[发明专利]一种冗余控制系统

摘要

本申请提供了一种冗余控制系统，包括：运行控制器和至少两个备份控制器；运行控制器包括第一DSP和第一通信芯片，第一DSP与通信芯片相连，第一通信芯片包括两个物理层网口；各个备份控制器各自包括第二DSP和第二通信芯片，第二DSP和第二通信芯片相连，第二通信芯片包括两个物理层网口；运行控制器和各个备份控制器之间通过各自的两个物理层网口进行环网物理连接，且第一通信芯片和各个第二通信芯片之间进行Powerlink通信；第一DSP和各个第二DSP均连接同一个被控设备。在本申请中，通过以上冗余控制系统提高了通信实时性，且提高了系统运行的可靠性。 1

主权项

1.一种冗余控制系统，其特征在于，包括：运行控制器和至少两个备份控制器；

所述运行控制器包括第一数字信号处理DSP和第一通信芯片，所述第一DSP与所述通信芯片相连，所述第一通信芯片包括两个物理层网口；

各个所述备份控制器各自包括第二DSP和第二通信芯片，所述第二DSP和所述第二通信芯片相连，所述第二通信芯片包括两个物理层网口；

所述运行控制器和各个所述备份控制器之间通过各自的两个所述物理层网口进行环网物理连接，且所述第一通信芯片和各个所述第二通信芯片之间进行Powerlink通信；

所述第一DSP和各个所述第二DSP均连接同一个被控设备；

所述第一通信芯片，用于判断各个所述第二通信芯片的两个所述物理层网口是否发生异常，在判断出某一个所述第二通信芯片的两个所述物理层网口均发生异常时，控制该第二通信芯片所属备份控制器停止运行，以及判断自身的两个所述物理层网口是否发生异常，在判断出自身的两个所述物理层网口均发生异常时，发送第一离网信号至所述第一DSP，以使所述第一DSP发送控制器切换指令至其中一个所述备份控制器，并停止运行；

所述第二通信芯片，用于判断其他各个所述第二通信芯片和所述第一通信芯片的两个所述物理层网口是否发生异常，在判断出其他各个所述第二通信芯片中某一个所述第二通信芯片的两个所述物理层网口均发生异常时，控制该第二通信芯片所属备份控制器停止运行，在判断出所述第一通信芯片的两个所述物理层网口均发生异常时，控制所述第一DSP停止运行，以及判断自身的两个所述物理层网口是否发生异常，在判断出自身的两个所述物理层网口均发生异常时，发送第二离网信号至所述第二通信芯片自身所属备份控制器中的第二DSP，以使所述第二通信芯片自身所属备份控制器中的第二DSP停止运行；

所述第一DSP，用于判断自身运行是否发生异常，在判断出自身运行发生异常或接收到所述第一离网信号时，发送控制器切换指令至其中一个所述备份控制器，并停止运行，以及判断各个所述第二DSP是否运行异常，在判断出某一个所述第二DSP运行异常时，控制该运行异常的第二DSP停止运行；

所述第二DSP，用于判断自身运行是否发生异常，在判断出自身运行发生异常或在接收到所述第二离网信号时，停止运行，以及判断其他各个所述第二DSP是否运行异常，在判断出其他各个所述第二DSP中某一个第二DSP运行异常时，控制该运行异常的第二DSP停止运行，以及判断所述第一DSP是否运行异常，在判断出所述第一DSP运行异常时，控制所述第一DSP停止运行，并选择一个正常运行的备份控制器作为运行控制器。

2.根据权利要求1所述的冗余控制系统，其特征在于，所述第一DSP判断各个所述第二DSP是否运行异常，在判断出某一个所述第二DSP运行异常时，控制该运行异常的第二DSP停止运行的过程为：

所述第一DSP判断各个所述第二DSP是否运行异常，在判断出某一个所述第二DSP运行异常时，获取除该运行异常的第二DSP之外的其他各个所述第二DSP针对该运行异常的第二DSP的第一运行判断结果，若各个所述第一运行判断结果均为运行异常，则控制该运行异常的第二DSP停止运行；

所述第二DSP判断其他各个所述第二DSP是否运行异常，在判断出其他各个所述第二DSP中某一个第二DSP运行异常时，控制该运行异常的第二DSP停止运行的过程为：

所述第二DSP判断其他各个所述第二DSP是否运行异常，在判断出其他各个所述第二DSP中某一个第二DSP运行异常时，获取除该运行异常的第二DSP之外的其他各个所述第二DSP针对该运行异常的第二DSP的第二运行判断结果，若各个所述第二运行判断结果均为运行异常，则控制该运行异常的第二DSP停止运行；

所述第二DSP判断所述第一DSP是否运行异常，在判断出所述第一DSP运行异常时，控制所述第一DSP停止运行的过程为：

所述第二DSP判断所述第一DSP是否运行异常，在判断出所述第一DSP运行异常时，获取其他各个所述第二DSP针对所述第一DSP的运行判断结果，若各个所述运行判断结果均为运行异常，则控制所述第一DSP停止运行。

3.根据权利要求1所述的冗余控制系统，其特征在于，所述第一DSP还用于发送所述第一离网信号至上位机，以提示所述第一通信芯片的两个物理层网口发生异常；

所述第二DSP还用于发送所述第二离网信号至所述上位机，以提示所述第二通信芯片的两个物理层网口发生异常。

4.根据权利要求1所述的冗余控制系统，其特征在于，所述第一通信芯片包括的两个物理层网口均为热插拔物理层网口；

各个所述第二通信芯片各自包括的两个物理层网口均为热插拔物理层网口。

5.根据权利要求1所述的冗余控制系统，其特征在于，所述第一通信芯片为ZYNQ芯片；

各个所述第二通信芯片均为ZYNQ芯片。

6.根据权利要求5所述的冗余控制系统，其特征在于，在所述第一通信芯片为ZYNQ芯片时，所述第一通信芯片包括：第一现场可编程逻辑门阵列FPGA和第一双核中央处理器CPU；

所述第一FPGA和所述第一双核CPU相连，所述第一DSP与所述第一FPGA相连，且所述第一通信芯片包括的两个所述物理层网口设置在所述第一FPGA上；

在所述第二通信芯片为ZYNQ芯片时，所述第二通信芯片包括：第二FPGA和第二双核CPU；

所述第二FPGA和所述第二双核CPU相连，所述第二DSP与所述第二FPGA相连，且所述第二通信芯片包括的两个所述物理层网口设置在所述第二FPGA上。

7.根据权利要求6所述的冗余控制系统，其特征在于，所述第一DSP通过双口随机存取存储器RAM与所述第一FPGA相连；

所述第二DSP通过双口RAM与所述第二FPGA相连。

8.根据权利要求6所述的冗余控制系统，其特征在于，所述第一DSP通过通用输入/输出口与所述第一FPGA相连；

所述第二DSP通过通用输入/输出口与所述第二FPGA相连。