CN103472746B - 双主控设备及双主控设备的冗余控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种双主控设备及双主控设备的冗余控制方法。本发明实施例的双主控设备包括：第一控制单元、第二控制单元；第一控制单元包含第一控制器和第一互锁电路，第二控制单元包含第二控制器和第二互锁电路；第一控制器与第一互锁电路连接，第二控制器与第二互锁电路连接，第一互锁电路与第二互锁电路连接；在需要发送命令时，第一控制器及第二互锁电路通过利用第一互锁电路及第二互锁电路进行互锁控制，实现择一确定第一控制器或者第二控制器发送命令的目的，无需使用复杂的软件控制，能够有效节约软件资源，且硬件方式实现简单，成本低，且通过互锁竞争的方式确定发送命令的控制器，能够满足双主控设备对实时性的要求。

Description

双主控设备及双主控设备的冗余控制方法

技术领域

本发明涉及通信设备领域，尤其涉及一种双主控设备及双主控设备的冗余控制方法。

背景技术

为了保证工业设备的高可靠运行，行业内普遍采用的是对系统的主控制板进行冗余配置，即一个系统有两个都可以担任控制核心的板卡，称为双主控设备，其中一张是主控制板，负责整个系统的正常运作，另一张作为备分板卡，当主控制板出现异常时，由备份板卡接替主控板卡的工作，实现系统安全可靠运行。

现有技术中的双主控设备需要依靠软件监控第一块主控板的工作状态，通过一些软件方法如看门狗、心跳包等手段，达到双主控切换的目的，然而，现有技术中的双主控设备由于需要使用软件进行监控，导致软件资源的占用，且由于需要使用总线连接两个主控制板，将使得硬件上连接线路复杂，成本高，且难以满足双主控设备对实时性的高要求，无法实现无缝切换。

发明内容

本发明实施例提供了一种双主控设备及双主控设备的冗余控制方法，通过在双主控设备中增加互锁电路，使得两个控制器能够通过互锁竞争的方式择一确定发送命令的控制器，通过硬件方式实现双主控冗余控制，无需使用复杂的软件控制，能够有效节约软件资源，且硬件方式实现简单，成本低，此外双主控设备中的两个控制器并无主从之分，通过互锁竞争的方式确定发送命令的控制器，能够满足双主控设备对实时性的要求。

本发明提供了一种双主控设备，可包括：

第一控制单元、第二控制单元；

所述第一控制单元包含第一控制器和第一互锁电路，所述第二控制单元包含第二控制器和第二互锁电路；

所述第一控制器与所述第一互锁电路连接，所述第二控制器与所述第二互锁电路连接，所述第一互锁电路与所述第二互锁电路连接；

在需要发送命令时，所述第一控制器及所述第二互锁电路通过利用所述第一互锁电路及所述第二互锁电路进行互锁控制，实现择一确定所述第一控制器或者所述第二控制器发送所述命令的目的。

本发明还提供了一种双主控设备的冗余控制方法，其中，双主控设备包括：第一控制单元、第二控制单元；所述第一控制单元包含第一控制器和第一互锁电路，所述第二控制单元包含第二控制器和第二互锁电路；所述第一控制器与所述第一互锁电路连接，所述第二控制器与所述第二互锁电路连接，所述第一互锁电路与所述第二互锁电路连接；

则所述方法包括：

在需要发送命令时，所述第一控制器向所述第一互锁电路发送启动信号，同时，所述第二控制器向所述第二互锁电路发送启动信号，以启动所述第一互锁电路与所述第二互锁电路进行互锁竞争；

所述第一控制器与所述第二控制器分别根据所述第一互锁电路及所述第二互锁电路的输出信号择一确定由所述第一控制器或者所述第二控制器发送命令。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

双主控设备包括第一控制单元和第二控制单元，其中，第一控制单元包含第一控制器和第一互锁电路，第二控制单元包含第二控制器和第二互锁电路，且第一控制器与第一互锁电路连接，第二控制器与第二互锁电路连接，且第一互锁电路域第二互锁电路连接，在需要发送命令时，第一控制器及第二控制器通过利用该第一互锁电路和第二互锁电路进行互锁控制，实现择一确定第一控制器或者第二控制器发送该命令的目的，通过在双主控设备中增加互锁电路使得两个控制器能够通过互锁竞争的方式择一确定发送命令的控制器，且通过硬件方式实现双主控冗余控制，无需使用复杂的软件控制，能够有效节约软件资源，且硬件方式实现简单，成本低，此外双主控设备中的两个控制器并无主从之分，通过互锁竞争的方式确定发送命令的控制器，能够满足双主控设备对实时性的要求。

附图说明

图1为本发明实施例中双主控设备的结构的一个实施例；

图2为本发明实施例中双主控设备的结构的另一实施例；

图3为本发明实施例中双主控设备冗余控制方法的一个实施例。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种双主控设备及双主控设备的冗余控制方法，通过在双主控设备中增加互锁电路，使得两个控制器能够通过互锁竞争的方式择一确定发送命令的控制器，通过硬件方式实现双主控冗余控制，无需使用复杂的软件控制，能够有效节约软件资源，且硬件方式实现简单，成本低，此外双主控设备中的两个控制器并无主从之分，通过互锁竞争的方式确定发送命令的控制器，能够满足双主控设备对实时性的要求。

请参阅图1，为本发明实施例中双主控设备的结果的一个实施例，包括：

第一控制单元101、第二控制单元102；

其中，第一控制单元101包含第一控制器103和第一互锁电路104，第二控制单元102包含第二控制器105和第二互锁电路106；

其中，第一控制器103与第一互锁电路104连接，第二控制器105与第二互锁电路106连接，第一互锁电路104与第二互锁电路106连接；

在需要发送命令时，第一控制器103及第二控制器105通过利用第一互锁电路104及第二互锁电路106进行互锁控制，实现择一确定第一控制器103或者第二控制器105发送命令的目的。

在本发明实施例中，在双主控设备上电之后，若需要向下级的业务单元发送命令，则第一控制器103向第一互锁电路104发送启动信号，同时，第二控制器105向第二互锁电路106发送启动信号，使得第一互锁电路104与第二互锁电路106能够进行互锁竞争，若第一互锁电路竞争成功，则由第一控制器103发送命令，若第二互锁电路竞争成功，则由第二控制器105发送命令。且在第一控制器103或者第二控制器105发送命令之后，第一控制器103及第二控制器105都将释放启动信号，使得第一控制器103与第二控制器105再次处于平等竞争的状态。

在本发明实施例中，第一互锁电路104和第二互锁电路106可以为具有互锁功能的逻辑门电路或者逻辑芯片。

为了更好的理解本发明实施例中双主控设备，下面将以第一互锁电路104和第二互锁电路106均为逻辑门电路的情况下，双主控设备的结构，请参阅图2，为本发明实施例中双主控设备的结构的实施例，包括：

如图1所示实施例中描述的第一控制单元101和第二控制单元102，且第一控制单元101包含第一控制器103和第一互锁电路104，第二控制单元102包含第二控制器105和第二互锁电路106。

其中，第一互锁电路104包括：第一非门107与第一与门108，且第一非门107的输出端1与第一与门108的第一输入端2连接，第一与门108的第二输入端3与第一控制器103的启动信号输出端4连接，第一与门108的输出端5与第一控制器103的互锁结果输入端6连接；

其中，第二互锁电路106包括：第二非门109和第二与门110，第二非门109的输出端7与第二与门110的第一输入端8连接，第二与门110的第二输入端9与第二控制器105的启动信号输出端10连接，第二与门110的输出端11与第二控制器105的互锁结果输入端12连接。

其中，第一与门108的输出端5还与第二非门109的输入端13连接，第二与门110的输出端11还与第一非门107的输入端14连接。

在本发明实施例中，双主控设备中还包含下拉电阻，具体的，第一与门108的第二输入端3通过下拉电阻111与地线连接，第二与门110的第二输入端9通过下拉电阻111与地线连接，第一非门107的输入端14通过下拉电阻111与地线连接，第二非门109的输入端13通过下拉电阻111与地线连接。

在本发明实施例中，双主控设备在上电初始化时，第一主控单元101和第二主控单元102都没有开始工作，且第一控制器103和第二控制器105都没有开始工作，且都没有输出高电平信号，此时，第一非门107由于下拉电阻111的作用，使得第一非门107的输入端14为低电平，第一非门107的输出端1为高电平，且由于第一与门108的第二输入端3由于下拉电阻111的作用，使得第一与门108的第二输入端3的为低电平，因此，第一与门108的输出端5为低电平，输入第一控制器103的信号为低电平信号，同时，第二主控单元102中的情况与第一主控单元101中的情况相同，第二与门110的输出端11为低电平，输入第二控制器105的信号为低电平信号，在这种情况下，第一控制器103与第二控制器105还没有开始竞争。

在本发明实施例中，当需要发送命令时，第一控制器103通过第一控制器103的启动信号输出端4发送高电平信号，同时，第二控制器105通过第二控制器105的启动信号输出端10发送高电平信号，使得第一互锁电路104与第二互锁电路106开始进行互锁竞争。

在本发明实施例中，若第一互锁电路104中的第一与门108先于第二互锁电路106中的第二与门110输出高电平信号，则说明第一非门107的输入端14为低电平信号，在这种情况下，第一与门108的输出端5为高电平信号，且将高电平信号输出给第二非门109的输入端13，使得第二非门109的输入端13输入高电平信号，第二与门110输出端11为低电平信号，使得第一控制器103的互锁结果输入端6输入的是高电平信号，第二控制器105的互锁结果输入端12输入的是低电平信号，因此，第一控制器103竞争得到命令的发送权，第一控制器103发送命令。

在本发明实施例中，若第二互锁电路106中的第二与门110先于第一互锁电路104中的第一与门108输出高电平信号，则说明第二非门109的输入端13为低电平信号，且在这种情况下，第二与门110的输出端11将高电平信号输出同时输出给第一非门107的输入端14，使得第一非门107的输入端14输入高电平信号，第一与门108输出低电平信号，使得第一控制器103的互锁结果输入端6的输入的是低电平信号，第二控制器105的互锁结果输入端12输入的是高电平信号，因此，第二控制器105竞争得到命令的发送权，第二控制器105发送命令。

其中，第一控制器103或者第二控制器105发送命令时指向下级设备（未在图中画出）发送命令，且需要说明的是，下级设备可通过同时向第一控制器103和第二控制器105发送请求，以启动第一控制器103与第二控制器105之间的互锁控制，择一确定第一控制器103或者第二控制器105向下级设备发送命令。

在本发明实施例中，第一控制器103或者第二控制器105向下级设备发送命令之后，第一控制器103及第二控制器105都将释放启动信号，使得第一控制器103及第二控制器105处于等待互锁竞争的状态。

在本发明实施例中，双主控设备包括第一控制单元和第二控制单元，其中，第一控制单元包含第一控制器和第一互锁电路，第二控制单元包含第二控制器和第二互锁电路，且第一控制器与第一互锁电路连接，第二控制器与第二互锁电路连接，且第一互锁电路域第二互锁电路连接，在需要发送命令时，第一控制器及第二控制器通过利用该第一互锁电路和第二互锁电路进行互锁控制，实现择一确定第一控制器或者第二控制器发送该命令的目的，通过在双主控设备中增加互锁电路使得两个控制器能够通过互锁竞争的方式择一确定发送命令的控制器，且通过硬件方式实现双主控冗余控制，无需使用复杂的软件控制，能够有效节约软件资源，且硬件方式实现简单，成本低，此外双主控设备中的两个控制器并无主从之分，通过互锁竞争的方式确定发送命令的控制器，能够满足双主控设备对实时性的要求。

为了更好的理解本发明实施例中的双主控设备，下面将详细描述图1及图2所示实施例中的双主控设备的冗余控制方法，请参阅图3，为本发明实施例中双主控设备的控制方法的实施例，包括：

301、在需要发送命令时，第一控制器103向第一互锁电路104发送启动信号，同时，第二控制器105向第二互锁电路106发送启动信号，以启动第一互锁电路104与第二互锁电路106进行互锁竞争；

在本发明实施例中，若第一控制器103与第二控制器105同时接收到下级设备发送的请求，则第一控制器103向互锁电路104发送启动信号，同时，第二控制器105向第二互锁电路106发送启动信号，以启动第一互锁电路104与第二互锁电路106进行互锁竞争，其中，启动信号为高电平信号。

302、第一控制器103与第二控制器105分别根据第一互锁电路104及第二互锁电路106的输出信号择一确定由第一控制器103或者第二控制器105发送命令。

在本发明实施例中，第一互锁电路104及第二互锁电路106将开始互锁竞争，且第一控制器103与第二控制器105分别根据第一互锁电路104及第二互锁电路106的输出信号择一确定由第一控制器103或者第二控制器105发送命令。

在本发明实施例中，若第一控制器103的互锁结果输入端6先于第二控制器105的互锁结果输入端12检测到有效输入信号，则第一控制器103发送命令，其中，该有效输入信号是指高电平信号。具体的，在该种情况下，第一互锁电路104中的第一与门108先于第二互锁电路106中的第二与门110输出高电平信号，则第二非门109的输入端13输入高电平信号，第二与门110输出低电平信号，使得第二控制器105的互锁结果输入端12为低电平信号，第一控制器103发送命令。

在本发明实施例中，若第二控制器105的互锁结果输入端12先于第一控制器103的互锁结果输入端6检测到有效输入信号，则第二控制器105发送命令，其中，该有效输入信号是指高电平信号。具体的，在该种情况下，第二互锁电路106中的第二与门110先于第一互锁电路104中的第一与门108输出高电平信号，第一非门107输入端14输入高电平信号，第一与门108输出低电平信号，使得第一控制器103的互锁结果输入端6为低电平信号，第二控制器105发送命令。

在本发明实施例中，在需要发送命令时，双主控设备中的第一控制器103向第一互锁电路104发送启动信号，同时，第二控制器105向第二互锁电路106发送启动信号，以启动第一互锁电路104与第二互锁电路106进行互锁竞争，使得，第一控制器103与第二控制器105能够根据第一互锁电路104与第二互锁电路106的输出信号择一确定由第一控制器103或者第二控制器105发送命令，通过在双主控设备中增加互锁电路使得两个控制器能够通过互锁竞争的方式择一确定发送命令的控制器，且通过硬件方式实现双主控冗余控制，无需使用复杂的软件控制，能够有效节约软件资源，且硬件方式实现简单，成本低，此外双主控设备中的两个控制器并无主从之分，通过互锁竞争的方式确定发送命令的控制器，能够满足双主控设备对实时性的要求。

以上对本发明所提供的一种双主控设备及双主控设备的冗余控制方法进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种双主控设备，其特征在于，包括：

第一控制单元、第二控制单元；

所述第一控制单元包含第一控制器和第一互锁电路，所述第二控制单元包含第二控制器和第二互锁电路；

所述第一控制器与所述第一互锁电路连接，所述第二控制器与所述第二互锁电路连接，所述第一互锁电路与所述第二互锁电路连接；

所述第一互锁电路包括：第一非门和第一与门，所述第一非门的输出端与所述第一与门的第一输入端连接，所述第一与门的第二输入端与所述第一控制器的启动信号输出端连接，所述第一与门的输出端与所述第一控制器的互锁结果输入端连接；

所述第二互锁电路包括：第二非门和第二与门，所述第二非门的输出端与所述第二与门的第一输入端连接，所述第二与门的第二输入端与所述第二控制器的启动信号输出端连接，所述第二与门的输出端与所述第二控制器的互锁结果输入端连接；

所述第一与门的输出端还与所述第二非门的输入端连接，所述第二与门的输出端还与所述第一非门的输入端连接；

在需要发送命令时，所述第一控制器及所述第二互锁电路通过利用所述第一互锁电路及所述第二互锁电路进行互锁控制，使所述第一互锁电路与所述第二互锁电路进行互锁竞争，实现择一确定所述第一控制器或者所述第二控制器发送所述命令的目的。

2.根据权利要求1所述的双主控设备，其特征在于，所述第一互锁电路和所述第二互锁电路为具有互锁功能的逻辑门电路或者逻辑芯片。

3.根据权利要求1所述的双主控设备，其特征在于，所述第一与门的第二输入端通过下拉电阻与地线连接，所述第二与门的第二输入端通过下拉电阻与地线连接，所述第一非门的输入端通过下拉电阻与地线连接，所述第二非门的输入端通过下拉电阻与地线连接。

4.根据权利要求1至3任一项所述的双主控设备，其特征在于，

当需要发送命令时，所述第一控制器通过所述第一控制器的启动信号输出端发送高电平信号，同时，所述第二控制器通过所述第二控制器的启动信号输出端发送高电平信号，使得所述第一互锁电路与所述第二互锁电路开始进行互锁竞争；

若所述第一互锁电路中的第一与门先于所述第二互锁电路中的第二与门输出高电平信号，则所述第二非门的输入端输入所述高电平信号，所述第二与门输出低电平信号，所述第一控制器发送所述命令；

若所述第二互锁电路中的第二与门先于所述第一互锁电路中的第一与门输出高电平信号，则所述第一非门输入端输入所述高电平信号，所述第一与门输出低电平信号，所述第二控制器发送所述命令。

5.一种双主控设备的冗余控制方法，其特征在于，所述双主控设备包括：

第一控制单元、第二控制单元；所述第一控制单元包含第一控制器和第一互锁电路，所述第二控制单元包含第二控制器和第二互锁电路；所述第一控制器与所述第一互锁电路连接，所述第二控制器与所述第二互锁电路连接，所述第一互锁电路与所述第二互锁电路连接；

则所述方法包括：

在需要发送命令时，所述第一控制器向所述第一互锁电路发送启动信号，同时，所述第二控制器向所述第二互锁电路发送启动信号，以启动所述第一互锁电路与所述第二互锁电路进行互锁竞争；

所述第一控制器与所述第二控制器分别根据所述第一互锁电路及所述第二互锁电路的输出信号择一确定由所述第一控制器或者所述第二控制器发送命令。

6.根据权利要求5所述的冗余控制方法，其特征在于，所述第一控制器与所述第二控制器分别根据所述第一互锁电路及所述第二互锁电路的输入信号择一确定由所述第一控制器或者所述第二控制器发送命令包括：

若所述第一控制器的互锁结果输入端先于所述第二控制器的互锁结果输入端检测到有效输入信号，则所述第一控制器发送所述命令；

若所述第二控制器的互锁结果输入端先于所述第一控制器的互锁结果输入端检测到有效输入信号，则所述第二控制器发送所述命令。

7.根据权利要求6所述的冗余控制方法，其特征在于，所述第一互锁电路包括：第一非门和第一与门，所述第一非门的输出端与所述第一与门的第一输入端连接，所述第一与门的第二输入端与所述第一控制器的启动信号输出端连接，所述第一与门的输出端与所述第一控制器的互锁结果输入端连接；

所述第二互锁电路包括：第二非门和第二与门，所述第二非门的输出端与所述第二与门的第一输入端连接，所述第二与门的第二输入端与所述第二控制器的启动信号输出端连接，所述第一与门的输出端与所述第二控制信号的互锁结果输入端连接；

所述第一与门的输出端还与所述第二非门的输入端连接，所述第二与门的输出端还与所述第一非门的输入端连接。

8.根据权利要求7所述的冗余控制方法，其特征在于，所述启动信号为高电平信号；则所述若所述第一控制器的互锁结果输入端先于所述第二控制器的互锁结果输入端检测到有效输入信号，则所述第一控制器发送所述命令包括：

若所述第一互锁电路中的第一与门先于所述第二互锁电路中的第二与门输出高电平信号，则所述第二非门的输入端输入所述高电平信号，所述第二与门输出低电平信号，所述第一控制器发送所述命令。

9.根据权利要求7所述的冗余控制方法，其特征在于，所述启动信号为高电平信号；

则若所述第二控制器的互锁结果输入端先于所述第一控制器的互锁结果输入端检测到有效输入信号，则所述第二控制器发送所述命令包括：

若所述第二互锁电路中的第二与门先于所述第一互锁电路中的第一与门输出高电平信号，则所述第一非门输入端输入所述高电平信号，所述第一与门输出低电平信号，所述第二控制器发送所述命令。