一种plc温备份冗余方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及PLC控制领域，尤其涉及一种PLC温备份冗余方法及系统。
【背景技术】
[0002]可编程控制器(PLC)以结构紧凑、可靠性高、组态灵活、编程简单、调试维护方便等优点，在现代工业自动化领域中发挥越来越重要的作用，但随着自动化系统复杂性的提高和控制技术的发展，对系统的可靠性和故障定位提出了进一步的要求。在很多可靠性和安全性要求苛刻的领域，单一 PLC系统已经不能满足要求，因此PLC的冗余系统也越来越重要。在火箭测试发射控制领域，大部分采用两套PLC并联冗余的方式实现火箭的发射控制。
[0003]通常PLC的冗余工作方式有热备份和冷备份，其中热备份是两套PLC同时工作，并联输出控制，输出模块动作次数过多导致热备份方式PLC寿命消耗严重，而且故障隔离度差；冷备份同样需要两套PLC，只是一套工作，一套停机等候，当出现故障时进行切换，势必造成系统恢复时间长，可靠性较低。
[0004]因此，亟需一种针对火箭发射控制的PLC温备份冗余方法及系统，在不降低系统可靠性和安全性的基础上，延长系统工作寿命，提高容错性，实现故障识别定位和故障即时消除。
【发明内容】
[0005]本发明提供了一种PLC温备份冗余方法及系统，与现有的PLC冗余工作方式相比，能够在不降低系统可靠性和安全性的基础上，延长系统工作寿命，提高容错性，实现故障识别定位和故障即时消除。
[0006]根据本发明的一个方面，提供了一种PLC温备份冗余方法，其特征在于，包括:
[0007]主PLC基于接收的外部信号及上位机发送的控制指令输出第一信号，备份PLC基于所述外部信号及所述控制指令生成正常逻辑信号；
[0008]所述备份PLC采集所述主PLC输出的第一信号，并基于第一信号与所述正常逻辑信号，判断所述主PLC处于正常工作模式、故障模式或误输出模式中的哪一模式；
[0009]当所述备份PLC判断所述主PLC处于故障模式，则接管所述主PLC的工作。
[0010]优选地，所述主PLC基于接收的外部信号及上位机发送的控制指令输出第一信号包括:基于上位机发送的控制指令，所述主PLC的输入模块接收所述外部信号之后，所述主PLC的输出模块的每一个输出通道输出该输出通道的第一信号；
[0011]所述备份PLC基于所述外部信号及所述控制指令生成正常逻辑信号包括:基于上位机发送的控制指令，所述备份PLC的第一输入模块接收所述外部信号之后，所述备份PLC生成正常逻辑信号并暂存；
[0012]所述备份PLC采集所述主PLC输出的第一信号包括:所述备份PLC的第二输入模块的输入通道与所述主PLC的输出模块的输出通道一一相连，采集所述主PLC的输出模块的每一个输出通道输出的该输出通道的第一信号；其中，
[0013]所述第二输入模块的输入通道与所述主PLC的输出模块的输出通道数量相同。
[0014]优选地，在主PLC的输出模块的每一个输出通道设置二极管，所述每一个输出通道经过所述二极管后与备份PLC的输出模块的输出通道一一相连，其中，
[0015]主PLC的输出模块的输出通道与备份PLC输出模块的输出通道数量相同。
[0016]优选地，所述基于第一信号与所述正常逻辑信号，判断所述主PLC处于正常工作模式、故障模式或误输出模式中的哪一模式具体包括:
[0017]当备份PLC检测到主PLC输出模块的某一输出通道输出的第一信号为0N，且与该输出通道对应的正常逻辑信号为0N，则判断该输出通道处于正常工作模式；
[0018]当备份PLC检测到主PLC输出模块的某一输出通道输出的第一信号为0FF，且与该输出通道对应的正常逻辑信号为0FF，则判断该输出通道处于正常工作模式；
[0019]当备份PLC检测到主PLC输出模块的某一输出通道输出的第一信号为0FF，且与该输出通道对应的正常逻辑信号为0N，则判断该输出通道处于故障模式；
[0020]当备份PLC检测到主PLC输出模块的每一个输出通道输出的该主PLC输出模块的输出通道的第一信号为0FF，且与该每一个输出通道对应的正常逻辑信号为0N，则判断该输出模块处于故障模式；
[0021]当备份PLC检测到主PLC输出模块的某一输出通道输出的第一信号为0N，且与该输出通道对应的正常逻辑信号为0FF，则判断该输出通道处于误输出模式；
[0022]当主PLC输出模块的每一个输出通道都处于正常工作模式，则判断主PLC处于正常工作模式；
[0023]当主PLC输出模块的部分输出通道或所述输出模块处于故障模式，则判断主PLC处于故障模式；
[0024]当主PLC输出模块的部分或全部输出通道处于误输出模式，则判断主PLC处于误输出模式。
[0025]优选地，所述当所述备份PLC判断所述主PLC处于故障模式，则接管所述主PLC的工作具体包括:
[0026]当备份PLC判断主PLC输出模块的某一输出通道处于故障模式，则以与该输出通道相连的备份PLC的输出模块的输出通道进行接管，并记录故障信息上报至上位机；
[0027]当备份PLC判断主PLC输出模块处于故障模式，则以备份PLC的输出模块接管主PLC输出模块的工作，并记录故障信息上报至上位机。
[0028]优选地，当备份PLC判断主PLC输出模块的输出通道处于正常模式，备份PLC不对外输出；
[0029]当备份PLC判断主PLC输出模块的输出通道处于误输出模式，则记录误输出信息并上报至上位机。
[0030]优选地，当上位机监测到主PLC的电源模块、CPU模块或输入模块发生故障时，停止主PLC运行，切换至备份PLC。
[0031]优选地，在备用PLC接管主PLC的工作之后，当主PLC故障解除时，主PLC接管备份PLC的工作。
[0032]根据本发明的另一个方面，提供了一种PLC温备份冗余系统，其特征在于，包括:上位机、主PLC及备份PLC，其中，
[0033]主PLC基于接收的外部信号及上位机发送的控制指令输出第一信号，备份PLC基于所述外部信号及所述控制指令生成正常逻辑信号；
[0034]所述备份PLC采集所述主PLC输出的第一信号，并基于第一信号与所述正常逻辑信号，判断所述主PLC处于正常工作模式、故障模式或误输出模式中的哪一模式；
[0035]当所述备份PLC判断所述主PLC处于故障模式，则接管所述主PLC的工作。
[0036]优选地，所述主PLC包括输入模块及输出模块；
[0037]所述备份PLC包括第一输入模块、第二输入模块及输出模块；
[0038]所述主PLC基于接收的外部信号及上位机发送的控制指令输出第一信号包括:基于上位机发送的控制指令，所述主PLC的输入模块接收所述外部信号之后，所述主PLC的输出模块的每一个输出通道输出该输出通道的第一信号；
[0039]所述备份PLC基于所述外部信号及所述控制指令生成正常逻辑信号包括:基于上位机发送的控制指令，所述备份PLC的第一输入模块接收所述外部信号之后，所述备份PLC生成正常逻辑信号并暂存；
[0040]所述备份PLC采集所述主PLC输出的第一信号包括:所述备份PLC的第二输入模块的输入通道与所述主PLC的输出模块的输出通道一一相连，采集所述主PLC的输出模块的每一个输出通道输出的该输出通道的第一信号；其中，
[0041]所述第二输入模块的输入通道与所述主PLC的输出模块的输出通道数量相同；并
[0042]在主PLC的输出模块的每一个输出通道设置二极管，所述每一个输出通道经过所述二极管后与备份PLC输出模块的输出通道相连；其中，
[0043]主PLC的输出模块的输出通道与备份PLC输出模块的输出通道数量相同。
[0044]根据本发明的PLC温备份冗余方法及系统，能够在不降低PLC系统可靠性和安全性的基础上，延长系统工作寿命，提高容错性，实现故障识别定位和故障即时消除。
【附图说明】
[0045]图1是本发明的PLC温备份冗余方法的流程图；
[0046]图2是本发明的PLC温备份冗余系统的架构示意图；
[0047]图3是本发明的主PLC梯形图；
[0048]图4是本发明的备份PLC梯形图；
[0049]图5是本发明的备份PLC判断主PLC状态的判定图。
【具体实施方式】
[0050]为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
[0051]现有技术中PLC的冗余工作方式有热备份和冷备份，其中热备份存在PLC寿命消耗严重，且故障隔离度差的问题；冷备份也存在系统恢复时间长，可靠性较低的问题。以上PLC冗余工作方式难以适应对可靠性和安全性要求苛刻的火箭发射控制领域。针