CN104570721A - 冗余控制器主从状态确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种冗余控制器主从状态确定方法，包括两个控制器并形成控制器冗余；所述确定方法包括如下步骤：若两个控制器在上电初始化时，当前控制器向对方控制器发送握手指令，并判断是否在设定的时间内收到握手应答信息，确定两个控制器的主从状态；若两个控制器在运行过程中，根据如下确定两个控制器的主从状态：当前执行控制逻辑的控制器为主控制器；或当前主控制器死机时，从控制器切换为主控制器；能够准确确定控制器之间的主从状态，有效避免出现无主或者多主状态，确保系统运行的稳定性和可靠性。

Description

冗余控制器主从状态确定方法

技术领域

本发明涉及工业控制器领域，尤其涉及一种基于1:1模式下的冗余控制器主从状态确定方法。

背景技术

在工业控制系统中，控制器是系统的核心部件，控制器冗余技术是提高系统可靠性和稳定型的有效手段。控制器冗余指为控制器配置备用部件，当某一控制器发生故障或失效时，备用控制器立即介入并接管故障控制器的工作，一般的，处于运行状态的控制器称之为主控制器，处于备用状态的控制器称之为从冗余控制器需要准确、及时地确定主从状态。

因此，需要提出一种冗余控制器的主从状态确定方法，能够准确确定控制器之间的主从状态，有效避免出现无主或者多主状态，确保系统运行的稳定性和可靠性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种冗余控制器主从状态确定方法，能够准确确定控制器之间的主从状态，有效避免出现无主或者多主状态，确保系统运行的稳定性和可靠性。

本发明提供的一种冗余控制器主从状态确定方法，包括两个控制器并形成控制器冗余；所述确定方法包括如下步骤：

若两个控制器在上电初始化时，当前控制器向对方控制器发送握手指令，并判断是否在设定的时间内收到握手应答信息，确定两个控制器的主从状态；

若两个控制器在运行过程中，根据如下确定两个控制器的主从状态：

当前执行控制逻辑的控制器为主控制器；或

当前主控制器死机时，从控制器切换为主控制器。

进一步，所述两个控制器通过以太网接口分别与以太网1、以太网2以及各IO机架连接，两个控制器之间通过光口和冗余光纤连接；在上电初始化时，通过如下步骤发送并接收握手指令：

S1.若当前控制器收到对方控制器的握手指令，则向对方控制器反馈握手应答信息，完成握手过程并执行主从状态判定逻辑，否则进入步骤S2；

S2.当前控制器向对方控制器发送握手命令，若在设定的时间内收到握手命令的应答信息，则完成握手过程并执行主从状态判定逻辑，否则进入步骤S3；

S3.当前控制器向对方控制器重发握手指令，若在设定的时间内收到握手指令的应答信息，则完成握手过程并执行主状态确定判定逻辑，否则握手失败且当前控制器将自身置为主控制器并执行主状态控制逻辑。

进一步，两个控制器通过以太网1、以太网2或者冗余光纤向对方发送握手指令或者反馈应答信息。

进一步，握手指令和应答信息至少包括控制器自身的主从状态信息、网络配置信息以及模块通信状态信息。

进一步，所述两个控制器通过以太网接口分别与以太网1、以太网2以及各IO机架连接，在两个控制器运行过程中，从控制器通过以太网1、以太网或冗余光纤不能检测主控制器信息，则判定主控制器进入死机状态。

进一步，主控制器死机状态包括真死机状态和假死机状态，其中

真死机状态为主控制器出现故障；

假死机状态为主控制器与所有的IO机架通信失败，且在该状态下主控制器不执行控制逻辑且不向从控制器发送任何信息。

进一步，当主控制器与至少一个IO机架通信正常，则该控制器仍为主控制器；

当主控制器与部分IO机架通信失败但从控制器和与主控制器不能通信的IO机架通信正常，则主控制器将授权给从控制器并由从控制器读写该IO机架的数据并通过冗余光纤发送给主控制器；

当主控制器与所有IO机架通信都失败，且备用控制器至少与一个IO机架的通信状态正常，则主控制器进入假死机状态。

本发明的有益效果：本发明提供的冗余控制器主从状态确定方法，通过两个部分确定控制器之间的主从状态，能够有避免由于控制器的主从状态频繁切换引起的系统状态不稳定；能够有效地是从控制识别主控制的状态，进一步确保控制系统稳定可靠地运行；并且能够实现控制器之间的数据及时、可靠地同步。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的握手流程图。

图2为本发明的主控制器状态判定流程图。

图3为本发明的主控制器假死机状态判定流程图。

图4为本发明的从控制器状态判定流程图。

图5为本发明的冗余控制器连接示意图。

图6为从控制器判定主控制死机流程示意图。

具体实施方式

图1为本发明的握手流程图，图2为本发明的主控制器状态判定流程图，图3为本发明的主控制器假死机状态判定流程图，图4为本发明的从控制器状态判定流程图，图5为本发明的冗余控制器连接示意图，如图所示，本发明提供的一种冗余控制器主从状态确定方法，包括两个控制器并形成控制器冗余；所述确定方法包括如下步骤：

若两个控制器在上电初始化时，当前控制器向对方控制器发送握手指令，并判断是否在设定的时间内收到握手应答信息，确定两个控制器的主从状态；

若两个控制器在运行过程中，根据如下确定两个控制器的主从状态：

当前执行控制逻辑的控制器为主控制器；或

当前主控制器死机时，从控制器切换为主控制器，本发明提供的冗余控制器主从状态确定方法，通过两个部分确定控制器之间的主从状态，能够有避免由于控制器的主从状态频繁切换引起的系统状态不稳定；能够有效地是从控制识别主控制的状态，进一步确保控制系统稳定可靠地运行；并且能够实现控制器之间的数据及时、可靠地同步。

本实施例中，所述两个控制器通过以太网接口分别与以太网1、以太网2以及各IO机架连接，两个控制器之间通过光口和冗余光纤连接，其连接关系如图5所示；在上电初始化时，通过如下步骤发送并接收握手指令：

S1.若当前控制器收到对方控制器的握手指令，则向对方控制器反馈握手应答信息，完成握手过程并执行主从状态判定逻辑，否则进入步骤S2；

S2.当前控制器向对方控制器发送握手命令，若在设定的时间内收到握手命令的应答信息，则完成握手过程并执行主从状态判定逻辑，否则进入步骤S3；

S3.当前控制器向对方控制器重发握手指令，若在设定的时间内收到握手指令的应答信息，则完成握手过程并执行主状态确定判定逻辑，否则握手失败且当前控制器将自身置为主控制器并执行主状态控制逻辑；

其中，两个控制器通过以太网1、以太网2或者冗余光纤向对方发送握手指令或者反馈应答信息，从而确保通信的稳定性和可靠性，握手指令和应答信息至少包括控制器自身的主从状态信息、网络配置信息以及模块通信状态信息；如图1以及图4所示，两个控制器在发送握手指令和反馈应答信息时，控制器的状态信息包括自身是否为主控制器，网络配置信息包括IP信息等，模块通信信息包括自身控制器能否与IO机架进行通信。

本实施例中，所述两个控制器通过以太网接口分别与以太网1、以太网2以及各IO机架连接，其连接关系如图1所示，在两个控制器运行过程中，从控制器通过以太网1、以太网2或冗余光纤不能检测主控制器信息，则判定主控制器进入死机状态；

主控制器死机状态包括真死机状态和假死机状态，其中

真死机状态为主控制器出现故障；

假死机状态为主控制器与所有的IO机架通信失败，且在该状态下主控制器不执行控制逻辑且不向从控制器发送任何信息，且当假死机超过设定的时间T0时，从控制器切换为主状态，继续运行。运行过程中，主控制会定时同步系统相关数据和信息给备用控制器，备用控制也会返回自身的一些相关数据和信息给主控制器。若备用控制器以超过时间T仍未收到主控制同步数据，则会通过光纤冗余口探测对方控制器的状态。若光纤冗余口的探测信息未收到应答，备用控制器则会依次通过对控制层通信接口探测对方控制器的信息，其中，判定流程如图2所示。

本实施例中，当主控制器与至少一个IO机架通信正常，则该控制器仍为主控制器；

当主控制器与部分IO机架通信失败但从控制器和与主控制器不能通信的IO机架通信正常，则主控制器将授权给从控制器并由从控制器读写该IO机架的数据并通过冗余光纤发送给主控制器；

当主控制器与所有IO机架通信都失败，且备用控制器至少与一个IO机架的通信状态正常，则主控制器进入假死机状态，如假死机时间超过设定值，则从控制器切换为主控制器，而主控制器切换为从控制器，当然，从控制器的假死机状态判断方法与主控制器的判断方法相同，其判定流程如图3所示。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种冗余控制器主从状态确定方法，其特征在于：包括如下步骤：包括两个控制器并形成控制器冗余；所述确定方法包括如下步骤：

若两个控制器在上电初始化时，当前控制器向对方控制器发送握手指令，并判断是否在设定的时间内收到握手应答信息，确定两个控制器的主从状态；

若两个控制器在运行过程中，根据如下确定两个控制器的主从状态：

当前执行控制逻辑的控制器为主控制器；或

当前主控制器死机时，从控制器切换为主控制器。

2.根据权利要求1所述冗余控制器主从状态确定方法，其特征在于：所述两个控制器通过以太网接口分别与以太网1、以太网2以及各IO机架连接，两个控制器之间通过光口和冗余光纤连接；在上电初始化时，通过如下步骤发送并接收握手指令：

S1.若当前控制器收到对方控制器的握手指令，则向对方控制器反馈握手应答信息，完成握手过程并执行主从状态判定逻辑，否则进入步骤S2；

S2.当前控制器向对方控制器发送握手命令，若在设定的时间内收到握手命令的应答信息，则完成握手过程并执行主从状态判定逻辑，否则进入步骤S3；

S3.当前控制器向对方控制器重发握手指令，若在设定的时间内收到握手指令的应答信息，则完成握手过程并执行主状态确定判定逻辑，否则握手失败且当前控制器将自身置为主控制器并执行主状态控制逻辑。

3.根据权利要求2所述冗余控制器主从状态确定方法，其特征在于：两个控制器通过以太网1、以太网2或者冗余光纤向对方发送握手指令或者反馈应答信息。

4.根据权利要求2所述冗余控制器主从状态确定方法，其特征在于：握手指令和应答信息至少包括控制器自身的主从状态信息、网络配置信息以及模块通信状态信息。

5.根据权利要求1所述冗余控制器主从状态确定方法，其特征在于：所述两个控制器通过以太网接口分别与以太网1、以太网2以及各IO机架连接，在两个控制器运行过程中，从控制器通过以太网1、以太网或冗余光纤不能检测主控制器信息，则判定主控制器进入死机状态。

6.根据权利要求5所述冗余控制器主从状态确定方法，其特征在于：主控制器死机状态包括真死机状态和假死机状态，其中

真死机状态为主控制器出现故障；

假死机状态为主控制器与所有的IO机架通信失败，且在该状态下主控制器不执行控制逻辑且不向从控制器发送任何信息。

7.根据权利要求5所述冗余控制器主从状态确定方法，其特征在于：当主控制器与至少一个IO机架通信正常，则该控制器仍为主控制器；

当主控制器与部分IO机架通信失败但从控制器和与主控制器不能通信的IO机架通信正常，则主控制器将授权给从控制器并由从控制器读写该IO机架的数据并通过冗余光纤发送给主控制器；

当主控制器与所有IO机架通信都失败，且备用控制器至少与一个IO机架的通信状态正常，则主控制器进入假死机状态。