是采用一个中央处理器MCU对程序进行执行，一旦程序执行的结果错误或失效，则会导致整个系统运行紊乱，严重影响工业控制系统的正常运行。

因此如何保证PLC程序执行的结果正确是目前急需解决的问题。

发明内容

本发明针对上述问题，有必要提供一种冗余的PLC程序执行系统及方法，其能够保证采用多个MCU模块对PLC程序并行执行，并对执行后的结果进行判决，保证结果的正确性，实现PLC的正常运行。

本发明第一方面提出一种冗余的PLC程序执行系统，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，所述判决模块和输出模块进行连接；

输入模块，用于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；

每一MCU模块，用于同步对PLC程序按顺序进行扫描执行，并将执行程序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。

进一步的，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时，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时，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。

进一步的，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。

进一步的，所述判决模块采用FPGA或者ASIC；所述判决模块还包括有加密模块、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。