CN104813613B - 模块、系统和模块切换方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及模块、系统和模块切换方法。该模块具有可切换的操作状态并包括：第一切换单元，用于在第一操作状态和第二操作状态之间切换模块；第一接口，用于在发送信号到具有可切换操作状态的另一模块与从所述另一模块接收信号之间进行切换，其中第一接口在所述模块处于第一操作状态时，发送第一信号到所述另一模块，在所述模块即将被切换到第二操作状态时，发送第二信号到所述另一模块，并且在所述模块处于第二操作状态时，从所述另一模块接收信号；以及第二接口，用于与所述另一模块通信。当第二接口接收到所述另一模块对第二信号的响应时，第一切换单元将所述模块切换到第二操作状态。根据本申请的实施例，能够提高模块的可靠性。
Description
技术领域
本申请大体涉及过程控制，具体地涉及一种模块、系统和模块切换方法，并且更具体地涉及具有可切换的操作状态的模块，包括两个这类模块的系统，以及用于两个这类模块的切换方法。
背景技术
近来，冗余广泛用于过程控制领域，冗余提供了两个模块，其中一个为活动模块而另一个为被动模块，被动模块即是备份模块。这两个模块运行相同的软件，当在正常的操作情况下，只有一个模块作为活动模块进行操作，而另一个模块作为备份模块进行操作。当活动模块检测到故障时，将启动切换(容错)，以使得原来的活动模块作为备份模块进行操作，并且原来的备份模块作为活动模块进行操作。
在现有技术中，通过冗余线路和通信线路完成上述切换。但是，通过这类现有技术，是不可能确定出在冗余线路和通信线路中是否有错误，这可能导致无法执行切换。在过程控制中，这样的情况可能导致失去现场控制并且在某些场景中这样是非常危险的。
发明内容
本申请旨在提供提高切换可靠性的模块、系统和模块切换方法。优选地，根据本申请的实施例，可以达到下列效果中的至少一个：
由切换导致的在模块的输出中的扰动相对较小；
模块可以提供持续且有效的输入和/或输出；以及
模块可以监控冗余功能。
具体地，根据本申请的一个实施例，提供了一种具有可切换操作状态的模块，包括：第一切换单元，配置为在第一操作状态和第二操作状态之间切换模块；第一接口，配置为在向具有可切换操作状态的另一模块发送信号与从所述另一模块接收信号之间进行切换，其中在所述模块处于第一操作状态时，第一接口向所述另一模块发送第一信号，在所述模块将要切换到第二操作状态时，第一接口向所述另一模块发送第二信号，并且在所述模块处于第二操作状态时，第一接口从所述另一模块接收信号；以及第二接口，配置为与所述另一模块通信，其中：当第二接口从所述另一模块接收到对第一接口所发送的第二信号的响应时，所述第一切换单元将所述模块切换到第二操作状态。
根据本申请的另一个实施例，还提供了一种具有可切换操作状态的模块，包括：第二切换单元，配置为在第三操作状态和第四操作状态之间切换模块；第三接口，配置为向具有可切换操作状态的另一模块发送信号与从所述另一模块接收信号之间进行切换，其中第三接口在所述模块处于第三操作状态时，从所述另一模块接收信号，在所述模块处于第四操作状态时，向所述另一模块发送信号；以及第四接口，配置为与所述另一模块通信，其中：当第三接口从所述另一模块接收到第一信号时，所述模块保持处于第三操作状态，以及当第三接口从所述另一模块接收到第二信号时，第四接口向所述另一模块发送响应，第二切换单元将所述模块切换到第四操作状态，并且第三接口向所述另一模块发送第一信号。
根据本申请的另一个实施例，进一步提供了一种包括第一模块和第二模块的系统，所述第一模块和所述第二模块具有可切换的操作状态。第一模块包括：第一切换单元，配置为在第一操作状态和第二操作状态之间切换所述第一模块；第一接口，配置为在向第二模块发送信号与从第二模块接收信号之间进行切换，其中在第一模块处于第一操作状态时，第一接口向第二模块发送第一信号，在第一模块将要切换到第二操作状态时，第一接口向第二模块发送第二信号，并且在第一模块处于第二操作状态时，第一接口从第二模块接收信号；以及第二接口，配置为与第二模块通信，其中：当第二接口从第二模块接收到对第一接口所发送的第二信号的响应时，第一切换单元将第一模块切换到第二操作状态；以及第二模块包括：第二切换单元，配置为在第三操作状态和第四操作状态之间切换第二模块；第三接口，配置为在向第一模块发送信号与从第一模块接收信号之间进行切换，其中第三接口在第二模块处于第三操作状态时，从第一模块接收信号，在第二模块处于第四操作状态时，向第一模块发送信号；以及第四接口，配置为与第一模块通信，其中：当第三接口从第一模块接收到第一信号时，第二模块保持处于第三操作状态，以及当第三接口从第一模块接收到第二信号时，第四接口向第一模块发送响应，第二切换单元将第二模块切换到第四操作状态，并且第三接口向第一模块发送第一信号。
根据本申请的另一个实施例，进一步提供了切换具有可切换操作状态的第一模块和第二模块的方法，包括：当第一模块处于第一操作状态时，第一模块通过第一模块的第一接口向第二模块发送第一信号；当第一模块将要切换到第二操作状态时，第一模块通过第一接口向第二模块发送第二信号；当第二模块通过第二模块的第三接口从第一模块接收到第一信号时，第二模块保持处于第三操作状态；当第二模块通过第三接口从第一模块接收到第二信号时，第二模块通过第二模块的第四接口向第一模块发送响应，切换第三接口以向第一模块发送第一信号，并且将第二模块切换到第四操作状态；以及当第一模块通过第一模块的第二接口接收到所述响应时，切换第一接口以从第二模块接收信号并将第一模块切换到第二操作状态。
通过根据本申请实施例的模块、系统和模块切换方法，可提高模块切换中的可靠性。
附图说明
图1是示出根据本申请实施例的系统的示意图。
图2是示出根据本申请实施例的模块切换的方法的示意图。
图3是示出根据本申请实施例的单向接口检测步骤的示意图。
图4是示出根据本申请实施例的双向接口检测步骤的示意图。
具体实施方式
在下文中，通过结合附图描述本申请的实施例，本申请上述的以及其它特征和优点将变得明显。
根据本申请的一个实施例，提供了具有可切换操作状态的第一模块，包括：第一切换单元，配置为在第一操作状态和第二操作状态之间切换模块；第一接口，配置为在向具有可切换操作状态的第二模块发送信号与从第二模块接收信号之间进行切换，其中在第一模块处于第一操作状态时，第一接口向第二模块发送第一信号，在第一模块将要切换到第二操作状态时，第一接口向第二模块发送第二信号，并且在第一模块处于第二操作状态时，第一接口从第二模块接收信号；以及第二接口，配置为与第二模块通信，其中：当第二接口从第二模块接收到对第一接口所发送的第二信号的响应时，第一切换单元将第一模块切换到第二操作状态。
根据本申请的另一个实施例，还提供了具有可切换操作状态的第二模块，包括：第二切换单元，配置为在第三操作状态和第四操作状态之间切换模块；第三接口，配置为向具有可切换操作状态的另一模块发送信号与从第一模块接收信号之间进行切换，其中第三接口在第二模块处于第三操作状态时，从第一模块接收信号，在第二模块处于第四操作状态时，向第一模块发送信号；以及第四接口，配置为与第一模块通信，其中：当第三接口从第一模块接收到第一信号时，第二模块保持处于第三操作状态，以及当第三接口从第一模块接收到第二信号时，第四接口向第一模块发送响应，第二切换单元将第二模块切换到第四操作状态，并且第三接口向第一模块发送第一信号。
根据本申请的另一个实施例，提供了包括第一模块和第二模块的系统，第一模块和第二模块的配置如上所述。
图1示出作为根据本申请实施例例子的系统10。系统10包括第一模块100，第一模块100作为根据本申请实施例第一模块的例子，并且系统10还包括第二模块200，第二模块200作为根据本申请实施例第二模块的例子。
优选地，系统10是过程控制系统。但是，系统10并不限于此，还可以是其它系统。此外，第一模块100和第二模块200可以是具有至少一个如下功能的模块：测量现场数据和控制现场装置。
具体地，图1示出第一模块100和第二模块200的结构。第一模块100和第二模块200可以是彼此的备份模块。第一模块的第一操作状态可以是正常操作状态并且第一模块的第二操作状态可以是备份状态，以及第二模块的第三操作状态可以是备份状态并且第二模块的第四操作状态可以是正常操作状态。但是，第一模块100和第二模块200不限于此。例如，第一模块100的第一操作状态可以是用于收集测量值的输入状态而第一模块100的第二操作状态可以是用于控制的输出状态，以及第二模块200的第三操作状态可以是输出状态而第二模块200的第四操作状态可以是输入状态。在可能的场景中，当第一模块100处于输入状态时，第二模块200处于输出状态，以及当第一模块100处于输出状态时，第二模块200处于输入状态。
第一模块100包括第一切换单元101、第一接口102和第二接口103。
第一切换单元101在正常操作状态和备份状态之间切换第一模块100。例如，当检测到在第一模块100中发生故障时，第一切换单元101可以将第一模块100从正常操作状态切换到备份状态，还可以根据预定的控制策略在其它情况下执行切换。
第一接口102在发送第一信号或第二信号到第二模块200与从第二模块200接收第一信号或第二信号之间进行切换。
当第一模块100处于正常操作状态时，第一接口102发送第一信号到第二模块200。当第一模块100将要切换到备份状态时，第一接口102发送第二信号到第二模块200。当第一模块100处于备份状态时，第一接口102从第二模块200接收信号。
第二接口103与第二模块200通信。
当第二接口103接收到第二模块200对第二信号的响应时，第一切换单元101将第一模块100切换到备份状态。
优选地，在第一接口发送第二信号到第二模块200之后，如果第二接口103在预定的时间段内未能接收到响应，则第一模块100发出出错信息。例如，第一模块100可以向操作人员发送出错信息或者以其它适当的方式发送出错信息，从而指示在第一模块100和第二模块200之间的通信线路中有故障，即在第一接口102与将在后面描述的第二模块200的第三接口202之间和/或在第二接口103与将在后面描述的第二模块200的第四接口203之间有故障。
通过其它合适的方式，基于来自第二模块200的响应，第一模块100可以确定在第一模块100和第二模块200之间的通信线路上是否有故障。
第二模块包括第二切换单元201、第三接口202和第四接口203。
第二切换单元201在备份状态和正常操作状态之间切换第二模块200。例如，当检测到在第一模块100中发生故障时，第二切换单元201可以将第一模块200从备份状态切换到正常操作状态，还可以根据预定的控制策略在其它情况下执行切换。
第三接口202在发送信号到第一模块100与从第一模块100接收信号之间进行切换。
当第二模块200处于备份状态时，第三接口202从第一模块100接收第一信号或第二信号。当第二模块200处于正常操作状态时，第三接口202发送第一信号或第二信号到第一模块100。
优选地，第一接口102和第三接口202通过一根线缆的“硬线”(“hard wire”)连接起来，并且第一信号是高电平信号而第二信号是低电平信号。但是第一接口102和第三接口202可以通过其它方式连接，例如，以无线方式连接，并由此还可以相应地定义第一信号和第二信号。
第四接口与第一模块100通信。
优选地，第二接口103和第四接口203是串行通信接口(SCIs)。但是，第二接口103和第四接口203还可以是其它类型的接口，例如，并行通信接口。
当第三接口202从第一模块100接收到第一信号时，第二模块202保持在备份态。当第三接口202从第一模块100接收到第二信号时，第四接口203向第一模块100发送响应，第二切换单元201将第二模块200切换到正常操作状态，并且第三接口202向第一模块100发送第一信号。
优选地，接收到该响应之后，第一模块100向第二模块200的第四接口203发送确认信息。在第四接口向第一模块100发送响应之后，如果第四接口203在预定的时间段内未能从第一模块100接收到确认信息，则第二模块200发出出错信息。例如，第二模块200可以向操作人员发送出错信息，或者以其它合适的方式发送出错信息，从而指示在第一模块100和第二模块200之间的通信线路有故障。
通过其它合适的方式，基于来自第一模块100的确认信息，第二模块200可以确定在第一模块100和第二模块200之间的通信线路上是否有故障。此外，在第一模块100没有发送任何确认信息的情况下，基于来自第二模块的响应，第一模块能够确定在第一模块100和第二模块200之间的通信线路是否有故障。
尽管第一模块100和第二模块200作为如图1所示系统的构成要素共同运行，但是第一模块100和第二模块102不限于此。例如，根据本申请的实施例，只要第一模块100从正常操作状态进入备份状态的切换能够实现，第一模块100可以与任何合适的模块合作。根本申请的实施例，只要第二模块200从备份状态进入正常操作状态的切换能够实现，第二模块200也可以与任何合适的模块合作。也就是说，具有图1的实施例中所示功能的第一模块100和第二模块200分别形成本发明的保护主题。
利用根据本申请实施例的系统10、第一模块100和第二模块200，可以确定模块之间的通信线路中是否有故障，并由此提高切换中的可靠性。具体地，在过程控制中，通过以高可靠性的方式执行模块的切换可以达到下列效果中的至少一个，这些模块均为彼此的备份模块并且用于控制现场设备和/或检测现场数据。
由切换导致的在模块的输出中的扰动相对较小；
模块可以提供持续并有效的输入或输出；以及
模块可以监控冗余功能。
根据本申请的实施例，还提供了用于具有可切换操作状态的第一模块和第二模块的切换方法，该方法包括：当第一模块处于第一操作状态时，第一模块通过第一模块的第一接口向第二模块发送第一信号；当第一模块将要切换到第二操作状态时，第一模块通过第一接口向第二模块发送第二信号；当第二模块通过第二模块的第三接口从第一模块接收到第一信号时，第二模块保持处于第三操作状态；当第二模块通过第三接口从第一模块接收到第二信号时，第二模块通过第二模块的第四接口向第一模块发送响应，切换第三接口以向第一模块发送第一信号，并且将第二模块切换到第四操作状态；以及当第一模块通过第一模块的第二接口接收到所述响应时，切换第一接口以从第二模块接收信号并将第一模块切换到第二操作状态。
以下将结合图2描述根据本申请实施例的方法的例子。
图2示出当第二模块从第三操作状态切换到第四操作状态时，将第一模块100从第一操作状态切换到第二操作状态的过程。
如上所述，第一模块100的第一操作状态可以是正常操作状态并且第一模块100的第二操作状态可以是备份状态，以及第二模块200的第三操作状态可以是备份状态并且第二模块200的第四操作状态可以是正常操作状态。
在步骤S101之前，第一模块100处于正常操作状态，并因此通过第一接口102向第二模块200发送第一信号。
在步骤S101中，第一模块100将要切换到备份状态，并因此通过第一接口102向第二模块200发送第二信号。
在步骤S201中，第二模块200通过第三接口202接收第二信号，并且本过程进入步骤S202。
在步骤S202中，第二模块200通过第四接口203向第一模块100发送响应，第二模块200切换到正常操作状态，以及切换第三接口202以向第一模块100发送第一信号。
基于这样的方法，第一模块100可以基于来自第二模块200的响应来确定第一模块100与第二模块200之间的通信线路中是否有故障。
例如，在第一模块100向第二模块200发送第二信号之后，如果第一模块100在预定时间段内未能从第二模块200接收到响应，则第一模块100发出出错信息，从而指示第一模块100与第二模块200之间的通信线路中有故障。
此外，在第一模块100接收到响应之后，第一模块100可以向第二模块200发送确认信息。在第二模块200向第一模块100发送响应之后，若第二模块200在预定时间段内未能从第一模块100接收到确认信息，第二模块200发出出错信息，从而指示第一模块100与第二模块200之间的通信线路中有故障。如上所提及的，第二模块200可以以任何合适的方式发送出错信息。
基于来自第一模块100的确认信息，第二模块200可以以任何合适的方式来确定第一模块100与第二模块200之间的通信线路中是否有故障。
此外，此处提及的关于确认信息的预定时间段可以与上面提及的关于响应的预定时间段相同或不同，下文提及的其它预定时间段之间的关系也是如此。也就是说，在本申请的实施例中，关于不同信息的预定时间段可以相同或互不相同。
利用根据本申请实施例的切换方法，可以确定模块之间的通信线路中是否有故障，因此能够改进切换中的可靠性。这样的方法特别适合用于执行模块切换的过程控制，这些模块均为彼此的备份模块并且用于控制现场设备和/或检测现场数据，从而达到下列效果中的至少一个效果。
由切换导致的在模块的输出中的扰动相对较小；
模块可以提供持续且有效的输入或输出；以及
模块可以监控冗余功能。
此外，如图2所示的方法可以包括单向接口检测步骤，在该步骤中检测是否可以将第一信号和第二信号从第一接口102发送到第三接口202。
以下将结合图3描述单向接口检测步骤。当第一模块100处于正常操作状态并且第二模块200处于备份状态时，可以周期性地执行这样的步骤，以及还可以根据操作人员的指令或在其它合适的时机执行该步骤。
在步骤S1101中，第一模块100通过第二接口103向第二模块200发送单向检测请求。
在步骤S1201中，第二模块200通过第四接口203接收该单向检测请求，并且通过第四接口203向第一模块100发送响应。这样的响应可以与上面提及的切换方法中的响应相同或不同，下文提及的其它响应之间的关系也是如此。也就是说，在本申请的实施例中，关于不同信息的响应可以相同或互不相同。在步骤S1201，当第二模块200通过第三接口202接收到第二信号时，第二模块200可以禁止操作状态的切换。
在步骤S1102中，若第一模块100自发送单向检测请求之后的预定时间段内通过第二接口103接收到响应，则第一模块100通过第一接口102向第二模块200发送第二信号。例如，第一模块100可以向第二模块200发送第二信号持续1ms，或者向第二模块200发送第二信号直到步骤S1103或直到检测步骤终止。另外，第一模块100发送出错信息以便指示通信线路中有故障，例如，第二接口103与第四接口203之间的通信线路中有故障。此时，第一模块100可以进一步执行合适的处理，例如，终止单向接口检测步骤和向操作人员报告。
在步骤S1202中，若第二模块200自发送响应之后的预定时间段内通过第三接口202接收到第二信号，则第二模块200通过第四接口203向第一模块100发送确认信息。另外，第二模块200发出出错信息，从而指示在通信线路中有故障，例如第二接口103与第四接口203之间的通信线路中有故障或者是第一接口102发送的信号不能从第一信号转变为第二信号。此时，第二模块200可以进一步执行如上面提及的合适处理。进一步地，第二模块200可以通过第四接口203向第一模块100发送出错信息。
这样的确认信息可以与上面所提及的切换方法中的确认信息相同或不同，下文提及的其它确认信息之间的关系也是如此。也就是说，在本申请的实施例中，关于不同信息或信号的确认信息可以相同或互不相同。
在步骤S1103中，若第一模块100自发送第二信号之后的预定时间段内接收到确认信息，则第一模块100通过第一接口102向第二模块200发送第一信号。另外，第一模块100发出出错信息以便指示信线路中有故障，例如，第二接口103与第四接口203之间的通信线路中有故障或者是第一接口102发送的信号不能从第一信号转变为第二信号。此时，第一模块100可以进一步执行如上面所提及的合适的处理。
在步骤S1203中，若第二模块200自发送确认信息之后的预定时间段内通过第三接口202接收到第一信号，则第二模块200通过第四接口203向第一模块100发送新的确认信息。另外，第二模块200发出出错信息，从而指示通信线路中有故障，例如，第二接口103与第四接口203之间的通信线路中有故障或者是第一接口102发送的信号不能从第二信号被转变为第一信号。此时，第二模块200可以进一步执行如上面所提及的合适的处理。进一步地，第二模块200可以通过第四接口203向第一模块100发送出错信息。
在步骤S1104，若第一模块100自发送第一信号之后的预定时间段内接收到确认信息，则检测成功。另外，第一模块100发出出错信息从而指示通信线路中有故障，例如，第二接口103与第四接口203之间的通信线路中有故障或者是第一接口102发送的信号不能从第二信号被转变为第一信号。此时，第一模块100可以进一步执行如上面所提及的合适的处理。
如图3所示的方法仅是单向接口检测步骤中的例子。例如，还可能是首先检侧由第一模块100发送到第二模块200的第二信号是否能够转变成第一信号，然后检测由第一模块100发送到第二模块200的第一信号是否能够转变成第二信号，以及还可能是检测由第二模块200发送到第一模块100的信号是否能够被正确地接收。
另外，图2中所示的方法还可以包括双向接口检测步骤，在该步骤中检测是否可以将第一信号和第二信号从第一接口102发送到第三接口202以及检测是否可以将第一信号和第二信号从第三接口202发送到第一接口102。
以下将结合图4描述双向接口检测步骤。可以在系统10启动之后或在执行第一模块100和第二模块200的切换之后执行该步骤。
在步骤S2101中，第一模块100通过第二接口103向第二模块200发送双向检测请求。
在步骤S2201，第二模块200通过第四接口203接收该双向检测请求，并且若此时第二模块200通过第三接口202接收到第一信号，则第二模块200通过第四接口203向第一模块100发送确认信息。另外，第二模块200发出出错信息从而指示通信线路中有故障，例如，第一接口102不能向第三接口202发送第一信号。此时，第二模块200可以进一步执行合适的处理，例如，终止双向接口检测步骤和向操作人员报告。进一步地，第二模块200可以通过第四接口203向第一模块100发送出错信息。在步骤S2201中，在第二模块200通过第三接口202接收到第二信号时，第二模块200可以禁止操作状态的切换。
在步骤S2102中，若第一模块100自发送双向检测请求之后的预定时间段内通过第二接口103接收到确认信息，则第一模块100通过第一接口102向第二模块200发送第二信号。另外，第一模块100发出出错信息从而指示通信线路中有故障，例如，第二接口103与第四接口203之间的通信线路中有故障或者是第一接口102不能向第三接口202发送第一信号。此时，第一模块100可以进一步执行如上面所提及的合适的处理。
在步骤S2202中，若第二模块200自发送确认信息之后的预定时间段内通过第三接口202接收到第二信号，则第二模块200通过第四接口203向第一模块100发送新的确认信息。另外，第二模块200发出出错信息从而指示通信线路中有故障，例如，第二接口103与第四接口203之间的通信线路中有故障或者是由第一接口102发送到第三接口202的信号不能从第一信号转变为第二信号。此时，第二模块200可以进一步执行如上面所提及的合适的处理。进一步，第二模块200可以通过第四接口203向第一模块100发送出错信息。
在步骤S2103中，若第一模块100自发送第二信号之后的预定时间段内接收到确认信息，则第一模块100通过第一接口102向第二模块200发送第一信号。另外，第一模块100发出出错信息从而指示通信线路中有故障，例如，第二接口103与第四接口203之间的通信线路中有故障或者是由第一接口102发送到第三接口202的信号不能从第一信号转变为第二信号。此时，第一模块100可以进一步执行如上面所提及的合适的处理。
在步骤S2203，若第二模块200自发送最后的确认信息之后的预定时间段内通过第三接口202接收到第一信号，则第二模块200通过第四接口203向第一模块100发送新的确认信息。另外，第二模块200发出出错信息从而指示通信线路中有故障，例如，第二接口103与第四接口203之间的通信线路中有故障或者由第一接口102发送到第三接口202的信号不能从第二信号转变为第一信号。此时，第二模块200可以进一步执行如上面所提及的合适的处理。进一步地，第二模块200可以通过第四接口203向第一模块100发送出错信息。
在步骤S2104中，若第一模块100自发送第一信号之后的预定时间段内接收到确认信息，则第一模块100通过第二接口103向第二模块200发送换位请求(reverse request)。另外，第一模块100发出出错信息从而指示通信线路中有故障，例如，第二接口103与第四接口203之间的通信线路中有故障或者是由第一接口102发送到第三接口202的信号不能从第二信号转变为第一信号。此时，第一模块100可以进一步执行如上面所提及的合适的处理。
在步骤S2204中，若第二模块200自发送最后的确认信息之后的预定时间段内通过第四接口203接收到换位请求，则第二模块200切换第三接口202以向第一模块100发送第一信号，并且通过第四接口203向第一模块100发送新的确认信息。另外，第二模块200发出出错信息从而指示通信线路中有故障，例如，第二接口103与第四接口203之间的通信线路中有故障。此时，第二模块200可以进一步执行如上面所提及的合适的处理。进一步地，第二模块200可以通过第四接口203向第一模块100发送出错信息。
在步骤S2105中，若第一模块100自发送换位请求之后的预定时间段内通过第二接口103接收到确认信息，则第一模块100切换第一接口102以从第二模块200接收信号，并且本过程进入步骤S2106。另外，第一模块100发出出错信息从而指示通信线路中有故障，例如，第二接口103与第四接口203之间的通信线路中有故障。此时，第一模块100可以进一步执行如上面所提及的合适的处理。
在步骤S2106中，若第一模块100自发送换位请求之后的预定时间段内通过第一接口102接收到第一信号，则第一模块100通过第三接口103向第二模块200发送确认信息。另外，第一模块100发出出错信息从而指示通信线路中有故障，例如，第二接口103与第四接口203之间的通信线路中有故障或者是第三接口202不能向第一接口102发送第一信号。此时，第一模块100可以进一步执行如上面所提及的合适的处理。
在步骤S2205中，若第二模块200自发送第一信号之后的预定时间段内通过第四接口203接收到确认信息，则第二模块200通过第三接口202向第一模块100发送第二信号。另外，第二模块200发出出错信息从而指示通信线路中有故障，例如，第二接口103与第四接口203之间的通信线路中有故障或者是第三接口202不能向第一接口102发送第一信号。此时，第二模块200可以进一步执行如上面所提及的合适的处理。进一步地，第二模块200可以通过第四接口203向第一模块100发送出错信息。
在步骤S2107中，若第一模块100自发送确认信息之后的预定时间段内通过第一接口102接收到第二信号，则第一模块100通过第二接口103向第二模块200发送新的确认信息。另外，第一模块100发出出错信息从而指示通信线路中有故障，例如，第二接口103与第四接口203之间的通信线路中有故障或者是由第三接口202发送到第一接口102的第一信号不能转变为第二信号。此时，第一模块100可以进一步执行如上面所提及的合适的处理。
在步骤S2206中，若第二模块200自发送第一信号之后的预定时间段内通过第四接口203接收到确认信息，则检测成功。另外，第二模块200发出出错信息从而指示通信线路中有故障，例如，第二接口103与第四接口203之间的通信线路中有故障或者是由第三接口202发送到第一接口102的第一信号不能转变为第二信号。此时，第二模块200可以进一步执行如上面所提及的合适的处理。进一步地，第二模块200可以通过第四接口203向第一模块100发送出错信息。
图4中所示的方法仅是仅是双向接口检测步骤中的例子。例如，还可能是首先检侧由第一接口102发送到第三接口202的第二信号是否能够被正确地转变成第一信号，然后检测由第一接口102发送到第三接口202的第一信号是否能够被转变成第二信号，以及还可能是首先检侧由第三接口202发送到第一接口102的信号是否能够被正确地接收，然后检测从第一接口102发送到第三接口202的信号是否能够被正确地接收。
另外，在图2所示的方法还可以包括同步步骤，用于使第一模块100和第二模块200知道彼此的状态，以确定是否进行切换。
在该同步步骤中，第一模块100通过第二接口103周期性地发送关于第一模块100的操作状态的第一操作状态信息到第二模块200，以及第二模块通过第四接口203周期性发送关于第二模块200的操作状态的第二操作状态信息到第一模块100。
上述周期可以是例如50ms。进一步地，第一模块100可以检测在自发送第一状态信息之后的预定时间段内，是否接收到作为响应的来自第二模块200的第二状态信息。若第一模块100未能接收到该响应，第一模块100可以执行合适的处理，例如，向操作人员报告同步出错。类似地，第二模块200也可以检测在自发送第二状态信息之后的预定时间段内，是否接收到作为响应的来自第一模块100的第一状态信息。若第二模块200未能接收到该响应，第二模块200可以执行合适的处理，例如，向操作人员报告同步出错。
基于上述单向接口检测步骤、双向接口检测步骤和同步步骤，可以更好地判断模块之间的通信线路中是否有故障，并由此切换过程中的可靠性得到提高。
尽管已经示出并描述了本申请优选的实施例，本领域的普通技术人员应当理解以各种方式对其实施例和特征所做的修改、替换、和组合，均应落入本申请权利要求所限定的保护范围之内。
Claims (23)
1.一种具有可切换操作状态的模块，其特征在于，包括：
第一切换单元，配置为在第一操作状态和第二操作状态之间切换模块；
第一接口，配置为在向具有可切换操作状态的另一模块发送信号与从所述另一模块接收信号之间进行切换，其中在所述模块处于第一操作状态时，第一接口向所述另一模块发送第一信号，在所述模块将要切换到第二操作状态时，第一接口向所述另一模块发送第二信号，并且在所述模块处于第二操作状态时，第一接口从所述另一模块接收信号；以及
第二接口，配置为与所述另一模块通信，其中：
当第二接口从所述另一模块接收到对由第一接口所发送的第二信号的响应时，所述第一切换单元将所述模块切换到第二操作状态。
2.根据权利要求1的所述模块，其特征在于，其中：
若第二接口在预定时间段内未能接收到所述响应，则所述模块发出出错信息。
3.根据权利要求1的所述模块，其特征在于，其中：
第一操作状态是正常操作状态，并且第二操作状态是备份状态。
4.根据权利要求3的所述模块，其特征在于，其中：
第一接口通过一根线缆连接到所述另一模块，以及
第一信号为高电平信号并且第二信号为低电平信号。
5.根据权利要求4的所述模块，其特征在于，其中：
第二接口是串行通信接口SCI。
6.根据权利要求1-5中任一项的所述模块，其特征在于，其中：
所述模块为具有至少一个下列功能的模块：在过程控制中测量现场数据和控制现场设备。
7.一种具有可切换操作状态的模块，其特征在于，包括：
第二切换单元，配置为在第三操作状态和第四操作状态之间切换模块；
第三接口，配置为在向具有可切换操作状态的另一模块发送信号与从所述另一模块接收信号之间进行切换，其中第三接口在所述模块处于第三操作状态时，从所述另一模块接收信号，在所述模块处于第四操作状态时，向所述另一模块发送信号；以及
第四接口，配置为与所述另一模块通信，其中：
当第三接口从所述另一模块接收到第一信号时，所述模块保持处于第三操作状态，以及
当第三接口从所述另一模块接收到第二信号时，第四接口向所述另一模块发送响应，第二切换单元将所述模块切换到第四操作状态，并且第三接口向所述另一模块发送第一信号。
8.根据权利要求7的所述模块，其特征在于，其中：
在所述另一模块接收到所述响应后，所述另一模块向所述模块的第四接口发送确认信息；以及
若在第四接口发送所述响应后所述第四接口未能接收到所述确认信息，则所述模块发出出错信息。
9.根据权利要求7的所述模块，其特征在于，其中：
第三操作状态是备份状态，并且第四操作状态是正常操作状态。
10.根据权利要求9的所述模块，其特征在于，其中：
第三接口通过一根线缆连接到所述另一模块，以及
第一信号是高电平信号并且第二信号是低电平信号。
11.根据权利要求10的所述模块，其特征在于，其中：
第四接口是串行通信接口SCI。
12.根据权利要求7-11中任一项的所述模块，其特征在于，其中：
所述模块为具有至少一个下列功能的模块：在过程控制中测量现场数据和控制现场设备。
13.一种包括具有可切换的操作状态的第一模块和第二模块的系统，其特征在于，其中：
第一模块包括：
第一切换单元，配置为在第一操作状态和第二操作状态之间切换所述第一模块；
第一接口，配置为在向第二模块发送信号与从第二模块接收信号之间进行切换，其中在第一模块处于第一操作状态时，第一接口向第二模块发送第一信号，在第一模块将要切换到第二操作状态时，第一接口向第二模块发送第二信号，并且在第一模块处于第二操作状态时，第一接口从第二模块接收信号；以及
第二接口，配置为与第二模块通信，其中：
当第二接口从第二模块接收到对由第一接口所发送的第二信号的响应时，第一切换单元将第一模块切换到第二操作状态；以及
第二模块包括：
第二切换单元，配置为在第三操作状态和第四操作状态之间切换第二模块；
第三接口，配置为在向第一模块发送信号与从第一模块接收信号之间进行切换，其中第三接口在第二模块处于第三操作状态时，从第一模块接收信号，在第二模块处于第四操作状态时，向第一模块发送信号；以及
第四接口，配置为与第一模块通信，其中：
当第三接口从第一模块接收到第一信号时，第二模块保持处于第三操作状态，以及
当第三接口从第一模块接收到第二信号时，第四接口向第一模块发送响应，第二切换单元将第二模块切换到第四操作状态，并且第三接口向第一模块发送第一信号。
14.根据权利要求13的所述系统，其特征在于，其中：
第一模块和第二模块是彼此的备份模块，第一模块的第一操作状态是正常操作状态并且第一模块的第二操作状态是备份状态，以及，第二模块的第三操作状态是备份状态并且第二模块的第四操作状态是正常操作状态。
15.根据权利要求13或14的所述系统，其特征在于，其中：
所述系统是过程控制系统，且第一模块和第二模块是具有至少一个下列功能的模块：测量现场数据和控制现场设备。
16.一种用于具有可切换操作状态的第一模块和第二模块的切换方法，其特征在于，包括：
当第一模块处于第一操作状态时，第一模块通过第一模块的第一接口向第二模块发送第一信号；
当第一模块将要切换到第二操作状态时，第一模块通过第一接口向第二模块发送第二信号；
当第二模块通过第二模块的第三接口从第一模块接收到第一信号时，第二模块保持处于第三操作状态；
当第二模块通过第三接口从第一模块接收到第二信号时，第二模块通过第二模块的第四接口向第一模块发送响应，切换第三接口以向第一模块发送第一信号，并且将第二模块切换到第四操作状态；以及
当第一模块通过第一模块的第二接口接收到所述响应时，切换第一接口以从第二模块接收信号并将第一模块切换到第二操作状态。
17.根据权利要求16的所述方法，其特征在于，进一步包括：
单向接口检测步骤，在该步骤中检测第一信号和第二信号是否能够从第一接口发送到第三接口。
18.根据权利要求17的所述方法，其特征在于，其中：
当第一模块处于第一操作状态且第二模块处于第三操作状态时，周期性地执行单向接口检测步骤。
19.根据权利要求16-18中任一项的所述方法，其特征在于，进一步包括：
双向接口检测步骤，在该步骤中检测第一信号和第二信号是否能够从第一接口发送到第三接口以及第一信号和第二信号是否能够从第三接口发送到第一接口。
20.根据权利要求19的所述方法，其特征在于，其中：
在包含第一模块和第二模块的系统启动之后或者是在执行第一模块以及第二模块的切换之后，执行所述双向接口检测步骤。
21.根据权利要求16-18中任一项的所述方法，其特征在于，进一步包括：
同步步骤，在该步骤中第一模块通过第二接口周期性地向第二模块发送关于第一模块的操作状态的第一操作状态信息，并且第二模块通过第四接口周期性地向第一模块发送关于第二模块的操作状态的第二操作状态信息。
22.根据权利要求16-18中任一项的所述方法，其特征在于，其中：
第一模块和第二模块是彼此的备份模块，第一模块的第一操作状态是正常操作状态并且第一模块的第二操作状态是备份状态，以及第二模块的第三操作状态是备份状态并且第二模块的第四操作状态是正常操作状态。
23.根据权利要求16-18中任一项的所述方法，其特征在于，其中：
第一模块和第二模块是具有至少一个下列功能的模块：测量现场数据和控制现场设备。
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