[實用新型]冗余切換控制電路

有效

• 申請號: 200720125268.3
• 申請日: 2007-09-18
• 公開（公告）號: CN201130309Y
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發明（設計）人: 劉渝新;孫鷗;裘宏波
• 申請（專利權）人: 重慶川儀總廠有限公司
• 主分類號: G05B9/02
• 分類號: G05B9/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 孫長龍

技術領域

本實用新型涉及自動控制領域，特別是一種冗余切換控制電路。

技術背景

在要求較高的工業控制系統中，往往需要對關鍵的控制器和I/O模板采用冗余配置技術，以便系統能夠在故障狀態下連續運行，同時可以在線對系統進行維修，保證控制對象的安全運行。從成本和實用性角度考慮，通常情況下冗余系統多采用雙模冗余技術，一個設備處于主用狀態時，另一個設備處于從用狀態。

在雙模冗余結構中，冗余模板之間需要有一些狀態信號連接。這些信號與控制邏輯電路連接，再與各自的控制CPU連接，CPU接收這些狀態信號，確定該設備運行在主用狀態，還是從用狀態。通常冗余模板之間的各種狀態信號，直接影響切換的可靠性。如何設計冗余設備之間的狀態信號成為可靠切換的基礎。

以前傳統的切換方法中，冗余設備之間有切換部件，該部件監視并控制互為冗余的兩個設備，同時可接收上位機的切換命令。后來在公開號為CN1275000A專利中，發展了采用互為冗余的設備之間直接采用冗余狀態信號連接，互為冗余的兩個設備采用設備這些狀態線來確定自己是應運行在主用狀態還是在從用狀態。這種切換方法對共有數據采用了共享數據存儲器，使得針對該存儲器的故障產生時可靠性大大降低。該方法冗余設備之間的狀態信號也較多。

公開號為CN?1591348A，采用與非邏輯與CPU結合構成冗余設備之間的信號連接，切換方法上增加了用邏輯值來判斷故障等級，根據等級不同來確定是否切換。同時能提供掉電、復位快速切換，還提供了手動切換方法。

這些切換方案中都采用了二值邏輯的原理，由于二值邏輯的安全性較差，如果狀態信號接口邏輯鎖死在‘1’或‘0’的情況下，特別是邏輯死鎖在正常狀態時，故障將難以判斷。

實用新型內容

本實用新型為了解決上述問題，提供一種控制簡單、故障率低、信號傳輸更加安全的冗余切換控制電路。

本實用新型解決其技術問題所采取的技術方案是：一種冗余切換控制電路，每個模板分別包括CPU和切換控制電路，處于主用狀態的所述切換控制電路的發出固定頻率信號的信號端口，與處于從用狀態的切換控制電路的接收狀態信號的信號端口相連。

所述切換控制電路進一步包括發送接口模塊和接收接口模塊，還包括

頻率信號輸出控制模塊，分別與所述CPU和發送接口模塊相連；

狀態控制模塊，連接在所述頻率信號輸出控制模塊和頻率信號檢測模塊之間；

頻率信號檢測模塊，還分別與所述接收接口模塊和頻率信號檢測定時器相連；

信號切換命令模塊，連接在所述CPU和所述狀態控制模塊之間；

頻率信號檢測定時器，與所述頻率信號檢測模塊相連。

還可包括連接在所述狀態控制模塊和CPU之間的狀態比較模塊。

還可包括與所述狀態控制模塊相連狀態轉換延遲定時器。

還可包括與所述狀態控制模塊相連的雙向接口模塊。

所述CPU可包括串行數據輸出端口和串行數據輸入端口，處于主用狀態的CPU的串行數據輸出端口與處于從用狀態的CPU的串行數據輸入端口相連。

本實用新型通過主用模板發出固定頻率信號作為冗余設備之間的連接信號，即通過一個時變的信號表征主用模板的主用狀態，增加了冗余切換控制信號的可靠性，因此不管什么原因引起主用模板的CPU故障(例如：復位、晶振停振、掉電、程序跑飛、控制口線故障等)，都可立即完成冗余切換控制。而且，在啟動時可以實現模板地址的正確識別，通過主、從用模板上電競爭確定主用從用，冗余模板之間通過串行數據通道實現采樣同步及診斷信息傳送，還可接收上位機的切換操作命令進行切換，進一步增加了冗余切換控制的操作性。此外，由于兩冗余模板工作在冗余狀態時，拔起主用模板時，從用模板檢測不到方波信號則立即切入主用狀態，兩冗余模板工作在冗余狀態時，拔起從用模板時主用模板應不受影響，同樣的已有模板工作在主用狀態時，插入從用模板主用模板不受干擾，因此可以實現主用、從用模板的帶電插拔。

附圖說明

圖1為本實用新型的控制框圖；

圖2為本實用新型中信號控制電路的原理框圖；

圖3為本實用新型的狀態控制模塊的狀態轉換示意圖；

圖4為本實用新型控制過程的流程圖。

具體實施方式