[發(fā)明專(zhuān)利]一種三冗錯(cuò)控制系統(tǒng)的三加一冗錯(cuò)控制通訊總線方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310470409.5
• 申請(qǐng)日: 2013-10-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103543715A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章偉杰;虞為慈;李袁星
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G05B19/418
• 分類(lèi)號(hào): G05B19/418
• 代理公司: 上海申匯專(zhuān)利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;柏子雵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種三冗錯(cuò)控制系統(tǒng)的三加一冗錯(cuò)控制通訊總線方法，對(duì)于高安全性要求的三冗錯(cuò)控制系統(tǒng)提供高可靠性的數(shù)據(jù)通訊總線的設(shè)計(jì)，屬于自動(dòng)控制儀表技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

到目前為止，隨著5C技術(shù)——COMPUTER(計(jì)算機(jī)技術(shù))、CONTROL(自動(dòng)控制技術(shù))、COMMUNICATION(通信技術(shù))、CRT(顯示技術(shù))和CHANGE(轉(zhuǎn)換技術(shù))不斷發(fā)展和完善，傳統(tǒng)的集散控制系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為DCS)或可編程控制系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為PLC)越來(lái)越成熟，但它們的技術(shù)大部分是基于不是超高安全性要求的雙冗余技術(shù)，而控制通訊總線也采用雙冗余技術(shù)。

對(duì)于安全性要求更高的行業(yè)，例如航空航天、核電、石化行業(yè)的緊急停車(chē)系統(tǒng)和電廠的安全保護(hù)系統(tǒng)要求對(duì)控制系統(tǒng)采用三冗余或三冗錯(cuò)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，三個(gè)完全相同的控制器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為DPU)或者采用一用兩備方式，或者采用并行工作，輸出通過(guò)三取二表決器進(jìn)行判斷后輸出，此時(shí)采用的控制通訊總線是三冗錯(cuò)控制總線，因此可靠的控制通訊總線成為三冗錯(cuò)控制系統(tǒng)安全性的關(guān)鍵技術(shù)之一。

由于控制通訊總線在實(shí)際應(yīng)用上會(huì)掛接相當(dāng)多的被通訊設(shè)備(IO卡件)，同時(shí)它還有可能離柜設(shè)計(jì)，甚至處于多干擾源的惡劣環(huán)境(如與動(dòng)力電源布置在一起)，雖然大部分控制通訊總線在設(shè)計(jì)時(shí)為減少干擾的概率而在通訊數(shù)據(jù)包校核上采取很多措施，但仍然無(wú)法避免該幀通訊的失敗，因此造成殘余數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的概率大幅度提高。而隨著芯片半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，DPU的核心部件中央處理器CPU的可靠性和安全性越來(lái)越高，其發(fā)生的錯(cuò)誤率已經(jīng)小于上述控制通訊總線的錯(cuò)誤率，造成整個(gè)系統(tǒng)的安全性等級(jí)的下降。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提高三冗錯(cuò)控制系統(tǒng)的安全性。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種三冗錯(cuò)控制系統(tǒng)的三加一冗錯(cuò)控制通訊總線方法，該三冗錯(cuò)控制系統(tǒng)包括至少一組三冗錯(cuò)控制器組，每組三冗錯(cuò)控制器組包括三塊具有四路通訊收發(fā)器的控制處理器，所有控制處理器均連接具有四路獨(dú)立的通訊處理器和通訊收發(fā)器的模擬量輸入卡、模擬量輸出卡、開(kāi)關(guān)量輸入卡及開(kāi)關(guān)量輸出卡，其特征在于，步驟為：

步驟1、控制處理器、模擬量輸入卡、模擬量輸出卡、開(kāi)關(guān)量輸入卡及開(kāi)關(guān)量輸出卡均向外擴(kuò)展四路通訊接口；

步驟2、將屬于同一三冗錯(cuò)控制器組的控制處理器、模擬量輸入卡、模擬量輸出卡、開(kāi)關(guān)量輸入卡及開(kāi)關(guān)量輸出卡的四路通訊接口與四路控制通訊總線通過(guò)矩陣方式進(jìn)行連接，在四路控制通訊總線中有一路控制通訊總線為備用總線。

優(yōu)選地，在所述三冗錯(cuò)控制系統(tǒng)中的所有所述模擬量輸入卡、模擬量輸出卡、開(kāi)關(guān)量輸入卡及開(kāi)關(guān)量輸出卡均具有相同的控制通訊總線接口方式。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：在控制通訊總線發(fā)生有一個(gè)故障點(diǎn)時(shí)不降低整個(gè)控制系統(tǒng)的安全等級(jí)，而整套系統(tǒng)控制通訊總線最高允許發(fā)生三個(gè)故障點(diǎn)不造成系統(tǒng)癱瘓。

附圖說(shuō)明

圖1為三加一冗錯(cuò)控制通訊總線示意圖；

圖2具有三加一冗錯(cuò)控制通訊總線的三冗錯(cuò)控制系統(tǒng)樣機(jī)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以?xún)?yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。

本發(fā)明是基于三冗錯(cuò)控制系統(tǒng)的其中一項(xiàng)技術(shù)，三冗錯(cuò)控制系統(tǒng)的每組控制器下可以掛接96塊各種類(lèi)型的卡件，整個(gè)系統(tǒng)可以具有64個(gè)組控制器，以下以如圖2所示的一個(gè)三冗錯(cuò)控制系統(tǒng)DEMO演示系統(tǒng)(樣機(jī))為例，該樣機(jī)擁有兩套操作員/工程師站，一組交換機(jī)，兩組三冗錯(cuò)控制器組，每組三冗錯(cuò)控制器組包括三塊控制處理器，每塊控制處理器下掛三層機(jī)槽，每機(jī)槽擁有開(kāi)關(guān)量輸入卡、開(kāi)關(guān)量輸出卡、模擬量輸入卡和模擬量輸出卡各兩塊。每塊控制處理器具有四路通訊收發(fā)器；每塊模擬量輸入卡都具有四路獨(dú)立的通訊處理器和通訊收發(fā)器；每塊模擬量輸出卡都具有四路獨(dú)立的通訊處理器和通訊收發(fā)器；每塊開(kāi)關(guān)量輸入卡都具有四路獨(dú)立的通訊處理器和通訊收發(fā)器；每塊開(kāi)關(guān)量輸出卡都具有四路獨(dú)立的通訊處理器和通訊收發(fā)器。

如圖1所示，本發(fā)明提供的一種三冗錯(cuò)控制系統(tǒng)的三加一冗錯(cuò)控制通訊總線方法，其步驟為：

步驟1、控制處理器、模擬量輸入卡、模擬量輸出卡、開(kāi)關(guān)量輸入卡及開(kāi)關(guān)量輸出卡均向外擴(kuò)展四路通訊接口；

步驟2、將屬于同一三冗錯(cuò)控制器組的控制處理器、模擬量輸入卡、模擬量輸出卡、開(kāi)關(guān)量輸入卡及開(kāi)關(guān)量輸出卡的四路通訊接口與四路控制通訊總線通過(guò)矩陣方式進(jìn)行連接，在四路控制通訊總線中有一路控制通訊總線為備用總線。