【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种船舶控制系统，尤其涉及一种船舶自动化冗余系统及其冗余控制方法。
技术介绍
1、船舶控制系统通常包括电力控制系统、推进控制系统、舵控制系统、消防控制系统、安保控制系统、任务控制系统、机舱监测系统等若干组成部分。目前，随着信息技术的发展，船舶的各控制系统已经从早期相互独立的模式逐步在信息融合、互联互通方面实现了信息集成与数据综合利用，发展出了全船综合监测、智能集成平台、综合平台管理系统等信息应用系统，方便船员的船舶操纵与运行维护，减轻了船员的工作负荷。
2、然而，船舶控制系统中若某设备或网络出现故障则会导致船舶的某个功能无法实现，进而导致船舶无法正常运行。目前有些船舶控制系统中也进行冗余设计，但其主、备设备在船舶正常运转时是同步运行、同步处于工作状态的，这样会占用较多的资源，同时设备损耗快；还有些船舶控制系统的冗余设计是在主设备运行时，备用设备未启动，当主设备出现故障时再启动备用设备，这样在将主设备替换为备用设备的过程中，会出现数据丢失。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种船舶自动化冗余系统及其冗余控制方法，用以解决上述
技术介绍
中存在的问题。
2、一种船舶自动化冗余系统，包括操作员站、管理网网络、服务站服务器、通信服务器、系统网网络、控制器、控制网网络和设备负载，所述管理网网络包括主管理网络和从管理网络，服务站服务器包括主服务站服务器和从服务站服务器，通信服务器包括主通信服务器和从通信服务器，系统网网络包括主系统网络和从系统网络，
3、所述操作员站分别与主管理网络和从管理网络相连，所述主服务站服务器和从服务站服务器均并联连接至主管理网络和从管理网络上，所述主通信服务器和从通信服务器的一端均并联连接至主管理网络和从管理网络上，主通信服务器和从通信服务器的另一端均并联连接至主系统网络和从系统网络上，所述主控控制器和从控控制器的一端均并联连接至主系统网络和从系统网络上、另一端并联连接至控制网网络上，控制网网络与设备负载相连。
4、优选地，所述主通信服务器和从通信服务器均包括四个网口，主通信服务器的其中两个网口用于连接至主管理网络和从管理网络、另外两个网口用于连接至主系统网络和从系统网络；
5、从通信服务器的其中两个网口用于连接至主管理网络和从管理网络、另外两个网口用于连接至主系统网络和从系统网络。
6、优选地，所述控制网网络包括主控制网络和从控制网络，设备负载包括主设备和备用设备，主设备和备用设备均并联连接至主控制网络和从控制网络上。
7、一种船舶自动化冗余系统的冗余控制方法，具体包括以下步骤：
8、所述船舶自动化冗余系统正常工作时，主控控制器、主通信服务器和主服务站服务器均处于正常工作状态，从控控制器、从通信服务器和从服务站服务器均处于待运行工作状态，主控控制器通过控制网网络向设备负载发送控制命令或数据请求命令并将其从设备负载接收到的数据通过主系统网络传输给主通信服务器，主通信服务器将其接收到的数据通过主管理网络传输给主服务站服务器，主服务站服务器将其内部存储的所有数据通过主管理网络同步传输给从服务站服务器，
9、用户通过操作员站发出控制命令或数据请求命令，以通过主管理网络从主服务站服务器获取相应数据，或主通信服务器通过主管理网络获取操作员站下发给主服务站服务器的控制命令或数据请求命令并将控制命令或数据请求命令通过主系统网络传输给主控控制器以获取相应数据；
10、船舶自动化冗余系统正常工作的过程中，系统根据其系统诊断服务程序实时对通信服务器、服务站服务器、控制器进行故障检测，根据故障检测结构进行主、从设备或主、从网络的切换。
11、优选地，系统根据其系统诊断服务程序实时对通信服务器进行故障检测的具体步骤为：
12、主通信服务器通过主管理网络定时向从通信服务器发送存活报文，若从通信服务器接收到存活报文，则说明主通信服务器、主管理网络均正常工作；
13、若从通信服务器未接收到存活报文，则先将当前网络从主管理网络切换为从管理网络，网络切换后判断从通信服务器是否接收到存活报文，若接收到存活报文，则说明主管理网络故障；若网络切换后从通信服务器依然未接收到存活报文，则说明主通信服务器故障，将当前处于工作状态的通信服务器从主通信服务器切换为从通信服务器。
14、优选地，系统根据其系统诊断服务程序实时对服务站服务器进行故障检测的具体步骤为：
15、主服务站服务器通过主管理网络定时向从服务站服务器发送存活报文，若从服务站服务器接收到存活报文，则说明主服务站服务器、主管理网络均正常工作；
16、若从服务站服务器未接收到存活报文，则先将当前网络从主管理网络切换为从管理网络，网络切换后判断从服务站服务器是否接收到存活报文，若接收到存活报文，则说明主管理网络故障；若网络切换后从服务站服务器依然未接收到存活报文，则说明主服务站服务器故障，将当前处于工作状态的通信服务器从主服务站服务器切换为从服务站服务器。
17、优选地，系统根据其系统诊断服务程序实时对控制器进行故障检测的具体步骤为：
18、主控控制器通过主系统网络定时向从控控制器发送存活报文，若从控控制器接收到存活报文，则说明主控控制器、主系统网络均正常工作；
19、若从控控制器未接收到存活报文，则先将当前网络从主系统网络切换为从系统网络，网络切换后判断从控控制器是否接收到存活报文，若接收到存活报文，则说明主系统网络故障；若网络切换后从控控制器依然未接收到存活报文，则说明主控控制器故障，将当前处于工作状态的控制器从主控控制器切换为从控控制器。
20、本专利技术的有益效果是：
21、1、本专利技术的船舶自动化冗余系统通过将管理网网络、服务站服务器、通信服务器、系统网网络、控制器、控制网网络和设备负载均设置成一主一备，且主设备正常工作运行时备用设备处于待运行工作状态，当任一网络或任一设备出现故障，通过将备用网络或备用设备及时切换为工作网络或工作设备，可以保证船舶的正常运行，并且也不会造成数据丢失，同时由于主设备正常工作运行时备用设备仅处于待运行工作状态，因此可大大提高设备的使用寿命，降低设备损耗。
22、2、服务站服务器、通信服务器、控制器的主设备和备用设备之间会进行心跳检测，根据心跳检测机制可及时检测出设备异常或网络异常，从而将备用设备或备用网络快速切换为主，避免影响船舶的正常运行。
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1.一种船舶自动化冗余系统，其特征在于，包括操作员站、管理网网络、服务站服务器、通信服务器、系统网网络、控制器、控制网网络和设备负载，所述管理网网络包括主管理网络和从管理网络，服务站服务器包括主服务站服务器和从服务站服务器，通信服务器包括主通信服务器和从通信服务器，系统网网络包括主系统网络和从系统网络，控制器包括主控控制器和从控控制器，
2.根据权利要求1所述的船舶自动化冗余系统，其特征在于，所述主通信服务器和从通信服务器均包括四个网口，主通信服务器的其中两个网口用于连接至主管理网络和从管理网络、另外两个网口用于连接至主系统网络和从系统网络；
3.根据权利要求1所述的船舶自动化冗余系统，其特征在于，所述控制网网络包括主控制网络和从控制网络，设备负载包括主设备和备用设备，主设备和备用设备均并联连接至主控制网络和从控制网络上。
4.一种权利要求1-3中任一项所述的船舶自动化冗余系统的冗余控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的船舶自动化冗余系统的冗余控制方法，其特征在于，系统根据其系统诊断服务程序实时对通信服务
6.根据权利要求4所述的船舶自动化冗余系统的冗余控制方法，其特征在于，系统根据其系统诊断服务程序实时对服务站服务器进行故障检测的具体步骤为：
7.根据权利要求4所述的船舶自动化冗余系统的冗余控制方法，其特征在于，系统根据其系统诊断服务程序实时对控制器进行故障检测的具体步骤为：
...【技术特征摘要】
1.一种船舶自动化冗余系统，其特征在于，包括操作员站、管理网网络、服务站服务器、通信服务器、系统网网络、控制器、控制网网络和设备负载，所述管理网网络包括主管理网络和从管理网络，服务站服务器包括主服务站服务器和从服务站服务器，通信服务器包括主通信服务器和从通信服务器，系统网网络包括主系统网络和从系统网络，控制器包括主控控制器和从控控制器，
2.根据权利要求1所述的船舶自动化冗余系统，其特征在于，所述主通信服务器和从通信服务器均包括四个网口，主通信服务器的其中两个网口用于连接至主管理网络和从管理网络、另外两个网口用于连接至主系统网络和从系统网络；
3.根据权利要求1所述的船舶自动化冗余系统，其特征在于，所述控制网网络包括主控制网络和从...
【专利技术属性】
技术研发人员：李根，
申请(专利权)人：中船航海科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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