[發明專利]一種盾構機熱備控制系統及方法

在審

• 申請號: 201310346707.3
• 申請日: 2013-08-09
• 公開（公告）號: CN103401748A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 李恒;李才洪;周鴻雛;陳文菊
• 申請（專利權）人: 南車資陽機車有限公司
• 主分類號: H04L12/42
• 分類號: H04L12/42;H04L1/22
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 錢成岑;詹永斌

技術領域

本發明涉及盾構機控制領域，尤其是涉及一種盾構機熱備控制系統及方法。?

背景技術

盾構機被廣泛使用在城市地鐵隧道建設中，由于是在隧道內進行施工作業，對盾構機控制系統的可靠性要求很高。目前國產盾構機的控制系統主要采用單機PLC控制器加分布式站點的拓撲結構方式。采用上述方式構建的系統有如下問題：容錯率低，當PLC控制器故障后，會導致盾構機故障停機并丟失施工數據，影響工期，嚴重的可能造成重大事故。?

發明內容

本發明的目的在于：針對現有技術存在的問題，提供一種保證數據完整性、提高盾構機控制系統的冗余可靠性能的盾構機熱備控制系統及方法。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：

一種盾構機熱備控制系統，其特征在于，該系統包括熱備PLC主機、熱備PLC備用機、兩個熱備以太網交換機、交換機和下掛設備，所述熱備PLC主機與一個熱備以太網交換機連接，所述熱備PLC備用機與另一個熱備以太網交換機連接，熱備PLC主機采用CPU同步鏈路與熱備PLC備用機連接，兩個熱備以太網交換機之間采用同步鏈路連接，所述交換機與兩個熱備以太網交換機連接成以太網環網，所述下掛設備與交換機連接。

優選的，交換機設有多個，每個交換機都連接一個下掛設備。

優選的，所述的下掛設備為泡沫系統、注漿系統、導向系統、HIM電腦、地面監控系統、分布式I/O模塊、無線I/O?傳輸設備或操作開關按鈕。

一種如權利要求1所述盾構機熱備控制系統的控制方法，其特征在于，當控制系統正常運行時，熱備PLC主機正常工作，熱備PLC備用機處于待機狀態，只與熱備PLC主機進行數據同步；當熱備PLC主機故障時，熱備PLC備用機在一定時間內完全代替主機設備運行工作。

優選的，所述的一定投切時間為1ms~500ms?。

優選的，所述的一定時間為300ms?。

優選的，熱備PLC主機通過CPU同步鏈路與熱備PLC備用機連接，用于PLC的數據庫數據的傳輸同步。

優選的，兩個熱備以太網交換機之間采用同步鏈路連接，用于熱備診斷信息的傳輸同步。

與現有技術相比，本發明通過對控制系統核心PLC控制的熱備設計和以太網環網建立，保證了盾構控制系統在主機故障時執行程序流程的不間斷和當前數據的完整性，提高了以太網通訊網絡在硬件和軟件上的容錯能力，極大的提高的盾構機控制系統的冗余可靠性能。

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附圖說明

圖1為本發明的系統結構示意圖。

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具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。

實施例??

如圖1所示，一種盾構機熱備控制系統，該系統包括熱備PLC主機1、熱備PLC備用機2、兩個熱備以太網交換機3、交換機4和下掛設備。熱備PLC主機1與一個熱備以太網交換機3連接。熱備PLC備用機2與另一個熱備以太網交換機3連接。熱備PLC主機1采用CPU同步鏈路與熱備PLC備用機2連接，CPU同步鏈路主要用于PLC的數據庫數據的傳輸同步。兩個熱備以太網交換機3之間采用同步鏈路連接，熱備以太網交換機的ETY同步鏈路主要是用于熱備診斷信息的傳輸同步。交換機4與兩個熱備以太網交換機3連接成以太網環網，以太網環網的利用主要是增強了網絡本身的冗余性，當網絡中出現1處故障（包括網線物理損害或交換機故障）時，系統工作不受影響。下掛設備與交換機4連接。本發明系統采用兩組熱備PLC控制器和熱備以太網交換機，一組為主機設備，一組為備用設備。控制方法如下，當控制系統正常運行時，熱備PLC主機正常工作，熱備PLC備用機處于待機狀態，只與熱備PLC主機進行數據同步；當熱備PLC主機故障時，熱備PLC備用機在一定時間內完全代替主機設備運行工作。當系統正常運行時，主機設備正常工作，備用設備處于待機狀態，只與主機設備進行數據同步。當主機設備故障時，備用設備可在不超過500ms的投切時間內完全代替主機設備運行工作，保證了盾構控制系統在主機故障時執行程序流程的不間斷和當前數據的完整性。并利用兩組熱備以太網交換機組成一個以太網環網，形成了冗余性能更高的以太網拓撲網絡，當以太網環網中有任一處連接電纜損壞時，不影響整個網絡上所有站點的設備通訊工作。