本申請公開了一種控制器、多重冗余控制系統(tǒng)及其同步控制方法，其中，所述系統(tǒng)至少包括通過固定數(shù)據(jù)傳輸通道連接的第一控制器和第二控制器，在第一控制器接收到同步信息后，記錄自身時鐘的第一時鐘時刻信息，并解析所述同步信息后獲得第二控制器的第二時鐘時刻信息，這樣，由第一時鐘時刻信息、第二時鐘時刻信息和固定數(shù)據(jù)傳輸通道的傳輸時間，即可計(jì)算得到第一控制器與第二控制器的時鐘偏差，然后，依據(jù)向時鐘時刻最慢的控制器調(diào)整的策略，調(diào)整控制器的時鐘，以使多重冗余控制系統(tǒng)中的控制器的時鐘都與時鐘時刻最慢的控制器的時鐘保持一致，且同步控制方法在不改變原系統(tǒng)硬件電路的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)各個控制器的時鐘統(tǒng)一，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及多重冗余控制
，特別是涉及多重冗余系統(tǒng)及其控制方法。
技術(shù)介紹
多重冗余控制系統(tǒng)屬于工業(yè)過程控制安全領(lǐng)域，工業(yè)過程控制安全領(lǐng)域?qū)Χ嘀厝哂嗫刂葡到y(tǒng)的可靠性、安全性要求很高。比如，三重冗余控制系統(tǒng)，是通過三取二的方式表決，在單個控制器出現(xiàn)故障的情況下，仍能輸出正確的結(jié)果，保證系統(tǒng)在故障狀態(tài)下的準(zhǔn)確性與安全性。其中，多重冗余控制系統(tǒng)中的同步技術(shù)作為核心部分，其可靠性、安全性是非常重要的，用來消除系統(tǒng)中多個控制器之間因時鐘、輸入延遲等因素造成的異步，使得系統(tǒng)中的多個控制器在程序執(zhí)行狀態(tài)、周期定時及系統(tǒng)時間上達(dá)到相對一致的狀態(tài)，這樣，系統(tǒng)中多個控制器才能幾乎同時輸出表決，幾乎同時進(jìn)行輸入采集，準(zhǔn)確、穩(wěn)定的完成多重冗余過程。目前，現(xiàn)有技術(shù)中提高多重冗余控制提供的同步度的方法主要包括兩類，其一，硬件同步方法，通過硬件表決電路統(tǒng)一多個控制器的周期時鐘，達(dá)到多個控制器同步的目的，此種方式需要用硬件電路完成周期時鐘的統(tǒng)一，增加硬件的故障失效模型復(fù)雜度，而且，用于表決的周期時鐘需要中斷產(chǎn)生，產(chǎn)生的頻率對系統(tǒng)的CPU的頻率要求較高，增加了電路的復(fù)雜度。其二，通過數(shù)據(jù)通信的方式進(jìn)行多個控制器之間的同步，具體為，新上電控制器初始化后首先判斷出當(dāng)前在線的控制器，然后，選擇設(shè)備地址較小者與之交互同步信息，此種方式同時需要新上電控制器發(fā)送請求幀時間、在線控制器接收時間、在線控制器回復(fù)時間、新上電控制器接收回復(fù)信息的時間，并對這四個時間進(jìn)行計(jì)算，才能完成多個控制器之間的偏差調(diào)整，只對新上電的控制器進(jìn)行同步設(shè)計(jì)，而且，系統(tǒng)的參照點(diǎn)設(shè)計(jì)存在缺陷，當(dāng)參考控制器被更換時，整個冗余控制系統(tǒng)中的所有控制器的時鐘可能會跳變，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)中的控制器的時間可能存在不一致。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為解決上述技術(shù)問題，本申請實(shí)施例提供一種多重冗余控制系統(tǒng)及同步控制方法，以實(shí)現(xiàn)提高多重冗余控制系統(tǒng)的可靠性、同步精度，且無需增加硬件電路，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，技術(shù)方案如下:本申請?zhí)峁┮环N多重冗余控制系統(tǒng)同步控制方法，應(yīng)用于請求端的第一控制器，所述多重冗余控制系統(tǒng)至少包括第一控制器和第二控制器，其中，所述第一控制器用于請求同步信息，且所述第一控制器和所述第二控制器之間通過固定數(shù)據(jù)通信通道互相通信，所述固定數(shù)據(jù)通信通道傳輸數(shù)據(jù)幀大小固定的數(shù)據(jù)所需的傳輸時間固定不變，所述方法包括:發(fā)送周期同步信息請求，以便獲得所述第二控制器的同步信息；接收并解析所述第二控制器針對所述周期同步信息請求回復(fù)的同步信息，獲得所述同步信息所包含的所述第二控制器在接收所述周期同步信息請求時的第二時鐘時刻信息，并記錄此時所述第一控制器的第一時鐘時刻信息；依據(jù)所述第一時鐘時刻信息、所述第二時鐘時刻信息和所述固定數(shù)據(jù)通信通道的傳輸時間，計(jì)算得到所述第一控制器與所述第二控制器的時鐘偏差；依據(jù)所述第一控制器與所述多重冗余控制系統(tǒng)中的其他控制器之間的所有時鐘偏差，確定出時鐘時刻最慢的控制器；當(dāng)所述第一控制器的時鐘時刻比時鐘時刻最慢的控制器的時鐘時刻快時，調(diào)整所述第一控制器的時鐘時刻與所述時鐘時刻最慢的控制器的時鐘時刻一致。優(yōu)選的，上述方法還包括:在所述第一控制器發(fā)送周期同步請求之前，還包括:所述第一控制器確定所述多重冗余控制系統(tǒng)內(nèi)存在的其他控制器的個數(shù)。優(yōu)選的，在所述第一控制器發(fā)送周期同步請求之后，還包括:在預(yù)設(shè)時間段內(nèi)未接收到指定數(shù)量的同步信息，其中，所述指定數(shù)量為所述第一控制器確定出的所述多重冗余控制系統(tǒng)內(nèi)存在其他控制器的個數(shù)，返回執(zhí)行所述第一控制器發(fā)送周期同步信息請求，以便獲得所述第二控制器的同步周期信息。優(yōu)選的，所述第一控制器發(fā)送周期同步信息請求具體為:所述第一控制器通過廣播方式發(fā)送周期同步信息請求。本申請還提供一種多重冗余控制系統(tǒng)同步控制方法，應(yīng)用于被請求端的第二控制器，所述第二控制器用于接收周期同步信息請求，且所述第一控制器和所述第二控制器之間通過固定數(shù)據(jù)通信通道進(jìn)行互相通信，所述固定數(shù)據(jù)通信通道傳輸數(shù)據(jù)幀大小固定的數(shù)據(jù)所需的時間固定，所述方法包括:接收所述第一控制器發(fā)送的周期同步信息請求；進(jìn)行時鐘診斷，并記錄此時所述第二控制器的第二時鐘時刻信息以及診斷結(jié)果；當(dāng)所述診斷結(jié)果表明所述第二時鐘時刻信息準(zhǔn)確時，依據(jù)所述第二時鐘時刻信息得到同步信息，并發(fā)送給所述第一控制器。本申請還提供一種多重冗余控制系統(tǒng)的同步控制方法，應(yīng)用于多重冗余控制系統(tǒng)，所述多重冗余控制系統(tǒng)包括第一控制器和第二控制器，所述第一控制器和所述第二控制器之間通過固定數(shù)據(jù)通信通道互相通信，所述固定數(shù)據(jù)通信通道傳輸數(shù)據(jù)幀大小固定的數(shù)據(jù)所需的傳輸?shù)臅r間固定不變；所述方法包括:所述第一控制器發(fā)送周期同步信息請求，以便獲得所述第二控制器的同步信息；所述第二控制器接收所述周期同步信息請求，進(jìn)行時鐘診斷，并將所述第二控制器的第二時鐘時刻信息寫入同步信息，回復(fù)給所述第一控制器；所述第一控制器接收到所述同步信息后，解析所述同步信息，獲得第二時鐘時刻信息，同時，記錄所述第一控制器的第一時鐘時刻信息；所述第一控制器依據(jù)所述第一時鐘時刻信息、所述第二時鐘時刻信息和所述同步信息的傳輸時間，計(jì)算得到所述第一控制器和所述第二控制器的時鐘偏差，依據(jù)所述時鐘偏差確定出時鐘時刻最慢的控制器；當(dāng)所述第一控制器判斷出自身的時鐘時刻比所述時鐘時刻最慢的控制器的時鐘時刻快時，調(diào)整所述第一控制器的時鐘時刻與時鐘時刻最慢的控制器的時鐘時刻一致。本申請還提供一種控制器，應(yīng)用于多重冗余控制系統(tǒng)，包括:一個發(fā)送通道、至少一個接收通道，以及微處理器，其中，所述發(fā)送通道和所述接收通道傳輸數(shù)據(jù)幀大小固定的數(shù)據(jù)時，所需的傳輸時間固定不變:所述微處理器通過所述發(fā)送通道發(fā)送周期同步信息請求，并通過所述接收通道接收所述多重冗余控制系統(tǒng)中的其他控制器針對所述周期同步信息請求回復(fù)的同步信息；所述微處理器用于，在接收到所述同步信息后，解析所述同步信息，獲得所述同步信息中所包含的第二時鐘時刻信息，并記錄此時該控制器的第一時鐘時刻信息；依據(jù)所述第一時鐘時刻信息、第二時鐘時刻信息及傳輸時間，計(jì)算得到所述控制器與所述多重冗余控制系統(tǒng)中的其他控制器之間的時鐘偏差，并依據(jù)所述時鐘偏差確定出時鐘時刻最慢的控制器；當(dāng)所述微處理器判斷出該控制器的時鐘時刻比時鐘時刻最慢的控制器的時鐘時刻快時，調(diào)整該控制器的時鐘時刻與所述時鐘時刻最慢的控制器的時鐘時刻一致；所述微處理器還用于在接收到所述多重冗余控制系統(tǒng)中的其他控制器發(fā)送的周期同步信息請求后，進(jìn)行時鐘診斷，并記錄此時控制器的時鐘時刻信息，并當(dāng)診斷結(jié)果表明所述控制器的時鐘時刻信息準(zhǔn)確時，依據(jù)所述時刻信息得到相應(yīng)的同步信息。本申請還提供一種多重冗余控制系統(tǒng)，至少包括第一控制器和第二控制器，所述第一控制器和所述第二控制器均包括一個發(fā)送通道和至少一個接收通道，且所述發(fā)送通道和所述接收通道為固定數(shù)據(jù)通信通道互相通信，所述固定數(shù)據(jù)通信通道傳輸數(shù)據(jù)幀大小固定的數(shù)據(jù)所需的傳輸?shù)臅r間固定不變；所述第一控制器通過所述發(fā)送通道向所述第二控制器發(fā)送周期同步信息請求；所述第二控制器通過所述接收通道接收所述周期同步信息請求，進(jìn)行時鐘診斷，并記錄所述第二控制器的第二時鐘時刻信息及診斷結(jié)果；并當(dāng)所述診斷結(jié)果表明所述第二控制器的時鐘準(zhǔn)確時，將所述第二時鐘時刻信息寫入同步信息，回復(fù)給所述第一控制器；本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種多重冗余控制系統(tǒng)同步控制方法，應(yīng)用于請求端的第一控制器，其特征在于，所述多重冗余控制系統(tǒng)至少包括第一控制器和第二控制器，其中，所述第一控制器用于請求同步信息，且所述第一控制器和所述第二控制器之間通過固定數(shù)據(jù)通信通道互相通信，所述固定數(shù)據(jù)通信通道傳輸數(shù)據(jù)幀大小固定的數(shù)據(jù)所需的傳輸時間固定不變，所述方法包括：發(fā)送周期同步信息請求，以便獲得所述第二控制器的同步信息；接收并解析所述第二控制器針對所述周期同步信息請求回復(fù)的同步信息，獲得所述同步信息所包含的所述第二控制器在接收所述周期同步信息請求時的第二時鐘時刻信息，并記錄此時所述第一控制器的第一時鐘時刻信息；依據(jù)所述第一時鐘時刻信息、所述第二時鐘時刻信息和所述固定數(shù)據(jù)通信通道的傳輸時間，計(jì)算得到所述第一控制器與所述第二控制器的時鐘偏差；依據(jù)所述第一控制器與所述多重冗余控制系統(tǒng)中的其他控制器之間的所有時鐘偏差，確定出時鐘時刻最慢的控制器；當(dāng)所述第一控制器的時鐘時刻比時鐘時刻最慢的控制器的時鐘時刻快時，調(diào)整所述第一控制器的時鐘時刻與所述時鐘時刻最慢的控制器的時鐘時刻一致。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：金建祥，劉志勇，董乾欽，江竹軒，裘坤，
申請(專利權(quán))人：浙江中控技術(shù)股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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