CN105929765B - 一种冗余控制系统 - Google Patents

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CN105929765B CN201610511145.7A CN201610511145A CN105929765B CN 105929765 B CN105929765 B CN 105929765B CN 201610511145 A CN201610511145 A CN 201610511145A CN 105929765 B CN105929765 B CN 105929765B
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Abstract

本申请提供了一种冗余控制系统，包括：运行控制器和至少两个备份控制器；运行控制器包括第一DSP和第一通信芯片，第一DSP与通信芯片相连，第一通信芯片包括两个物理层网口；各个备份控制器各自包括第二DSP和第二通信芯片，第二DSP和第二通信芯片相连，第二通信芯片包括两个物理层网口；运行控制器和各个备份控制器之间通过各自的两个物理层网口进行环网物理连接，且第一通信芯片和各个第二通信芯片之间进行Powerlink通信；第一DSP和各个第二DSP均连接同一个被控设备。在本申请中，通过以上冗余控制系统提高了通信实时性，且提高了系统运行的可靠性。

Description

一种冗余控制系统
技术领域
本申请涉及冗余控制领域，特别涉及一种冗余控制系统。
背景技术
在自动化领域，随着工业水平发展，对生产工艺水平要求越来越高，对被控设备的控制精度和稳定性要求也越来越高。目前针对被控设备的控制精度和稳定性要求，不仅对被控设备本身进行了冗余设计，而且对被控设备的控制器也进行了冗余设计。
但是，目前对被控设备的控制器进行冗余设计得到的控制冗余系统的通信实时性和系统运行可靠性仍有待提高。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种冗余控制系统，以达到提高通信实时性，且提高系统运行的可靠性的目的，技术方案如下：
一种冗余控制系统，包括：运行控制器和至少两个备份控制器；
所述运行控制器包括第一数字信号处理DSP和第一通信芯片，所述第一DSP与所述通信芯片相连，所述第一通信芯片包括两个物理层网口；
各个所述备份控制器各自包括第二DSP和第二通信芯片，所述第二DSP和所述第二通信芯片相连，所述第二通信芯片包括两个物理层网口；
所述运行控制器和各个所述备份控制器之间通过各自的两个所述物理层网口进行环网物理连接，且所述第一通信芯片和各个所述第二通信芯片之间进行Powerlink通信；
所述第一DSP和各个所述第二DSP均连接同一个被控设备；
所述第一通信芯片，用于判断各个所述第二通信芯片的两个所述物理层网口是否发生异常，在判断出某一个所述第二通信芯片的两个所述物理层网口均发生异常时，控制该第二通信芯片所属备份控制器停止运行，以及判断自身的两个所述物理层网口是否发生异常，在判断出自身的两个所述物理层网口均发生异常时，发送第一离网信号至所述第一DSP，以使所述第一DSP发送控制器切换指令至其中一个所述备份控制器，并停止运行；
所述第二通信芯片，用于判断其他各个所述第二通信芯片和所述第一通信芯片的两个所述物理层网口是否发生异常，在判断出其他各个所述第二通信芯片中某一个所述第二通信芯片的两个所述物理层网口均发生异常时，控制该第二通信芯片所属备份控制器停止运行，在判断出所述第一通信芯片的两个所述物理层网口均发生异常时，控制所述第一DSP停止运行，以及判断自身的两个所述物理层网口是否发生异常，在判断出自身的两个所述物理层网口均发生异常时，发送第二离网信号至所述第二DSP，以使所述第二DSP停止运行；
所述第一DSP，用于判断自身运行是否发生异常，在判断出自身运行发生异常或接收到所述第一离网信号时，发送控制器切换指令至其中一个所述备份控制器，并停止运行，以及判断各个所述第二DSP是否运行异常，在判断出某一个所述第二DSP运行异常时，控制该运行异常的第二DSP停止运行；
所述第二DSP，用于判断自身运行是否发生异常，在判断出自身运行发生异常或在接收到所述第二离网信号时，停止运行，以及判断其他各个所述第二DSP是否运行异常，在判断出其他各个所述第二DSP中某一个第二DSP运行异常时，控制该运行异常的第二DSP停止运行，以及判断所述第一DSP是否运行异常，在判断出所述第一DSP运行异常时，控制所述第一DSP停止运行，并选择一个正常运行的备份控制器作为运行控制器。
优选的，所述第一DSP判断各个所述第二DSP是否运行异常，在判断出某一个所述第二DSP运行异常时，控制该运行异常的第二DSP停止运行的过程为：
所述第一DSP判断各个所述第二DSP是否运行异常，在判断出某一个所述第二DSP运行异常时，获取除该运行异常的第二DSP之外的其他各个所述第二DSP针对该运行异常的第二DSP的第一运行判断结果，若各个所述第一运行判断结果均为运行异常，则控制该运行异常的第二DSP停止运行；
所述第二DSP判断其他各个所述第二DSP是否运行异常，在判断出其他各个所述第二DSP中某一个第二DSP运行异常时，控制该运行异常的第二DSP停止运行的过程为：
所述第二DSP判断其他各个所述第二DSP是否运行异常，在判断出其他各个所述第二DSP中某一个第二DSP运行异常时，获取除该运行异常的第二DSP之外的其他各个所述第二DSP针对该运行异常的第二DSP的第二运行判断结果，若各个所述第二运行判断结果均为运行异常，则控制该运行异常的第二DSP停止运行；
所述第二DSP判断所述第一DSP是否运行异常，在判断出所述第一DSP运行异常时，控制所述第一DSP停止运行的过程为：
所述第二DSP判断所述第一DSP是否运行异常，在判断出所述第一DSP运行异常时，获取其他各个所述第二DSP针对所述第一DSP的运行判断结果，若各个所述运行判断结果均为运行异常，则控制所述第一DSP停止运行。
优选的，所述第一DSP还用于发送所述第一离网信号至上位机，以提示所述第一通信芯片的两个物理层网口发生异常；
所述第二DSP还用于发送所述第二离网信号至所述上位机，以提示所述第二通信芯片的两个物理层网口发生异常。
优选的，所述第一通信芯片包括的两个物理层网口均为热插拔物理层网口；
各个所述第二通信芯片各自包括的两个物理层网口均为热插拔物理层网口。
优选的，所述第一通信芯片为ZYNQ芯片；
各个所述第二通信芯片均为ZYNQ芯片。
优选的，在所述第一通信芯片为ZYNQ芯片时，所述第一通信芯片包括：第一现场可编程逻辑门阵列FPGA和第一双核中央处理器CPU；
所述第一FPGA和所述第一双核CPU相连，所述第一DSP与所述第一FPGA相连，且所述第一通信芯片包括的两个所述物理层网口设置在所述第一FPGA上；
在所述第二通信芯片为ZYNQ芯片时，所述第二通信芯片包括：第二FPGA和第二双核CPU；
所述第二FPGA和所述第二双核CPU相连，所述第二DSP与所述第二FPGA相连，且所述第二通信芯片包括的两个所述物理层网口设置在所述第二FPGA上。
优选的，所述第一DSP通过双口随机存取存储器RAM与所述第一FPGA相连；
所述第二DSP通过双口RAM与所述第二FPGA相连。
优选的，所述第一DSP通过通用输入/输出口与所述第一FPGA相连；
所述第二DSP通过通用输入/输出口与所述第二FPGA相连。
与现有技术相比，本申请的有益效果为：
在本申请中，由于运行控制器的第一通信芯片与各个备份控制器各自的第二通信芯片之间进行Powerlink通信，Powerlink通信的传输速度可达100M/1000M，因此可以保证运行控制器和各个备份控制器之间进行高速的数据传输，从而提高了通信实时性。
并且，运行控制器中的第一DSP与各个备份控制器中的第二DSP构成控制冗余部分，运行控制器中的第一通信芯片与各个备份控制器中的第二通信芯片构成通信冗余部分，其中，在通信冗余部分中的第一通信芯片的一个物理层网口发生异常时，仍能保证第一通信芯片与各个第二通信芯片正常通信，或通信冗余部分中的某一个第二通信芯片的一个物理层网口发生异常时，仍能保证该第二通信芯片与其他第二通信芯片和第一通信芯片正常通信，实现了高可靠性的通信冗余部分，既而高可靠性的通信冗余部分为控制冗余部分的通信提供了可靠性保障，保证第一DSP和各个第二DSP各自能够及时发现运行异常的第一DSP或第二DSP，从而提高了系统运行的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请提供的冗余控制系统的一种逻辑结构示意图；
图2是本申请提供的冗余控制系统的另一种逻辑结构示意图；
图3是本申请提供的运行控制器的一种逻辑结构示意图；
图4是本申请提供的备份控制器的一种逻辑结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请中，提供了一种冗余控制系统，冗余控制系统包括：运行控制器和至少两个备份控制器。
所述运行控制器包括第一DSP(数字信号处理，Digital Signal Processing)和第一通信芯片，所述第一DSP与所述通信芯片相连，所述第一通信芯片包括两个物理层网口。
各个所述备份控制器各自包括第二DSP和第二通信芯片，所述第二DSP和所述第二通信芯片相连，所述第二通信芯片包括两个物理层网口。
所述运行控制器和各个所述备份控制器之间通过各自的两个所述物理层网口进行环网物理连接，且所述第一通信芯片和各个所述第二通信芯片之间进行Powerlink通信。
其中，Powerlink也称为EthernetPOWERLINK，是一项在标准以太网介质上，用于解决工业控制及数据采集领域数据传输实时性的最新技术，其协议融合了CANopen和Ethernet这两项技术的优点和缺点，即拥有了Ethernet的高速、开放性接口，以及CANopen在工业领域良好的冗余性和安全性特点。
所述第一DSP和各个所述第二DSP均连接同一个被控设备。
所述第一通信芯片，用于判断各个所述第二通信芯片的两个所述物理层网口是否发生异常，在判断出某一个所述第二通信芯片的两个所述物理层网口均发生异常时，控制该第二通信芯片所属备份控制器停止运行，以及判断自身的两个所述物理层网口是否发生异常，在判断出自身的两个所述物理层网口均发生异常时，发送第一离网信号至所述第一DSP，以使所述第一DSP发送控制器切换指令至其中一个所述备份控制器，并停止运行。
在本申请中，第一通信芯片在判断出某一个所述第二通信芯片的其中一个物理层网口发生异常，另一个物理层网口未发生异常时，不控制该第二通信芯片所属备份控制器停止运行，因为该第二通信芯片仍然可以通过未发生异常的物理层网口与外部进行通信。
当然，第一通信芯片在判断出自身的其中一个物理层网口发生异常，另一个物理层网口未发生异常时，不发送第一离网信号至所述第一DSP，因为第一通信芯片仍然可以通过未发生异常的物理层网口与外部进行通信。
所述第二通信芯片，用于判断其他各个所述第二通信芯片和所述第一通信芯片的两个所述物理层网口是否发生异常，在判断出其他各个所述第二通信芯片中某一个所述第二通信芯片的两个所述物理层网口均发生异常时，控制该第二通信芯片所属备份控制器停止运行，在判断出所述第一通信芯片的两个所述物理层网口均发生异常时，控制所述第一DSP停止运行，以及判断自身的两个所述物理层网口是否发生异常，在判断出自身的两个所述物理层网口均发生异常时，发送第二离网信号至所述第二DSP，以使所述第二DSP停止运行。
在本申请中，第二通信芯片在判断出其他各个所述第二通信芯片中某一个第二通信芯片的其中一个物理层网口发生异常，另一个物理层网口未发生异常时，不控制该第二通信芯片所属备份控制器停止运行，因为其中一个物理层网口发生异常，另一个物理层网口未发生异常的该第二通信芯片仍可以通过未发生异常的物理层网口与外部进行通信。
当然，第二通信芯片在判断出自身的其中一个物理层网口发生异常，另一个物理层网口未发生异常时，不发送第二离网信号至所述第二DSP，因为第二通信芯片仍然可以通过未发生异常的物理层网口与外部进行通信。
所述第一DSP，用于判断自身运行是否发生异常，在判断出自身运行发生异常或接收到所述第一离网信号时，发送控制器切换指令至其中一个所述备份控制器，并停止运行，以及判断各个所述第二DSP是否运行异常，在判断出某一个所述第二DSP运行异常时，控制该运行异常的第二DSP停止运行；
所述第二DSP，用于判断自身运行是否发生异常，在判断出自身运行发生异常或在接收到所述第二离网信号时，停止运行，以及判断其他各个所述第二DSP是否运行异常，在判断出其他各个所述第二DSP中某一个第二DSP运行异常时，控制该运行异常的第二DSP停止运行，以及判断所述第一DSP是否运行异常，在判断出所述第一DSP运行异常时，控制所述第一DSP停止运行，并选择一个正常运行的备份控制器作为运行控制器。
需要说明的是，上述物理层网口发生异常具体指物理层网口断开或松动等情况。
所述第一DSP和各个所述第二DSP均连接同一个被控设备，能够保证在运行控制器或某一个备份控制器发生异常时，可以由运行正常的运行控制器或备份控制器控制被控设备，从而保证被控设备正常运行。
在本申请中，由于运行控制器的第一通信芯片与各个备份控制器各自的第二通信芯片之间进行Powerlink通信，Powerlink通信的传输速度可达100M/1000M，因此可以保证运行控制器和各个备份控制器之间进行高速的数据传输，从而提高了通信实时性。
并且，运行控制器中的第一DSP与各个备份控制器中的第二DSP构成控制冗余部分，运行控制器中的第一通信芯片与各个备份控制器中的第二通信芯片构成通信冗余部分，其中，在通信冗余部分中的第一通信芯片的一个物理层网口发生异常时，仍能保证第一通信芯片与各个第二通信芯片正常通信，或通信冗余部分中的某一个第二通信芯片的一个物理层网口发生异常时，仍能保证该第二通信芯片与其他第二通信芯片和第一通信芯片正常通信，实现了高可靠性的通信冗余部分，既而高可靠性的通信冗余部分为控制冗余部分的通信提供了可靠性保障，保证第一DSP和各个第二DSP各自能够及时发现运行异常的第一DSP或第二DSP，从而提高了系统运行的可靠性。
在本申请中，所述运行控制器和各个所述备份控制器之间通过各自的两个所述物理层网口进行环网物理连接，使得冗余控制系统中的某一个物理层网口发生异常后，仍能保证运行控制器和各个备份控制器之间正常通信。
进一步的，由于所述第一通信芯片和各个所述第二通信芯片之间进行Powerlink通信，而Powerlink实现的MAC IP可以实现运行控制器和各个备份控制器之间同步获取彼此的数据以及被控设备的数据，其同步精度可以达到1～2us左右，并且根据实际系统进行一次补偿之后，运行控制器和各个备份控制器之间的同步精度可以达到100ns以内，甚至达到几十个ns。
请参见图1，其示出了冗余控制系统包括运行控制器和两个备份控制器的结构示意图，如图1所示，冗余控制系统包括运行控制器11、第一备份控制器12和第二备份控制器13。运行控制器11包括第一DSP和第一通信芯片，第一备份控制器12和第二备份控制器13均包括第二DSP和第二通信芯片，运行控制器11的第一通信芯片的两个物理层网口分别为PHY1和PHY2，第一备份控制器12的第二通信芯片的两个物理层网口分别为PHY1和PHY2，第二备份控制器13的第二通信芯片的两个物理层网口分别为PHY1和PHY2。运行控制器11的第一通信芯片的PHY1与第一备份控制器12的第二通信芯片的PHY1相连，第一备份控制器12的第一通信芯片的PHY2与第二备份控制器13的第二通信芯片的PHY2相连，第二备份控制器13的第二通信芯片的PHY1与运行控制器11的第一通信芯片的PHY2相连，完成环网物理连接。
请参见图2，其示出了冗余控制系统包括运行控制器和n个备份控制器的结构示意图，其中n为大于2的整数，如图2所示，冗余控制系统包括运行控制器21和n个备份控制器。n个备份控制器分别表示为备份控制器1、备份控制器2、……、备份控制器n。运行控制器21和备份控制器1、备份控制器2、……、备份控制器n之间通过各自的两个物理层网口进行环网物理连接。
在上述冗余控制系统中，第一DSP还用于发送所述第一离网信号至上位机，以提示所述第一通信芯片的两个物理层网口发生异常。在提示第一通信芯片的两个物理层网口发生异常后，以便工作人员及时对第一通信芯片的物理层网口进行维修。
所述第二DSP还用于发送所述第二离网信号至所述上位机，以提示所述第二通信芯片的两个物理层网口发生异常。在提示第二通信芯片的两个物理层网口发生异常后，以便工作人员及时对第二通信芯片的物理层网口进行维修。
在上述冗余控制系统中，所述第一通信芯片包括的两个物理层网口均为热插拔物理层网口。
各个所述第二通信芯片各自包括的两个物理层网口均为热插拔物理层网口。
在第一通信芯片包括的两个物理层网口均为热插拔物理层网口，且各个所述第二通信芯片各自包括的两个物理层网口均为热插拔物理层网口时，可以允许用户在线更换损坏的物理层网口或物理层网口相连的网络连线。
在本申请中，上述第一DSP判断各个所述第二DSP是否运行异常，在判断出某一个所述第二DSP运行异常时，控制该运行异常的第二DSP停止运行的过程具体可以为：
所述第一DSP判断各个所述第二DSP是否运行异常，在判断出某一个所述第二DSP运行异常时，获取除该运行异常的第二DSP之外的其他各个所述第二DSP针对该运行异常的第二DSP的第一运行判断结果，若各个所述第一运行判断结果均为运行异常，则控制该运行异常的第二DSP停止运行。
在本申请中，所述第一DSP判断各个所述第二DSP是否运行异常，在判断出某一个所述第二DSP运行异常时，获取除该运行异常的第二DSP之外的其他各个所述第二DSP针对该运行异常的第二DSP的第一运行判断结果，若各个所述第一运行判断结果均为运行异常，则控制该运行异常的第二DSP停止运行的方式相比于在判断出某一个所述第二DSP运行异常时就直接控制该运行异常的第二DSP停止运行的方式，进一步提高了系统运行的可靠性。
现举例对第一DSP判断各个所述第二DSP是否运行异常，在判断出某一个所述第二DSP运行异常时，获取除该运行异常的第二DSP之外的其他各个所述第二DSP针对该运行异常的第二DSP的第一运行判断结果，若各个所述第一运行判断结果均为运行异常，则控制该运行异常的第二DSP停止运行的过程进行说明，例如，冗余控制系统包括运行控制器和三个备份控制器，三个备份控制器分别为备份控制器A、备份控制器B和备份控制器C，运行控制器包括第一DSP和第一通信芯片，备份控制器A包括第二DSP A和第二通信芯片A，备份控制器B包括第二DSP B和第二通信芯片B，备份控制器C包括第二DSP C和第二通信芯片C，第一DSP判断第二DSP A、第二DSP B和第二DSP C是否运行异常，在判断出第二DSP A运行异常时，获取第二DSP B针对第二DSP A的第一运行判断结果和第二DSP C针对第二DSP A的第一运行判断结果，若第二DSP B针对第二DSP A的第一运行判断结果和第二DSP C针对第二DSPA的第一运行判断结果均为运行异常，则说明运行控制器和备份控制器B、备份控制器C的判断结果相同，控制第二DSP A停止运行。
相应的，所述第二DSP判断其他各个所述第二DSP是否运行异常，在判断出其他各个所述第二DSP中某一个第二DSP运行异常时，控制该运行异常的第二DSP停止运行的过程具体可以为：
所述第二DSP判断其他各个所述第二DSP是否运行异常，在判断出其他各个所述第二DSP中某一个第二DSP运行异常时，获取除该运行异常的第二DSP之外的其他各个所述第二DSP针对该运行异常的第二DSP的第二运行判断结果，若各个所述第二运行判断结果均为运行异常，则控制该运行异常的第二DSP停止运行。
在本申请中，所述第二DSP判断其他各个所述第二DSP是否运行异常，在判断出其他各个所述第二DSP中某一个第二DSP运行异常时，获取除该运行异常的第二DSP之外的其他各个所述第二DSP针对该运行异常的第二DSP的第二运行判断结果，若各个所述第二运行判断结果均为运行异常，则控制该运行异常的第二DSP停止运行的方式相比于在判断出其他各个所述第二DSP中某一个第二DSP运行异常时就直接控制该运行异常的第二DSP停止运行的方式，进一步提高了系统运行的可靠性。
仍以上述冗余控制系统包括运行控制器和三个备份控制器，三个备份控制器分别为备份控制器A、备份控制器B和备份控制器C，运行控制器包括第一DSP和第一通信芯片，备份控制器A包括第二DSP A和第二通信芯片A，备份控制器B包括第二DSP B和第二通信芯片B，备份控制器C包括第二DSP C和第二通信芯片C为例，对第二DSP判断其他各个所述第二DSP是否运行异常，在判断出其他各个所述第二DSP中某一个第二DSP运行异常时，获取除该运行异常的第二DSP之外的其他各个所述第二DSP针对该运行异常的第二DSP的第二运行判断结果，若各个所述第二运行判断结果均为运行异常，则控制该运行异常的第二DSP停止运行进行说明，例如，第二DSP A判断第二DSP B和第二DSP C是否运行异常，在判断出第二DSPB运行异常时，获取第二DSP C针对第二DSP B的第二运行判断结果，若第二DSP C针对第二DSP B的第二运行判断结果为第二DSP B运行异常，则控制第二DSP B停止运行。
相应的，所述第二DSP判断所述第一DSP是否运行异常，在判断出所述第一DSP运行异常时，控制所述第一DSP停止运行的过程具体可以为：
所述第二DSP判断所述第一DSP是否运行异常，在判断出所述第一DSP运行异常时，获取其他各个所述第二DSP针对所述第一DSP的运行判断结果，若各个所述运行判断结果均为运行异常，则控制所述第一DSP停止运行。
在本申请中，所述第二DSP判断所述第一DSP是否运行异常，在判断出所述第一DSP运行异常时，获取其他各个所述第二DSP针对所述第一DSP的运行判断结果，若各个所述运行判断结果均为运行异常，则控制所述第一DSP停止运行的方式，相比于在判断出所述第一DSP运行异常时就直接控制第一DSP停止运行的方式，进一步提高了系统运行的可靠性。
仍以上述冗余控制系统包括运行控制器和三个备份控制器，三个备份控制器分别为备份控制器A、备份控制器B和备份控制器C，运行控制器包括第一DSP和第一通信芯片，备份控制器A包括第二DSP A和第二通信芯片A，备份控制器B包括第二DSP B和第二通信芯片B，备份控制器C包括第二DSP C和第二通信芯片C为例，对所述第二DSP判断所述第一DSP是否运行异常，在判断出所述第一DSP运行异常时，获取其他各个所述第二DSP针对所述第一DSP的运行判断结果，若各个所述运行判断结果均为运行异常，则控制所述第一DSP停止运行进行说明，例如，第二DSP A判断第一DSP是否运行异常，在判断出第一DSP运行异常时，获取第二DSP B针对第一DSP的运行判断结果和第二DSP C针对第一DSP的运行判断结果，若第二DSP B针对第一DSP的运行判断结果和第二DSP C针对第一DSP的运行判断结果均为第一DSP运行异常，则控制第一DSP停止运行。
在上述冗余控制系统中，第一通信芯片为ZYNQ(Zynq-7000All ProgrammableSoC)芯片。相应的，各个所述第二通信芯片均为ZYNQ芯片。
其中，在所述第一通信芯片为ZYNQ芯片时，所述第一通信芯片包括：第一FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)和第一双核CPU(中央处理器，CentralProcessing Unit)，如图3所示。
所述第一FPGA和所述第一双核CPU相连，所述第一DSP与所述第一FPGA相连，且所述第一通信芯片包括的两个所述物理层网口设置在所述第一FPGA上。
在本申请中，第一FPGA上的两个物理层网口负责Powerlink的物理层通信，第一FPGA负责Powerlink的MAC层通信，第一双核CPU负责Powerlink的应用层通信，从而实现Powerlink通信。在具体通信过程中，第一FPGA上的两个物理层网口将从外部接收来的数据(如备份控制器的运行数据)存放在第一FPGA中，第一双核CPU则从第一FPGA中读取从外部接收来的数据，并从外部接收来的数据封装成特定格式的数据，并将封装后的特定格式的数据返给第一FPGA，然后第一双核CPU通知第一DSP读数据，第一DSP在收到第一双核CPU的通知后，从第一FPGA从读取封装后的特定格式的数据。第一DSP若要发送DSP数据至外部(如备份控制器)，第一DSP首先将DSP数据发送至第一FPGA，第一双核CPU从第一FPGA中读取DSP数据，对DSP数据进行封装，并将封装后的DSP数据发送至第一FPGA，第一FPGA在将封装后的DSP数据发送至外部。
在所述第二通信芯片为ZYNQ芯片时，所述第二通信芯片包括：第二FPGA和第二双核CPU，如图4所示。
所述第二FPGA和所述第二双核CPU相连，所述第二DSP与所述第二FPGA相连，且所述第二通信芯片包括的两个所述物理层网口设置在所述第二FPGA上。
在本申请中，第二FPGA上的两个物理层网口负责Powerlink的物理层通信，第二FPGA负责Powerlink的MAC层通信，第二双核CPU负责Powerlink的应用层通信，从而实现Powerlink通信。在具体通信过程中，第二FPGA上的两个物理层网口将从外部接收来的数据(如备份控制器的运行数据)存放在第二FPGA中，第二双核CPU则从第二FPGA中读取从外部接收来的数据，并从外部接收来的数据封装成特定格式的数据，并将封装后的特定格式的数据返给第二FPGA，然后第二双核CPU通知第二DSP读数据，第二DSP在收到第二双核CPU的通知后，从第二FPGA从读取封装后的特定格式的数据。第二DSP若要发送DSP数据至外部(如备份控制器)，第二DSP首先将DSP数据发送至第二FPGA，第二双核CPU从第二FPGA中读取DSP数据，对DSP数据进行封装，并将封装后的DSP数据发送至第二FPGA，第二FPGA在将封装后的DSP数据发送至外部。
其中，所述第一DSP具体可以通过双口RAM(随机存取存储器，Random AccessMemory)与所述第一FPGA相连；相应的，所述第二DSP具体可以通过双口RAM与所述第二FPGA相连。
所述第一DSP具体可以通过通用输入/输出口与所述第一FPGA相连；所述第二DSP具体可以通过通用输入/输出口与所述第二FPGA相连。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本申请所提供的一种冗余控制系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，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申请的限制。

Claims (8)

1.一种冗余控制系统，其特征在于，包括：运行控制器和至少两个备份控制器；
所述运行控制器包括第一数字信号处理DSP和第一通信芯片，所述第一DSP与所述通信芯片相连，所述第一通信芯片包括两个物理层网口；
各个所述备份控制器各自包括第二DSP和第二通信芯片，所述第二DSP和所述第二通信芯片相连，所述第二通信芯片包括两个物理层网口；
所述运行控制器和各个所述备份控制器之间通过各自的两个所述物理层网口进行环网物理连接，且所述第一通信芯片和各个所述第二通信芯片之间进行Powerlink通信；
所述第一DSP和各个所述第二DSP均连接同一个被控设备；
所述第一通信芯片，用于判断各个所述第二通信芯片的两个所述物理层网口是否发生异常，在判断出某一个所述第二通信芯片的两个所述物理层网口均发生异常时，控制该第二通信芯片所属备份控制器停止运行，以及判断自身的两个所述物理层网口是否发生异常，在判断出自身的两个所述物理层网口均发生异常时，发送第一离网信号至所述第一DSP，以使所述第一DSP发送控制器切换指令至其中一个所述备份控制器，并停止运行；
所述第二通信芯片，用于判断其他各个所述第二通信芯片和所述第一通信芯片的两个所述物理层网口是否发生异常，在判断出其他各个所述第二通信芯片中某一个所述第二通信芯片的两个所述物理层网口均发生异常时，控制该第二通信芯片所属备份控制器停止运行，在判断出所述第一通信芯片的两个所述物理层网口均发生异常时，控制所述第一DSP停止运行，以及判断自身的两个所述物理层网口是否发生异常，在判断出自身的两个所述物理层网口均发生异常时，发送第二离网信号至所述第二通信芯片自身所属备份控制器中的第二DSP，以使所述第二通信芯片自身所属备份控制器中的第二DSP停止运行；
所述第一DSP，用于判断自身运行是否发生异常，在判断出自身运行发生异常或接收到所述第一离网信号时，发送控制器切换指令至其中一个所述备份控制器，并停止运行，以及判断各个所述第二DSP是否运行异常，在判断出某一个所述第二DSP运行异常时，控制该运行异常的第二DSP停止运行；
所述第二DSP，用于判断自身运行是否发生异常，在判断出自身运行发生异常或在接收到所述第二离网信号时，停止运行，以及判断其他各个所述第二DSP是否运行异常，在判断出其他各个所述第二DSP中某一个第二DSP运行异常时，控制该运行异常的第二DSP停止运行，以及判断所述第一DSP是否运行异常，在判断出所述第一DSP运行异常时，控制所述第一DSP停止运行，并选择一个正常运行的备份控制器作为运行控制器。
2.根据权利要求1所述的冗余控制系统，其特征在于，所述第一DSP判断各个所述第二DSP是否运行异常，在判断出某一个所述第二DSP运行异常时，控制该运行异常的第二DSP停止运行的过程为：
所述第一DSP判断各个所述第二DSP是否运行异常，在判断出某一个所述第二DSP运行异常时，获取除该运行异常的第二DSP之外的其他各个所述第二DSP针对该运行异常的第二DSP的第一运行判断结果，若各个所述第一运行判断结果均为运行异常，则控制该运行异常的第二DSP停止运行；
所述第二DSP判断其他各个所述第二DSP是否运行异常，在判断出其他各个所述第二DSP中某一个第二DSP运行异常时，控制该运行异常的第二DSP停止运行的过程为：
所述第二DSP判断其他各个所述第二DSP是否运行异常，在判断出其他各个所述第二DSP中某一个第二DSP运行异常时，获取除该运行异常的第二DSP之外的其他各个所述第二DSP针对该运行异常的第二DSP的第二运行判断结果，若各个所述第二运行判断结果均为运行异常，则控制该运行异常的第二DSP停止运行；
所述第二DSP判断所述第一DSP是否运行异常，在判断出所述第一DSP运行异常时，控制所述第一DSP停止运行的过程为：
所述第二DSP判断所述第一DSP是否运行异常，在判断出所述第一DSP运行异常时，获取其他各个所述第二DSP针对所述第一DSP的运行判断结果，若各个所述运行判断结果均为运行异常，则控制所述第一DSP停止运行。
3.根据权利要求1所述的冗余控制系统，其特征在于，所述第一DSP还用于发送所述第一离网信号至上位机，以提示所述第一通信芯片的两个物理层网口发生异常；
所述第二DSP还用于发送所述第二离网信号至所述上位机，以提示所述第二通信芯片的两个物理层网口发生异常。
4.根据权利要求1所述的冗余控制系统，其特征在于，所述第一通信芯片包括的两个物理层网口均为热插拔物理层网口；
各个所述第二通信芯片各自包括的两个物理层网口均为热插拔物理层网口。
5.根据权利要求1所述的冗余控制系统，其特征在于，所述第一通信芯片为ZYNQ芯片；
各个所述第二通信芯片均为ZYNQ芯片。
6.根据权利要求5所述的冗余控制系统，其特征在于，在所述第一通信芯片为ZYNQ芯片时，所述第一通信芯片包括：第一现场可编程逻辑门阵列FPGA和第一双核中央处理器CPU；
所述第一FPGA和所述第一双核CPU相连，所述第一DSP与所述第一FPGA相连，且所述第一通信芯片包括的两个所述物理层网口设置在所述第一FPGA上；
在所述第二通信芯片为ZYNQ芯片时，所述第二通信芯片包括：第二FPGA和第二双核CPU；
所述第二FPGA和所述第二双核CPU相连，所述第二DSP与所述第二FPGA相连，且所述第二通信芯片包括的两个所述物理层网口设置在所述第二FPGA上。
7.根据权利要求6所述的冗余控制系统，其特征在于，所述第一DSP通过双口随机存取存储器RAM与所述第一FPGA相连；
所述第二DSP通过双口RAM与所述第二FPGA相连。
8.根据权利要求6所述的冗余控制系统，其特征在于，所述第一DSP通过通用输入/输出口与所述第一FPGA相连；
所述第二DSP通过通用输入/输出口与所述第二FPGA相连。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3872583A1 (de) * 2020-02-26 2021-09-01 Siemens Aktiengesellschaft Redundant ausgelegtes automatisierungssystem

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106506447A (zh) * 2016-09-23 2017-03-15 上海新时达电气股份有限公司 Powerlink通讯协议的硬件实现方法
CN108255085B (zh) * 2016-12-28 2021-09-03 比亚迪股份有限公司 基于片上系统的控制器及轨道车辆
EP3428748B1 (de) * 2017-07-13 2020-08-26 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und anordnung zum betrieb von zwei redundanten systemen
CN107901036A (zh) * 2017-10-25 2018-04-13 深圳市朗驰欣创科技股份有限公司 一种用于机器人的冗余控制系统及控制方法
CN110597124A (zh) * 2019-09-18 2019-12-20 南京南瑞继保电气有限公司 一种硬件冗余的通信架构

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101127653A (zh) * 2006-08-14 2008-02-20 中兴通讯股份有限公司 设置有备份的以太网环网设备及其主设备备份的实现方法
CN101771580A (zh) * 2009-01-07 2010-07-07 四零四科技股份有限公司 环状网络冗余检查的处理方法
CN102436190A (zh) * 2011-10-17 2012-05-02 广东亚仿科技股份有限公司 控制器
CN104079460A (zh) * 2014-07-09 2014-10-01 卡斯柯信号有限公司 基于powerlink技术的板间通信组件

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101127653A (zh) * 2006-08-14 2008-02-20 中兴通讯股份有限公司 设置有备份的以太网环网设备及其主设备备份的实现方法
CN101771580A (zh) * 2009-01-07 2010-07-07 四零四科技股份有限公司 环状网络冗余检查的处理方法
CN102436190A (zh) * 2011-10-17 2012-05-02 广东亚仿科技股份有限公司 控制器
CN104079460A (zh) * 2014-07-09 2014-10-01 卡斯柯信号有限公司 基于powerlink技术的板间通信组件

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Redundant Control Technology Based on Four-Leg Topology of Permanent Magnet Synchronous Motor;Gao Hanying 等;《International Conference on Computer & Computing Science》;20151231;第49-52页 *
浅谈控制系统冗余控制的实现;陈子平;《自动化仪表》;20050930;第26卷(第9期);第4-6、10页 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3872583A1 (de) * 2020-02-26 2021-09-01 Siemens Aktiengesellschaft Redundant ausgelegtes automatisierungssystem

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