[發(fā)明專利]一種三重冗余系統(tǒng)與兩重冗余系統(tǒng)的對接裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310680979.7
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN104007657B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚為正;胡四全;吉攀攀;俎立峰;何虎
• 申請（專利權(quán)）人: 許繼集團有限公司
• 主分類號: G05B9/03
• 分類號: G05B9/03
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司41119
• 代理人: 胡泳棋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種三重冗余系統(tǒng)與兩重冗余系統(tǒng)的對接裝置及方法，屬于工業(yè)控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前工業(yè)控制中的冗余方式主要采用兩重冗余，在一些對產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性要求較高的系統(tǒng)中，也采用三重冗余系統(tǒng)。三重冗余系統(tǒng)由三個功能相同的模塊組成。在三個模塊的輸出上加一個表決器。只要三個模塊中的任何兩個的輸出一致，表決器的輸出就是該兩個模塊的輸出的“與”函數(shù)。三個模塊即使有一個或兩個發(fā)生故障，整個系統(tǒng)也可以正常工作。三重冗余系統(tǒng)的冗余程度和可靠性明顯高于兩重冗余系統(tǒng)，但是造價也比兩重冗余系統(tǒng)高出50%。在一般的控制系統(tǒng)中，如果采用兩重冗余方式，則所有裝置都設(shè)計為兩套，如果采用三重冗余方式，則所有裝置都設(shè)計為三套。在單純采用兩重冗余系統(tǒng)或者三重冗余系統(tǒng)中，冗余通道是一對一的，不存在接口問題。在復雜的控制系統(tǒng)中，通常會考慮將核心子系統(tǒng)或者容易發(fā)生故障的子系統(tǒng)設(shè)計為三重冗余系統(tǒng)，一般子系統(tǒng)設(shè)計為兩重冗余系統(tǒng)，這樣既提高了系統(tǒng)的可靠性，也在一定程度上降低了系統(tǒng)的成本，在同時采用三重冗余和兩重冗余的系統(tǒng)中，就存在三冗余系統(tǒng)與兩冗余系統(tǒng)的信號對接問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種三重冗余系統(tǒng)與兩重冗余系統(tǒng)的對接裝置及方法，以解決目前同時采用三重冗余和兩重冗余的系統(tǒng)中，存在三冗余系統(tǒng)與兩冗余系統(tǒng)的信號對接問題。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而提供一種三重冗余系統(tǒng)與兩重冗余系統(tǒng)的對接裝置，該裝置包括三重冗余系統(tǒng)、兩個邏輯處理單元和兩重冗余系統(tǒng)，三重冗余系統(tǒng)和兩重冗余系統(tǒng)都分別與兩個邏輯處理單元相連接，兩個邏輯處理單元之間相互連接，兩個邏輯處理單元中都設(shè)置有狀態(tài)采集模塊和邏輯判斷模塊，狀態(tài)采集模塊用于采集三重冗余系統(tǒng)和兩重冗余系統(tǒng)的運行狀態(tài)；邏輯判斷模塊用于實現(xiàn)三重冗余系統(tǒng)和兩重冗余系統(tǒng)相互對接，其實現(xiàn)過程為：

根據(jù)狀態(tài)采集模塊采集到的信息，判斷三重冗余系統(tǒng)和兩重冗余系統(tǒng)的狀態(tài)；

如果輸出設(shè)備為三重冗余系統(tǒng)，則根據(jù)狀態(tài)采集模塊采集到三重冗余系統(tǒng)的運行狀態(tài)判斷三重冗余系統(tǒng)是否發(fā)生故障，如果沒有，則三重冗余系統(tǒng)的輸出采用“3取2”輸出邏輯作為兩重冗余系統(tǒng)的輸入，三重冗余系統(tǒng)中有一個系統(tǒng)發(fā)生故障，則采用“2取1”輸出邏輯作為兩重冗余系統(tǒng)的輸入，三重冗余系統(tǒng)中有兩個系統(tǒng)發(fā)生故障，則采用“1取1”輸出邏輯兩重冗余系統(tǒng)的輸入；

如果輸出設(shè)備為兩重冗余系統(tǒng)，則根據(jù)狀態(tài)采集模塊采集到兩重冗余系統(tǒng)的運行狀態(tài)判斷誰是主運行系統(tǒng)，將兩重冗余系統(tǒng)中主運行系統(tǒng)中輸出作為該兩重冗余系統(tǒng)的輸出，即作為三重冗余系統(tǒng)的輸入。

所述三重冗余系統(tǒng)與兩重冗余系統(tǒng)是交叉冗余的，即任何一個兩重冗余系統(tǒng)的控制裝置損壞、任何一個邏輯處理單元損壞，或者任何一個或兩個三重冗余系統(tǒng)的控制裝置損壞，都不影響整個控制系統(tǒng)的正常運行。

所述的兩個邏輯處理單元之間互相知道對方的工作狀態(tài)，避免沖突，同時，在其中一個邏輯處理單元故障時，通過切換主運行和備運行單元的狀態(tài)，可以保證系統(tǒng)正常。

所述兩重冗余系統(tǒng)中的主運行系統(tǒng)故障時，備運行系統(tǒng)轉(zhuǎn)為主運行系統(tǒng)運行。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題還提供了一種三重冗余系統(tǒng)與兩重冗余系統(tǒng)的對接方法，該對接方法的步驟如下：

1）.采集三重冗余系統(tǒng)和兩重冗余系統(tǒng)的運行狀態(tài)，判斷三重冗余系統(tǒng)和兩重冗余系統(tǒng)中誰是輸出設(shè)備；

2）.如果輸出設(shè)備為三重冗余系統(tǒng)，則根據(jù)采集到三重冗余系統(tǒng)的運行狀態(tài)判斷三重冗余系統(tǒng)是否發(fā)生故障，如果沒有，則三重冗余系統(tǒng)的輸出采用“3取2”輸出邏輯作為兩重冗余系統(tǒng)的輸入，三重冗余系統(tǒng)中有一個系統(tǒng)發(fā)生故障，則采用“2取1”輸出邏輯作為兩重冗余系統(tǒng)的輸入，三重冗余系統(tǒng)中有兩個系統(tǒng)發(fā)生故障，則采用“1取1”輸出邏輯兩重冗余系統(tǒng)的輸入；

3）如果輸出設(shè)備為兩重冗余系統(tǒng)，則根據(jù)采集到兩重冗余系統(tǒng)的運行狀態(tài)判斷誰是主運行系統(tǒng)，將兩重冗余系統(tǒng)中主運行系統(tǒng)中輸出作為該兩重冗余系統(tǒng)的輸出，即作為三重冗余系統(tǒng)的輸入。

所述的步驟2）中“3取2”輸出邏輯是指輸出為三重冗余系統(tǒng)的輸出中至少2個相同的輸出值。

所述的步驟2）中“2取1”輸出邏輯指的是故障系統(tǒng)退出運行，其輸出不參與輸出表決，兩個正常運行的系統(tǒng)輸出相同時，則采用這個相同的輸出值作為三重冗余系統(tǒng)的輸出，兩個正常運行的系統(tǒng)輸出不同時，采用優(yōu)先級較高系統(tǒng)的輸出作為三重冗余系統(tǒng)的輸出。