一種plc溫備份冗余方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及PLC控制領(lǐng)域，尤其涉及一種PLC溫備份冗余方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]可編程控制器(PLC)以結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高、組態(tài)靈活、編程簡單、調(diào)試維護方便等優(yōu)點，在現(xiàn)代工業(yè)自動化領(lǐng)域中發(fā)揮越來越重要的作用，但隨著自動化系統(tǒng)復(fù)雜性的提高和控制技術(shù)的發(fā)展，對系統(tǒng)的可靠性和故障定位提出了進一步的要求。在很多可靠性和安全性要求苛刻的領(lǐng)域，單一 PLC系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足要求，因此PLC的冗余系統(tǒng)也越來越重要。在火箭測試發(fā)射控制領(lǐng)域，大部分采用兩套PLC并聯(lián)冗余的方式實現(xiàn)火箭的發(fā)射控制。
[0003]通常PLC的冗余工作方式有熱備份和冷備份，其中熱備份是兩套PLC同時工作，并聯(lián)輸出控制，輸出模塊動作次數(shù)過多導(dǎo)致熱備份方式PLC壽命消耗嚴重，而且故障隔離度差；冷備份同樣需要兩套PLC，只是一套工作，一套停機等候，當出現(xiàn)故障時進行切換，勢必造成系統(tǒng)恢復(fù)時間長，可靠性較低。
[0004]因此，亟需一種針對火箭發(fā)射控制的PLC溫備份冗余方法及系統(tǒng)，在不降低系統(tǒng)可靠性和安全性的基礎(chǔ)上，延長系統(tǒng)工作壽命，提高容錯性，實現(xiàn)故障識別定位和故障即時消除。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種PLC溫備份冗余方法及系統(tǒng)，與現(xiàn)有的PLC冗余工作方式相比，能夠在不降低系統(tǒng)可靠性和安全性的基礎(chǔ)上，延長系統(tǒng)工作壽命，提高容錯性，實現(xiàn)故障識別定位和故障即時消除。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種PLC溫備份冗余方法，其特征在于，包括:
[0007]主PLC基于接收的外部信號及上位機發(fā)送的控制指令輸出第一信號，備份PLC基于所述外部信號及所述控制指令生成正常邏輯信號；
[0008]所述備份PLC采集所述主PLC輸出的第一信號，并基于第一信號與所述正常邏輯信號，判斷所述主PLC處于正常工作模式、故障模式或誤輸出模式中的哪一模式；
[0009]當所述備份PLC判斷所述主PLC處于故障模式，則接管所述主PLC的工作。
[0010]優(yōu)選地，所述主PLC基于接收的外部信號及上位機發(fā)送的控制指令輸出第一信號包括:基于上位機發(fā)送的控制指令，所述主PLC的輸入模塊接收所述外部信號之后，所述主PLC的輸出模塊的每一個輸出通道輸出該輸出通道的第一信號；
[0011]所述備份PLC基于所述外部信號及所述控制指令生成正常邏輯信號包括:基于上位機發(fā)送的控制指令，所述備份PLC的第一輸入模塊接收所述外部信號之后，所述備份PLC生成正常邏輯信號并暫存；
[0012]所述備份PLC采集所述主PLC輸出的第一信號包括:所述備份PLC的第二輸入模塊的輸入通道與所述主PLC的輸出模塊的輸出通道一一相連，采集所述主PLC的輸出模塊的每一個輸出通道輸出的該輸出通道的第一信號；其中，
[0013]所述第二輸入模塊的輸入通道與所述主PLC的輸出模塊的輸出通道數(shù)量相同。
[0014]優(yōu)選地，在主PLC的輸出模塊的每一個輸出通道設(shè)置二極管，所述每一個輸出通道經(jīng)過所述二極管后與備份PLC的輸出模塊的輸出通道一一相連，其中，
[0015]主PLC的輸出模塊的輸出通道與備份PLC輸出模塊的輸出通道數(shù)量相同。
[0016]優(yōu)選地，所述基于第一信號與所述正常邏輯信號，判斷所述主PLC處于正常工作模式、故障模式或誤輸出模式中的哪一模式具體包括:
[0017]當備份PLC檢測到主PLC輸出模塊的某一輸出通道輸出的第一信號為0N，且與該輸出通道對應(yīng)的正常邏輯信號為0N，則判斷該輸出通道處于正常工作模式；
[0018]當備份PLC檢測到主PLC輸出模塊的某一輸出通道輸出的第一信號為0FF，且與該輸出通道對應(yīng)的正常邏輯信號為0FF，則判斷該輸出通道處于正常工作模式；
[0019]當備份PLC檢測到主PLC輸出模塊的某一輸出通道輸出的第一信號為0FF，且與該輸出通道對應(yīng)的正常邏輯信號為0N，則判斷該輸出通道處于故障模式；
[0020]當備份PLC檢測到主PLC輸出模塊的每一個輸出通道輸出的該主PLC輸出模塊的輸出通道的第一信號為0FF，且與該每一個輸出通道對應(yīng)的正常邏輯信號為0N，則判斷該輸出模塊處于故障模式；
[0021]當備份PLC檢測到主PLC輸出模塊的某一輸出通道輸出的第一信號為0N，且與該輸出通道對應(yīng)的正常邏輯信號為0FF，則判斷該輸出通道處于誤輸出模式；
[0022]當主PLC輸出模塊的每一個輸出通道都處于正常工作模式，則判斷主PLC處于正常工作模式；
[0023]當主PLC輸出模塊的部分輸出通道或所述輸出模塊處于故障模式，則判斷主PLC處于故障模式；
[0024]當主PLC輸出模塊的部分或全部輸出通道處于誤輸出模式，則判斷主PLC處于誤輸出模式。
[0025]優(yōu)選地，所述當所述備份PLC判斷所述主PLC處于故障模式，則接管所述主PLC的工作具體包括:
[0026]當備份PLC判斷主PLC輸出模塊的某一輸出通道處于故障模式，則以與該輸出通道相連的備份PLC的輸出模塊的輸出通道進行接管，并記錄故障信息上報至上位機；
[0027]當備份PLC判斷主PLC輸出模塊處于故障模式，則以備份PLC的輸出模塊接管主PLC輸出模塊的工作，并記錄故障信息上報至上位機。
[0028]優(yōu)選地，當備份PLC判斷主PLC輸出模塊的輸出通道處于正常模式，備份PLC不對外輸出；
[0029]當備份PLC判斷主PLC輸出模塊的輸出通道處于誤輸出模式，則記錄誤輸出信息并上報至上位機。
[0030]優(yōu)選地，當上位機監(jiān)測到主PLC的電源模塊、CPU模塊或輸入模塊發(fā)生故障時，停止主PLC運行，切換至備份PLC。
[0031]優(yōu)選地，在備用PLC接管主PLC的工作之后，當主PLC故障解除時，主PLC接管備份PLC的工作。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種PLC溫備份冗余系統(tǒng)，其特征在于，包括:上位機、主PLC及備份PLC，其中，
[0033]主PLC基于接收的外部信號及上位機發(fā)送的控制指令輸出第一信號，備份PLC基于所述外部信號及所述控制指令生成正常邏輯信號；
[0034]所述備份PLC采集所述主PLC輸出的第一信號，并基于第一信號與所述正常邏輯信號，判斷所述主PLC處于正常工作模式、故障模式或誤輸出模式中的哪一模式；
[0035]當所述備份PLC判斷所述主PLC處于故障模式，則接管所述主PLC的工作。
[0036]優(yōu)選地，所述主PLC包括輸入模塊及輸出模塊；
[0037]所述備份PLC包括第一輸入模塊、第二輸入模塊及輸出模塊；
[0038]所述主PLC基于接收的外部信號及上位機發(fā)送的控制指令輸出第一信號包括:基于上位機發(fā)送的控制指令，所述主PLC的輸入模塊接收所述外部信號之后，所述主PLC的輸出模塊的每一個輸出通道輸出該輸出通道的第一信號；
[0039]所述備份PLC基于所述外部信號及所述控制指令生成正常邏輯信號包括:基于上位機發(fā)送的控制指令，所述備份PLC的第一輸入模塊接收所述外部信號之后，所述備份PLC生成正常邏輯信號并暫存；
[0040]所述備份PLC采集所述主PLC輸出的第一信號包括:所述備份PLC的第二輸入模塊的輸入通道與所述主PLC的輸出模塊的輸出通道一一相連，采集所述主PLC的輸出模塊的每一個輸出通道輸出的該輸出通道的第一信號；其中，
[0041]所述第二輸入模塊的輸入通道與所述主PLC的輸出模塊的輸出通道數(shù)量相同；并
[0042]在主PLC的輸出模塊的每一個輸出通道設(shè)置二極管，所述每一個輸出通道經(jīng)過所述二極管后與備份PLC輸出模塊的輸出通道相連；其中，
[0043]主PLC的輸出模塊的輸出通道與備份PLC輸出模塊的輸出通道數(shù)量相同。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的PLC溫備份冗余方法及系統(tǒng)，能夠在不降低PLC系統(tǒng)可靠性和安全性的基礎(chǔ)上，延長系統(tǒng)工作壽命，提高容錯性，實現(xiàn)故障識別定位和故障即時消除。
【附圖說明】
[0045]圖1是本發(fā)明的PLC溫備份冗余方法的流程圖；
[0046]圖2是本發(fā)明的PLC溫備份冗余系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖；
[0047]圖3是本發(fā)明的主PLC梯形圖；
[0048]圖4是本發(fā)明的備份PLC梯形圖；
[0049]圖5是本發(fā)明的備份PLC判斷主PLC狀態(tài)的判定圖。
【具體實施方式】
[0050]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉出優(yōu)選實施例，對本發(fā)明進一步詳細說明。然而，需要說明的是，說明書中列出的許多細節(jié)僅僅是為了使讀者對本發(fā)明的一個或多個方面有一個透徹的理解，即便沒有這些特定的細節(jié)也可以實現(xiàn)本發(fā)明的這些方面。
[0051]現(xiàn)有技術(shù)中PLC的冗余工作方式有熱備份和冷備份，其中熱備份存在PLC壽命消耗嚴重，且故障隔離度差的問題；冷備份也存在系統(tǒng)恢復(fù)時間長，可靠性較低的問題。以上PLC冗余工作方式難以適應(yīng)對可靠性和安全性要求苛刻的火箭發(fā)射控制領(lǐng)域。針