[发明专利]一种基于数据同步的控制系统全时域热备方法

说明书

本发明采用的技术方案是：一种基于数据同步的控制系统全时域热备方法：所述控制系统包括相互通信的控制设备A和控制设备B，控制设备A和控制设备B分别与接口设备采用相同的方式连接并进行交互通信，且通信内容相同；所述接口设备包括多个；还包括健康监测设备，健康监测设备用于接收控制设备A和控制设备B与接口设备发送的运行状态信息，并根据所述的运行状态信息设置控制设备A和控制设备B的主从状态，其中一个控制设备为主机状态，另一个控制设备为从机状态；接口设备仅处理主机状态的控制设备发送的数据包。本发明有效提高工业可靠性。

技术领域

本发明属于控制技术领域，具体涉及一种基于数据同步的控制系统全时域热备方法。

背景技术

复杂工业系统中信息流和能量流的耦合日益紧密，控制系统一旦故障，轻则导致任务失败，重则导致设备损毁甚至人员伤亡。因此，提高控制可靠性十分必要。控制器冗余是一种代价较小、综合性能较优、目前应用较广的方法，通过主从机配置，实现控制系统冗余。根据主从切换方式不同该方法可分为两类：

（1）通过“心跳”信号完成主从切换

主要思想：主从之间按照一定的时间间隔发送“心跳”信号，一旦信号中断，则认为出现故障，完成主从切换。

存在问题：切换判据不完备，主从之间的“心跳”信号失效不等价于设备功能失效。

（2）通过修改IP地址完成主从切换

主要思想：主IP地址固定，出现故障，将主从IP互换实现主从切换。

存在问题：技术设计复杂，实现难度大，切换耗时较长，无法实现热备。。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种基于数据同步的控制系统全时域热备方法，采用“硬件配置双机、软件切换主从”的技术方案，着眼于解决控制设备故障导致的控制系统崩溃难题，提高工业系统可靠性。

本发明采用的技术方案是：一种基于数据同步的控制系统全时域热备方法，所述控制系统包括相互通信的控制设备A和控制设备B，控制设备A和控制设备B分别与接口设备采用相同的方式连接并进行交互通信，且通信内容相同；所述接口设备包括多个；接口设备通过仲裁或投票主从切换机制设置控制设备A和控制设备B的主从状态，其中一个控制设备为主机状态，另一个控制设备为从机状态；接口设备仅处理主机状态的控制设备发送的数据包。

所述控制设备A和控制设备B的形式可以是控制设备、组件或板卡。所述连接包括物理连接和信息连接，与控制设备A和控制B连接的接口设备类型和数量，以及对应的物理连接和信息连接方式均完全一致；

进一步地，物理连接包括连接形式和连接介质，连接形式可采用环形、星形、总线形、树形等，连接介质可采用光纤、网线、双绞线、同轴线缆等；

进一步地，信息传输可基于LWIP、TCP/IP、UDP、EIP、串口等在内的各种协议。

上述技术方案中，控制设备A和控制设备B与接口设备之间定义有通信规约；对于同一台接口设备，其与控制设备A和控制设备B的通信规约相同。所述通信规约是A和B与接口设备进行数据交换的约定规则，对于同一台接口设备，其与A和B的通信规约相同，包含数据内容、发信周期、通信触发方式等均相同。基于通信规约在控制设备A和控制设备B发送至接口设备的通信包的数据内容中定义控制设备的运行状态标识，该标识有主和从两种状态，标识为主的是主机，标识为从的是从机。

上述技术方案中，控制设备A和控制设备B与同一台接口设备之间均为周期性通信，若非周期性通信，用“心跳”信号代替。其中同一台接口设备通信时将同一通信包同步分别发送至控制设备A和控制设备B，以此保证控制设备A和控制设备B接收数据的同步。