[實用新型]冗余熱切換系統

有效

• 申請號: 201120003728.1
• 申請日: 2011-01-07
• 公開（公告）號: CN202004776U
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發明（設計）人: 石昕昕;喻甫忠;何溪
• 申請（專利權）人: 北京捷世偉業電子科技有限公司
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;G06F11/16
• 代理公司: 北京鼎佳達知識產權代理事務所(普通合伙) 11348
• 代理人: 王偉鋒;姚鐵

技術領域

本實用新型涉及自動化控制的冗余熱切換技術領域，具體地說是一種冗余熱切換系統。

背景技術

近幾年來隨著中國經濟和國情的發展，電力系統和道路建設成為國家建設的一個重點。長期實踐證明，雙系統冗余切換是保證系統正常運行的有效途徑而被廣泛地應用于電力，交通等工業控制領域。然而，隨著經濟的不斷發展，技術的不斷改進，應用的多元化趨勢，現有的冗余切換技術也在面臨考驗，對于冗余切換本身的可靠性和穩定性要求不斷上升。

現有的冗余切換，一般有網絡心跳和串口心跳兩種方式。網絡心跳適用于以太網端口的冗余切換。而串口心跳方式適用于工業控制現場。而且串口心跳方式成本低，可靠性高。現有的串口心跳方式一般有兩種：一是當當前工作機出現故障時，給備份機發送切換請求，由備份機來完成切換。另一種是，當前工作機不斷地向備份機發送心跳信號，由備份機來監測工作機心跳，一旦在一定時間內沒有收到心跳信號，則將自己設置為ACTIVE(主機)。

現有的串口心跳冗余切換，最大的缺點就是冗余切換不是獨立的，而是通過主、備機之間的信息交互完成。這樣就會有以下幾個問題：

1)仲裁機制不獨立，都是靠雙方工作機和備份機來協調完成，沒有一個獨立的仲裁機制，一旦工作機出現故障時，干擾到切換信號的發送，或者是干擾到心跳信號的異常，就很難保證冗余仲裁還正常工作。

2)熱切換工作的無縫切換成度不高。現有技術中的切換工作一般是通過以下步驟完成：

a.先是主機發送切換請求。

b.備機接收到切換請求后，將自己設置成ACTIVE工作機。

c.新的工作機向故障工作機發送切換請求。

d.故障工作機在接收到請求后，將自己設置為BACKUP備份機。

這樣，首先，當工作機在出現故障以后，需要備份機和工作機(故障機)共同完成一系列的請求和應答切換工作，本身就大大降低了系統的可靠性；其次，這種來回的信息交互，會帶來一定的時間成本。

有鑒于上述現有的冗余熱切換系統存在的缺陷，本設計人，積極加以研究創新，以期創設一種新型結構的冗余熱切換系統，使其更具有實用性。

實用新型內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本實用新型提供了一種冗余熱切換系統，具有通信成本低，功耗低，可靠性高等優點。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用了如下技術方案：

冗余熱切換系統，包括第一服務器和第二服務器，還包括冗余熱切換卡，其中

第一服務器，第一服務器的熱備心跳信號通信接口與冗余熱切換卡通過串口連接，第一服務器持續向冗余熱切換卡發送主機請求信號，第一服務器的外部設備接口通過冗余熱切換卡與外部設備連接；

第二服務器，第二服務器的熱備心跳信號通信接口與冗余熱切換卡通過串口連接，第二服務器持續向冗余熱切換卡發送主機請求信號，第二服務器的外部設備接口通過冗余熱切換卡與外部設備連接；

冗余熱切換卡，分別與第一服務器的熱備心跳信號通信接口和第二服務器的熱備心跳通信接口連接，接收第一服務器和第二服務器的主機請求信號，根據設定的仲裁機制確定主機，并向第一服務器和第二服務器發送主機控制信號，同時發送外部設備切換信號，將外部設備連接到當前主機的外部設備接口。

本實用新型的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。

前述的冗余熱切換系統，其中所述冗余熱切換卡包括現場可編程門陣列(Field?Programmable?Gate?Array，縮寫為FPGA)、電平轉換模塊、隔離模塊、繼電器組和外部設備接口，所述隔離模塊和繼電器組與現場可編程門陣列連接，電平轉換模塊與隔離模塊連接，電平轉換模塊連接至第一服務器的熱備心跳通信接口和第二服務器的熱備心跳通信接口，第一服務器的外部設備接口、第二服務器的外部設備接口及冗余熱切換卡的外部設備接口分別與繼電器組連接。

串口信號通過電平轉換模塊將RS232電平轉換成TTL電平，經過隔離模塊后，和FPGA相連接。同時，FPGA上輸出一個外設切換信號，經過一級驅動后，給繼電器，用于切換和外設通信的當前主機。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果在于：

本實用新型提供了一個獨立的冗余熱切換卡，以第三方的身份對作為主機的第一服務器和作為備份機的第二服務器進行監測，并根據請求信號對第一服務器和第二服務器的主機請求進行仲裁和切換。使主、備機之間的切換具有更強的可靠性，穩定性。并且通信成本低，功耗低。切換機制也比現有技術更高效穩固。

附圖說明

圖1為本實用新型的實施例1的結構框圖；