一种控制三机冗余控制系统停机的装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种控制三机冗余控制系统停机的装置。在该装置中，控制器的信号接收端接收其他控制器发送的第一状态信息、第二状态信息。进而，处理器根据信号接收端的接收状态、第一状态信息和/或第二状态信息生成第三状态信息，并根据第三状态信息和/或预先设置的优先级确定第三控制器是否停机，当在连续的多个判断周期内，处理器确定第三控制器需要停机时，控制第三控制器停机。这样当某个出现故障影响控制器间的数据交互问题时，能及时根据三个控制器的接收状态对故障控制器进行停机操作，保证其他控制器的正常运行，从而保证了系统的稳定性。
【专利说明】一种控制三机冗余控制系统停机的装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及自动控制领域，尤其涉及一种控制三机冗余控制系统停机的装 置。
【背景技术】
[0002] 随着自动化技术的发展，自动控制系统在各个行业得到了广泛的应用。传统的控 制系统通常采用双机冗余控制，即在系统中设置两个结构相同的控制器，其中一个作为主 控制器，另一个作为备用控制器。当主控制器出现故障时，备用控制器替代主控制器对生产 过程进行控制。然而，在实际操作过程中很难避免主控制器和备用控制器同时发生故障的 情况，造成双机冗余控制系统的可靠性较低。
[0003] 为此，本领域的技术人员提出了一种三机冗余控制系统。该系统包括三个结构相 同的控制器，且控制器之间通过通信链路进行数据的交互，使系统达到同步的状态。然而， 当控制器之间的通信出现故障时，会影响控制器之间的数据交互，使系统将会处于不稳定 状态。 实用新型内容
[0004] 有鉴于此，本实用新型公开了一种控制三机冗余控制系统停机的装置，以保证系 统处于稳定的状态。
[0005] 为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
[0006] 一种控制三机冗余控制系统停机的装置，所述系统至少包括：通过通信链路两两 相连的第一控制器、第二控制器和第三控制器，所述装置包括：
[0007] 接收所述第一控制器生成的第一状态信息和所述第二控制器生成的第二状态信 息信号接收端；
[0008] 根据所述信号接收端的接收状态，所述第一状态信息和/或所述第二状态信息， 生成第三状态信息，进而根据所述第三状态信息和/或预先设置的优先级确定第三控制器 是否停机，当在连续的多个判断周期内，确定所述第三控制器需要停机时，控制所述第三控 制器停机的处理器；
[0009] 将所述第三状态信息发送至所述第一控制器和所述第二控制器的信号发送端。
[0010] 优选的，当所述第三状态信息表明所述第三控制器对所述第一状态信息和所述第 二状态信息的接收正常，所述第一控制器对所述第二状态信息接收正常，对所述第三状态 信息的接收异常，所述第二控制器对所述第三状态信息接收异常，对所述第一状态信息接 收正常时，所述处理器确定需要对所述第三控制器进行停机。
[0011] 优选的，当所述第三状态信息表明所述第三控制器对所述第一状态信息和所述第 二状态信息的接收正常，所述第一控制器对所述第二状态信息接收正常，对所述第三状态 信息接收异常，所述第二控制器对所述第一状态信息和所述第三状态信息接收异常接时， 确定需要对所述第三控制器进行停机。
[0012] 优选的，当所述第三状态信息表明所述第三控制器对所述第一状态信息和所述第 二状态信息的接收正常，所述第一控制器对所述第二状态信息和所述第三状态信息接收异 常，所述第二控制器对所述第一状态信息和所述第三状态信息接收异常接，且所述第三控 制器的优先级小于所述第一控制器或所述第二控制器的优先级时，所述处理器确定需要对 所述第三控制器进行停机。
[0013] 优选的，当所述第三状态信息表明所述第三控制器对所述第一状态信息的接收正 常，对所述第二状态信息的接收异常，所述第一控制器对所述第二状态信息和所述第三状 态信息接收正常，且所述第二控制器对所述第一状态信息和所述第三状态信息接收正常， 所述处理器则确定需要对所述第三控制器停机。
[0014] 优选的，当所述第三状态信息表明所述第三控制器对所述第一状态信息的接收正 常，对所述第二状态信息的接收异常，所述第一控制器对所述第二状态信息和所述第三状 态信息接收正常，所述第二控制器对所述第一状态信息接收正常，对所述第三状态信息接 收异常，且所述第三控制器的优先级小于所述第二控制器的优先级时，所述处理器则确定 需要对所述第三控制器停机。
[0015] 优选的，当所述第三状态信息表明所述第三控制器对所述第一状态信息的接收正 常，对所述第二状态信息的接收异常，所述第一控制器对所述第二状态信息接收正常，对所 述第三状态信息接收异常，所述第二控制器对所述第一状态信息和所述第三状态信息接收 正常，则确定需要对第三控制器停机。
[0016] 优选的，当所述第三状态信息表明所述第三控制器对所述第一状态信息的接收正 常，对所述第二状态信息接收异常，所述第一控制器对所述第二状态信息接收正常，对所述 第三状态信息接收异常，所述第二控制器对所述第三状态信息接收正常，对所述第一状态 信息接收异常，且所述第三控制器的优先级小于所述第一控制器或所述第二控制器的优选 级，则确定所述第三控制器需要停机。
[0017] 优选的，当所述第三状态信息表明所述第三控制器对所述第一状态信息的接收状 态正常，对所述第二状态信息的接收状态异常，所述第一控制器对所述第三状态信息接收 异常，所述第二控制器对所述第三状态信息的接收异常，所述处理器则确定第三控制器需 要停机。
[0018] 优选的，当所述第三状态信息表明所述第三控制器对所述第一状态信息和所述第 二状态信息的接收异常时，所述处理器确定需要对所述第三控制器进行停机。
[0019] 与现有技术相比，本实用新型提供了一种控制三机冗余控制系统停机的装置。在 该装置中，控制器的信号接收端接收其他控制器发送的第一状态信息、第二状态信息。进 而，处理器根据信号接收端的接收状态、第一状态信息和/或第二状态信息生成第三状态 信息，并根据第三状态信息和/或预先设置的优先级确定第三控制器是否停机，当在连续 的多个判断周期内，处理器确定第三控制器需要停机时，控制第三控制器停机。其中，第一 状态信息、第二状态信息和第三状态信息均包含三个控制器的接收状态信息。也就是说， 任意控制器可通过自身生成的第三状态信息获取三个控制器的信号接收端的接收状态。进 而，控制器根据三个控制器的信号接收端的接收状态判断是否停机。这样当某个出现故障 影响控制器间的数据交互问题时，能及时根据三个控制器的接收状态对故障控制器进行停 机操作，保证其他控制器的正常运行，从而保证了系统的稳定性。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021] 图1示出了本实用新型一种控制三机冗余控制系统停机的装置的一个实施例的 结构示意图；
[0022] 图2示出了一种三机冗余控制系统的同步链路连接示意图；
[0023] 图3示出了一种三机冗余控制系统的LVDS链路连接示意图。
【具体实施方式】
[0024] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0025] 参见图1示出了本实用新型一种控制三机冗余控制系统停机的装置的一个实施 例的结构示意图。为了区分系统中的控制器，分别将三个控制器称为第一控制器、第二控制 器和第三控制器。
[0026] 该装置包括信号接收端1、与信号接收端相连的处理器2以及与处理器2相连的信 号发送端3。
[0027] 信号接收端1，用于接收第一控制器生成的第一状态信息和第二控制器生成的第 二状态信息。
[0028] 处理器2根据信号接收端1接收到的第一状态信息、第二状态信息和信号接收端 1自身的状态信息生成第三状态信息。其中，第一状态信息、第二状态信息和第三状态信息 均包含第一控制器、第二控制器和第三控制器的信号接收端1的接收状态信息。进而，处理 器2根据第三状态信息和/或预先设置的优先级确定第三控制器是否停机。当在连续的多 个判断周期内，均确定第三控制器需要停机时，处理器控制第三控制器。
[0029] 与处理器2相连的信号发送端3,用于将自身生成的第三状态信息发送至第一控 制器和第二控制器。
[0030] 其中，该信号接收端1包括：同步信号接收端和LVDS信号接收端。信号发送，3包 括：同步信号发送端和LVDS信号发送端。控制器间通过同步链路将同步信号发送端输出的 同步信号发送至其他控制器的同步信号接收端。同时，通过LVDS链路将LVDS信号发送端 输出的LVDS信号发送至其他控制器的LVDS信号接收端。
[0031] 第一控制器、第二控制器和第三控制器均包括一个同步信号发送端、两个同步信 号接收端、两个LVDS信号发送端和两个LVDS信号接收端。参见图2示出了一种三机冗余 控制系统的同步链路连接示意图，参见图3示出了一种三机冗余控制系统的LVDS链路连接 示意图。在图2中同步信号发送端和同步信号接收端为"一对多"，即一个同步信号发送端 对应两个同步信号接收端，图3中LVDS信号发送端和LVDS信号接收端为"多对多"，即一个 LVDS信号发送端对应一个LVDS信号接收端。
[0032] 当同步链路和LVDS链路任意一条通信链路出现故障时，都会影响控制器间的数 据交互，降低系统的稳定性。因而需要根据三个控制器的同步信号接收端的接收状态和 LVDS信号接收端的接收状态，判断同步链路和LVDS链路是否故障（同步链路和LVDS链路的 故障判断原理相同)，进而控制相应的控制器停机。
[0033] 需要说明的是，该同步信号发送端发送的第三状态信息用于表示三个控制器同 步信号接收端的接收状态。LVDS信号发送端发送的第三状态信息用于表示三个控制器的 LVDS信号接收端的接收状态。
[0034] 可选的，处理器2可通过设置的停机参照表确定第三控制器是否需要停机。当第 三状态信息满足预先存储的停机参照表时，则确定需要对第三控制器进行停机操作。需要 说明的是，在实际应用中，为了操作方便，可针对系统中冗余工作的控制器的个数设置同步 链路停机参照表和LVDS链路停机参照表，控制器根据当前控制器的个数和通路链路的类 型选择相应的停机参照表。
[0035] 其中，系统中冗余工作的控制器的个数可采用控制器的系别表示。其系别的判断 过程如下：
[0036] 当处理器2能接收到其他两个控制器发送的数据时，确定控制器为3系；当处理器 只能接收到任意一个控制器发送的数据时，该控制器为2系；当处理器2不能接收到任意一 个控制器发送的数据时，该控制器为1系。
[0037] 可选的，该系别信息和第三状态信息可采用状态标志位来表示。比如：采用8位状 态标志位表示。其中，第一和第二状态标志位用于表示第三控制器的接收状态，第三和第四 状态标志位用于表不第一控制器的接收状态，第五和第六状态标志位用于表不第二控制器 的接收状态，第七和第八状态标志位用于表示第三控制器的系别信息。
[0038] 与现有技术相比，本实用新型提供了一种三机冗余控制系统的故障诊断装置。在 该装置中，控制器的信号接收端接收其他控制器发送的第一状态信息、第二状态信息。进 而，处理器根据信号接收端的接收状态、第一状态信息和/或第二状态信息生成第三状态 信息，并根据第三状态信息和/或预先设置的优先级确定第三控制器是否停机，当在连续 的多个判断周期内，处理器确定第三控制器需要停机时，控制第三控制器停机。其中，第一 状态信息、第二状态信息和第三状态信息均包含三个控制器的接收状态信息。也就是说，任 意控制器可通过自身生成的第三状态信息获取三个控制器的接收状态。进而，控制器根据 三个控制器的接收状态判断是否停机。这样当某个或某两个控制器出现故障影响控制器间 的数据交互问题时，能及时根据三个控制器的接收状态对故障控制器进行停机操作，保证 其他控制器的正常运行，从而保证了系统的稳定性。
[0039] 可选的，处理器2根据第三状态信息和预设的优先级，确定第三控制器是否需要 停机的过程如下：
[0040] 当第三状态信息表明第三控制器对第一状态信息和第二状态信息的接收正常，第 一控制器对第二状态信息接收正常，对第三状态信息的接收异常，第二控制器对第三状态 信息接收异常，对第一状态信息接收正常时，处理器2确定需要对第三控制器进行停机。
[0041] 第三状态信息表明第三控制器对第一状态信息和第二状态信息的接收正常，第一 控制器对第二状态信息接收正常，对第三状态信息接收异常，第二控制器对第一状态信息 和第三状态信息接收异常接时，处理器2确定需要对第三控制器进行停机。
[0042] 第三状态信息表明第三控制器对第一状态信息和第二状态信息的接收正常，第一 控制器对第二状态信息和第三状态信息接收异常，第二控制器对第一状态信息和第三状态 信息接收异常接，且第三控制器的优先级小于第一控制器或所述第二控制器的优先级时， 处理器2确定需要对第三控制器进行停机。
[0043]当第三状态信息表明第三控制器对第一状态信息的接收正常，对第二状态信息的 接收异常，第一控制器对第二状态信息和第三状态信息接收正常，且第二控制器对第一状 态/[目息和第二状态?目息接收正常，处理器2则确定需要对第二控制器停机。
[0044] 当第三状态信息表明所述第三控制器对所述第一状态信息的接收正常，对所述第 二状态信息的接收异常，所述第一控制器对所述第二状态信息和所述第三状态信息接收正 常，所述第二控制器对所述第一状态信息接收正常，对所述第三状态信息接收异常，且所述 第三控制器的优先级小于所述第二控制器的优先级时，处理器2则确定需要对所述第三控 制器停机。
[0045] 当所述第三状态信息表明所述第三控制器对所述第一状态信息的接收正常，对所 述第二状态信息的接收异常，所述第一控制器对第二状态信息接收正常，对第三状态信息 接收异常，第二控制器对第一状态信息第三状态信息接收正常，处理器2则确定需要对第 二控制器停机。
[0046] 当第三状态信息表明第三控制器对第一状态信息的接收正常，对第二状态信息接 收异常，第一控制器对第二状态信息接收正常，对第三状态信息接收异常，第二控制器对第 三状态信息接收正常，对第一状态信息接收异常，且第三控制器的优先级小于第一控制器 或第二控制器的优选级，处理器2则确定第三控制器需要停机。
[0047] 当第三状态信息表明第三控制器对第一状态信息的接收状态正常，对第二状态信 息的接收状态异常，第一控制器对第三状态信息接收异常，第二控制器对第三状态信息的 接收异常，处理器2则确定第三控制器需要停机。
[0048] 当第三状态信息表明第三控制器对第一状态信息和第二状态信息的接收异常时， 处理器2确定需要对第三控制器进行停机。
[〇〇49] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新 型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定 义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因 此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理 和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1. 一种控制三机冗余控制系统停机的装置，其特征在于，所述系统至少包括：通过通 信链路两两相连的第一控制器、第二控制器和第三控制器，所述装置包括： 接收所述第一控制器生成的第一状态信息和所述第二控制器生成的第二状态信息信 号接收端； 根据所述信号接收端的接收状态，所述第一状态信息和/或所述第二状态信息，生成 第三状态信息，进而根据所述第三状态信息和/或预先设置的优先级确定第三控制器是否 停机，当在连续的多个判断周期内，确定所述第三控制器需要停机时，控制所述第三控制器 停机的处理器； 将所述第三状态信息发送至所述第一控制器和所述第二控制器的信号发送端。
2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，当所述第三状态信息表明所述第三控制 器对所述第一状态信息和所述第二状态信息的接收正常，所述第一控制器对所述第二状态 信息接收正常，对所述第三状态信息的接收异常，所述第二控制器对所述第三状态信息接 收异常，对所述第一状态信息接收正常时，所述处理器确定需要对所述第三控制器进行停 机。
3. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，当所述第三状态信息表明所述第三控制 器对所述第一状态信息和所述第二状态信息的接收正常，所述第一控制器对所述第二状态 信息接收正常，对所述第三状态信息接收异常，所述第二控制器对所述第一状态信息和所 述第三状态信息接收异常接时，确定需要对所述第三控制器进行停机。
4. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，当所述第三状态信息表明所述第三控制 器对所述第一状态信息和所述第二状态信息的接收正常，所述第一控制器对所述第二状态 信息和所述第三状态信息接收异常，所述第二控制器对所述第一状态信息和所述第三状态 信息接收异常接，且所述第三控制器的优先级小于所述第一控制器或所述第二控制器的优 先级时，所述处理器确定需要对所述第三控制器进行停机。
5. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，当所述第三状态信息表明所述第三控制 器对所述第一状态信息的接收正常，对所述第二状态信息的接收异常，所述第一控制器对 所述第二状态信息和所述第三状态信息接收正常，且所述第二控制器对所述第一状态信息 和所述第三状态信息接收正常，所述处理器则确定需要对所述第三控制器停机。
6. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，当所述第三状态信息表明所述第三控制 器对所述第一状态信息的接收正常，对所述第二状态信息的接收异常，所述第一控制器对 所述第二状态信息和所述第三状态信息接收正常，所述第二控制器对所述第一状态信息接 收正常，对所述第三状态信息接收异常，且所述第三控制器的优先级小于所述第二控制器 的优先级时，所述处理器则确定需要对所述第三控制器停机。
7. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，当所述第三状态信息表明所述第三控制 器对所述第一状态信息的接收正常，对所述第二状态信息的接收异常，所述第一控制器对 所述第二状态信息接收正常，对所述第三状态信息接收异常，所述第二控制器对所述第一 状态?目息和所述第二状态?目息接收正常，则确定需要对第二控制器停机。
8. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，当所述第三状态信息表明所述第三控制 器对所述第一状态信息的接收正常，对所述第二状态信息接收异常，所述第一控制器对所 述第二状态信息接收正常，对所述第三状态信息接收异常，所述第二控制器对所述第三状 态信息接收正常，对所述第一状态信息接收异常，且所述第三控制器的优先级小于所述第 一控制器或所述第二控制器的优选级，则确定所述第三控制器需要停机。
9. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，当所述第三状态信息表明所述第三控制 器对所述第一状态信息的接收状态正常，对所述第二状态信息的接收状态异常，所述第一 控制器对所述第三状态信息接收异常，所述第二控制器对所述第三状态信息的接收异常， 所述处理器则确定第三控制器需要停机。
10. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，当所述第三状态信息表明所述第三控制 器对所述第一状态信息和所述第二状态信息的接收异常时，所述处理器确定需要对所述第 三控制器进行停机。
【文档编号】G05B19/04GK203838492SQ201320719477
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年11月14日 优先权日:2013年11月14日
【发明者】薛敏, 刘康宁, 梁志超, 康明强, 李智伟 申请人:杭州和利时自动化有限公司