冗余切换控制方法及电路技术

一种冗余切换控制方法，其特征在于该方法包括以下步骤：　　　　１）检测到正逻辑状态的逻辑对象Ａ出现异常状态；　　　　２）逻辑对象Ａ将表示自身出现异常状态的信号发送给另一个逻辑对象Ｂ；　　　　３）另一个逻辑对象Ｂ获悉逻辑对象Ａ出现异常状态，进行逻辑对象Ｂ的故障检测，并根据自身的故障程度确定逻辑状态；　　　　４）逻辑对象Ａ根据逻辑对象Ｂ的逻辑状态，进行故障程度比较，再次确定自身的逻辑状态；　　　　５）根据需要重复步骤１）－４）直到将故障程度较轻的逻辑对象确定为正逻辑状态。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自动化控制领域中冗余系统中的切换，尤指冗余切换中的控制方法及电路。
技术介绍
一般的说，在工业自动化领域，对主控制模块或者重要的模拟量输入输出模块进行冗余配置，以降低故障风险，增加系统的可靠性。通常，这些模块(即逻辑对象)采用了一个以上的中央处理器(CPU)。这样，逻辑对象出现异常状态时，如有必要，可以在中央处理器的控制下进行正反逻辑状态切换，以保证控制任务的连续性。通常构建集散控制系统(DCS)中的两个主控制模块或者输入输出(I/O)模块的冗余系统时，需要对冗余切换进行控制。这样，处于工作状态的一个主控模块或者输入输出(I/O)模块发生故障、热复位、掉电等状态时，可以引发快速冗余切换，保证控制任务的连续性。目前已知的冗余切换控制方法中，当互为冗余的两个逻辑对象同时上电时，通过设定一个定时器的方式来确定逻辑对象的逻辑状态，用这种方法必须考虑逻辑对象的复位时间问题，一个典型的复位芯片的复位脉冲在30～400ms，这样，这个定时器时间必须大于400ms，才能确定逻辑对象的正反逻辑状态，相关专利文献请参考公开号为CN 1275000A的中国专利申请。当处于正逻辑状态的逻辑对象出现异常时，目前现有的冗余切换控制方法中，通常都进行了冗余切换，这样，如果在切换之前当处于反逻辑状态的逻辑对象出现严重故障，而处于正逻辑状态的逻辑对象只是轻度故障时，就产生了一次不应该进行的冗余切换。在某些场合，需要按照用户的要求进行手动的冗余切换。此外，当处于正逻辑状态的逻辑对象突然断电或者复位时，处于反逻辑状态的逻辑对象需要快速的接过控制权，继续执行控制任务。总的来说，现有的冗余方法存在如下的一些缺点1.互为冗余的两个逻辑对象同时上电时，逻辑状态的确定时间较长；2.没有按照故障程度，进行故障条件下的冗余切换；3.没有实现手动的冗余切换；4.没有涉及处于正逻辑的逻辑对象断电和复位情况下的逻辑状态的确定。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种冗余切换控制方法及电路，使冗余系统按照逻辑对象的故障程度，进行故障条件下的冗余切换。本专利技术解决的第二个问题是提供一种冗余切换控制方法及电路，使冗余系统在逻辑对象出现故障、复位及掉电情况下，快速确定逻辑对象的逻辑状态。本专利技术解决的第三个问题是提供一种冗余切换控制方法及电路，使冗余系统响应手动切换。为解决上述问题，本专利技术冗余切换控制方法包括以下步骤1)检测到正逻辑状态的逻辑对象A出现异常状态； 2)逻辑对象A将表示自身出现异常状态的信号发送给另一个逻辑对象B；3)另一个逻辑对象B获悉逻辑对象A出现异常状态，进行逻辑对象B的故障检测，并根据自身的故障程度确定逻辑状态；4)逻辑对象A根据逻辑对象B的逻辑状态，进行故障程度比较，再次确定自身的逻辑状态；5)根据需要重复步骤1)-4)直到将故障程度较轻的逻辑对象确定为正逻辑状态。逻辑对象故障检测结果分成两级或者两级以上的故障程度，并根据时序的不同，用逻辑对象的逻辑状态值表示。逻辑对象的掉电状况列入故障状况进行处理。步骤4)进一步包括如下步骤4-1)逻辑对象A延时等待；4-2)读取逻辑对象B逻辑状态4-3)判断逻辑对象B与逻辑对象A的表示逻辑状态的逻辑值是否相同；4-4)如果不同，则逻辑对象B的故障程度低于逻辑对象A的故障程度，将逻辑对象A确定为反逻辑状态；4-5)如果相同，逻辑对象A对自身的故障程度进行判断，并再次确定逻辑状态；4-6)判断逻辑对象A与逻辑对象B的表示逻辑状态的逻辑值是否相同，4-7)如果不同，则逻辑对象A的故障程度低于或者等于逻辑对象B的故障程度，将逻辑对象A确定为正逻辑状态；4-8)如果相同，则重复步骤4-1)至4-7)直至完成逻辑对象A逻辑状态的确定。步骤3)具体包括如下步骤3-1)响应逻辑对象A的状态改变并进行故障检测；3-2)逻辑对象B根据故障程度确定逻辑状态；3-3)如果逻辑对象B为正逻辑状态，并通知逻辑对象A；3-4)如果逻辑对象B为反逻辑状态，逻辑对象B开始延时等待；3-5)逻辑对象B再次判断逻辑对象A的逻辑状态；3-6)如果逻辑对象A处于正逻辑状态，逻辑对象B确定为反逻辑状态；3-7)如果逻辑对象A处于反逻辑状态，则重复步骤3-1)至3-6)直至完成逻辑对象B逻辑状态的确定。该方法还包括复位时逻辑对象逻辑状态确定流程，该流程包括逻辑对象同时复位流程及一个逻辑对象复位流程。逻辑对象同时复位流程包括以下步骤1)逻辑对象都处于复位状态；2)一个逻辑对象率先结束复位状态，并把该逻辑对象确定为正逻辑；3)通知另一个逻辑对象，并确定另一逻辑对象为反逻辑。一个逻辑对象复位流程包括以下步骤1)处于正逻辑状态的逻辑对象A复位，改变逻辑状态值，并通知逻辑对象B；2)逻辑对象B的复位判断；3)如果逻辑对象B处于复位状态，则此时两个逻辑对象同时在复位，按照逻辑对象同时复位流程确定逻辑状态；4)如果逻辑对象B不处于复位状态，两个逻辑对象进行正反逻辑切换。此外，该方法还包括手动切换流程，该流程包括以下步骤1)逻辑对象在接收到上位机发送的正反逻辑切换命令；2)处于正逻辑状态的逻辑对象A立即确定为反逻辑状态，并通知逻辑对象B；处于反逻辑状态的逻辑对象B逻辑对象A的状态改变，进行延时等待；3)逻辑对象B再次检测到逻辑对象A为反逻辑状态，则确定自身为正逻辑状态。相应地，本专利技术冗余切换控制电路包括一组与非逻辑电路和中央处理器，与非逻辑电路分别对应逻辑对象，具有三个输入端第一个输入端传输控制信号，由中央处理器控制；第二个输入端传输复位信号，由逻辑对象的复位芯片控制，逻辑对象复位时，相应的第二个输入端为低电平；第三个输入端传输状态信号，与相对逻辑对象与非逻辑电路的输出端相连，该第三个输入端为低电平时，表示相对逻辑对象处于或即将处于正逻辑状态；第三输入端同时连接各自对应中央处理器的一个外中断输入端，快速响应逻辑对象的逻辑状态改变。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点从以上的分析中可以看到，本专利技术的优点是1.能够快速确定逻辑对象的正反逻辑状态； 2.根据故障等级进行正反逻辑切换；3.能快速确定两个逻辑对象同时上电时的逻辑状态；4.实现基于手动控制的正反逻辑切换；5.两个逻辑对象在同时启动之前是完全对等的关系；6.具有正反逻辑状态锁定功能；7.实现正反逻辑切换的逻辑电路简单，实现成本低廉。附图说明图1是本专利技术冗余切换控制电路示意图。图2是两个逻辑对象同时复位时逻辑状态的确定流程图。图3是处于正逻辑的对象复位之后逻辑状态的确定流程图。图4是处于正逻辑的对象出现故障之后逻辑状态的确定流程图。图5是处于正逻辑的逻辑对象出现故障之后的正反逻辑确定时序的示意图。图6是处于正逻辑的逻辑对象A出现故障时，逻辑对象A的逻辑状态的确定流程图。图7是处于正逻辑的逻辑对象A出现故障时，逻辑对象B的逻辑状态的确定流程图。图8是本专利技术冗余切换控制方法的整体流程图。图9是本专利技术冗余切换控制方法的中断流程图。具体实施例方式请参照图1所示，本专利技术冗余切换控制电路示意图。该逻辑电路主要由一组与非逻辑电路和中央处理器组成，实现两个逻辑对象A、B的逻辑状态信息的交换、逻辑状态的互锁功能。本实施例中采用2个与非逻辑电路作为示意性说明，与非逻辑电路1、2分别对应逻辑对象A、B，具有三个输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冗余切换控制方法，其特征在于该方法包括以下步骤1)检测到正逻辑状态的逻辑对象A出现异常状态；2)逻辑对象A将表示自身出现异常状态的信号发送给另一个逻辑对象B；3)另一个逻辑对象B获悉逻辑对象A出现异常状态，进行逻辑对象B的故障检测，并根据自身的故障程度确定逻辑状态；4)逻辑对象A根据逻辑对象B的逻辑状态，进行故障程度比较，再次确定自身的逻辑状态；5)根据需要重复步骤1)-4)直到将故障程度较轻的逻辑对象确定为正逻辑状态。2.如权利要求1所述的冗余切换控制方法，其特征在于步骤4)进一步包括如下步骤4-1)逻辑对象A延时等待；4-2)读取逻辑对象B逻辑状态4-3)判断逻辑对象B与逻辑对象A的表示逻辑状态的逻辑值是否相同；4-4)如果不同，则逻辑对象B的故障程度低于逻辑对象A的故障程度，将逻辑对象A确定为反逻辑状态；4-5)如果相同，逻辑对象A对自身的故障程度进行判断，并再次确定逻辑状态；4-6)判断逻辑对象A与逻辑对象B的表示逻辑状态的逻辑值是否相同，4-7)如果不同，则逻辑对象A的故障程度低于或者等于逻辑对象B的故障程度，将逻辑对象A确定为正逻辑状态；4-8)如果相同，则重复步骤4-1)至4-7)直至完成逻辑对象A逻辑状态的确定。3.如权利要求2所述的冗余切换控制方法，其特征在于步骤3)具体包括如下步骤3-1)响应逻辑对象A的状态改变并进行故障检测；3-2)逻辑对象B根据故障程度确定逻辑状态；3-3)如果逻辑对象B为正逻辑状态，并通知逻辑对象A；3-4)如果逻辑对象B为反逻辑状态，逻辑对象B开始延时等待；3-5)逻辑对象B再次判断逻辑对象A的逻辑状态；3-6)如果逻辑对象A处于正逻辑状态，逻辑对象B确定为反逻辑状态；3-7)如果逻辑对象A处于反逻辑状态，则重复步骤3-1)至3-6)直至完成逻辑对象B逻辑状态的确定。4.如权利要求3所述的冗余切换控制方法，其特征在于该方法还包括复位时逻辑对象逻辑状态确定流程，该流程...

【专利技术属性】
技术研发人员：李华军，黄文君，金建祥，靳旭哲，
申请(专利权)人：浙江中控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：