CN107290954A - 一种控制计算机的双机热冗余方法 - Google Patents

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刘峰
赵明
雷锋成
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B9/00—Safety arrangements
    • G05B9/02—Safety arrangements electric
    • G05B9/03—Safety arrangements electric with multiple-channel loop, i.e. redundant control systems

Abstract

本发明公开一种控制计算机的双机热冗余系统，该系统包括：主控计算机，负责当前系统的测试与任务控制；热备计算机，主控计算机工作正常时，负责跟踪当前控制任务的进程，并对主控计算机工作状况的监测；键盘、显示器和鼠标，用于主控、热备计算机的输入、输出和显示；键盘显示器鼠标切换器KVM，完成键盘、显示器和鼠标在主控和热备热备计算机下的切换；通过信号线将主控计算机的开关信号输出端口与热备计算机的开关信号输入端口相连；将主控计算机电源控制端口、KVM切换端口分别接入热备计算机开关信号输出端口；通过信号线将键盘、显示器、鼠标的数据端口同KVM的数据输入端口相连。此外本发明还公开了一种控制计算机的双机热冗余方法。

Description

一种控制计算机的双机热冗余方法
技术领域
本发明涉及计算机技术领域。更具体地，涉及一种控制计算机的双机热冗余方法。
背景技术
目前，随着计算机技术在测控领域的应用与发展，基于CAN、LAN、MIL-STD-155B等分布式测试与控制总线的计算机测控系统架构已经成为计算机测试与控制应用领域，特别针对高可靠度应用需求的测试与控制领域普遍采用的一种系统构建方案。对于基于分布式测试与控制总线的计算机测控系统，特别是针对高可靠度应用需求的测试与控制系统，控制计算机的任务可靠性设计直接影响到整个系统的可靠性指标。
对于分布式测试与控制总线系统的控制计算机，其基本可靠性主要受制于整机原理方案、电路实现和控制程序等软硬件技术水平。在成熟的软硬件设计的前提下，其整机的基本可靠性指标难以有较大幅度的提高。
发明内容
本发明的目的在于大幅度提高在测试与控制系统中控制计算机任务的可靠性。
为达到上述目的，本发明提出下述系统：
一种控制计算机的双机热冗余系统，该系统包括：
主控计算机，负责当前系统的测试与任务控制；
热备计算机，主控计算机工作正常时，负责跟踪当前控制任务的进程，并对主控计算机工作状况的监测；
键盘、显示器和鼠标，用于主控、热备计算机的输入、输出和显示；
键盘显示器鼠标切换器(KVM)，完成键盘、显示器和鼠标在主控和热备热备计算机下的切换；
通过信号线将主控计算机的开关信号输出端口与热备计算机的开关信号输入端口相连；将主控计算机电源控制端口、KVM切换端口分别接入热备计算机开关信号输出端口；通过信号线将键盘、显示器、鼠标的数据端口同KVM的数据输入端口相连。
优选地，所述主控计算机和热备计算机均设有状态开关，通过状态开关来选定计算机的主控模式或热备模式。
优选地，所述主控计算机、热备计算机均运行计算机控制软件，该控制软件具有主控和热备两种工作模式，该软件启动运行后，通过判读主控、热备状态开关状态，自动确定自身的初始工作模式。
为达到大幅度提高在测试与控制系统中控制计算机任务的可靠性的目的，本发明还提出下述技术方案：
一种控制计算机的双机热冗余方法，其特征在于，该双机热冗余方法包括：
S1：将主控、热备计算机的测试与控制总线端口同时接入系统测试与控制总线；
S2：通过状态开关选定主控、热备计算机的工作模式分别为主控模式和热备模式；
S3：根据S2所选定的工作模式主控计算机完成相关控制任务，热备计算机通过系统测试与控制总线跟踪系统当前控制任务的进程，并对主控计算机工作状况进行监测；
S4：通过热备计算机所接收到的来自于主控计算机开关信号输出端口的固定频率监测信号，以及来自于系统测试与控制总线的信息交互和时序判断主控计算机的工作状况异常与否；
S5：如果S4判断出主控计算机工作状况异常，则热备计算机关闭主控计算机，并将控制软件的工作模式转换成主控模式完成主控计算机的相关任务。
优选地，所述S3中主控计算机的相关控制任务包括控制当前任务的进度、控制任务的流程、数据处理。
优选地，所述S4中的计算机的工作状况异常的标志一种为计算机不能向热备计算机发出表征工作正常的电信号；另一种为不能按照系统输入、输出协议约定进行正常控制指令交互。
优选地，所述S5中热备计算机关闭主控计算机的方法为通过热备计算机开关信号端口向主控计算机电源控制端口输出关闭信号完成主控计算机的关闭。
本发明的有益效果如下：
本发明所述技术方案对基于分布式测试与控制总线的高可靠度测试与控制系统实际设计与应用过程中，通过采用控制计算机的双机热冗余设计，可以大幅度提高系统控制计算机的任务可靠性，有效解决系统的可靠性设计瓶颈问题。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出一种计算机的双机热冗余系统。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
如图1所示，在系统测试与控制总线150上挂接主控计算机135和热备计算机120以及多个被控计算机155，主控计算机和热备计算机通过系统测试与控制总线与被控计算机进行通信从而实现对被控计算机的控制。主控计算机的开关信号输出端口与热备计算机的开关信号输入端口通过信号线相连接，主控计算机会向热备计算机发送心跳监测信号145，热备计算机通过接收到的心跳监测信号来判断主控计算机是否在正常的工作，而主控计算机不正常工作的标志一种为主控计算机不能向热备计算机发出表征工作正常的电信号即心跳监测信号；另一种为不能按照系统输入、输出协议约定进行正常控制指令交互。主控计算机电源控制端口和热备计算机的开关信号输出端口之间通过信号线相连，当热备计算机发现主控计算机不处在正常的工作状况下时，热备计算机会通过开关信号输出端向主控计算机发送电源控制信号130从而关闭主控计算机，此时热备计算机内部运行的计算机控制软件会自动从热备模式转换成主控模式，从而热备计算机成为主控计算机并通过系统测试与控制总线继续对总线上挂接外围设备进行控制，保证整个双机热冗余控制系统不会因为原主控计算机的失效而瘫痪，相反的由于热备计算机取代了原主控计算机从而使得双机热冗余控制系统并未受到实质影响。
主控计算机和热备计算机分别设有状态开关140和状态开关115，当在系统初始的运行阶段主控计算机和热备计算机内部运行的计算机控制软件会根据状态开关的状态来自动启动热备模式或者主控模式。
显示器100以及键盘鼠标等输入设备105的数据输入端口通过信号线和键盘显示器鼠标切换器(KVM)110的数据输入端口相连。并且KVM的切换端口分别连接主控计算机和热备计算机的开关信号输入端口，能够实现一套外围输入输出设备在主控、热备计算机之间的切换复用。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (7)

1.一种控制计算机的双机热冗余系统，其特征在于，该系统包括：
主控计算机，负责当前系统的测试与任务控制；
热备计算机，主控计算机工作正常时，负责跟踪当前控制任务的进程，并对主控计算机工作状况的监测；
键盘、显示器和鼠标，用于主控、热备计算机的输入、输出和显示；
键盘显示器鼠标切换器KVM，完成键盘、显示器和鼠标在主控和热备热备计算机下的切换；
通过信号线将主控计算机的开关信号输出端口与热备计算机的开关信号输入端口相连；将主控计算机电源控制端口、KVM切换端口分别接入热备计算机开关信号输出端口；通过信号线将键盘、显示器、鼠标的数据端口同KVM的数据输入端口相连。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主控计算机和热备计算机均设有状态开关，通过状态开关来选定计算机的主控模式或热备模式。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主控计算机、热备计算机均运行计算机控制软件，该控制软件具有主控和热备两种工作模式，该软件启动运行后，通过判读主控、热备状态开关状态，自动确定自身的初始工作模式。
4.一种控制计算机的双机热冗余方法，其特征在于，该双机热冗余方法包括：
S1：将主控、热备计算机的测试与控制总线端口同时接入系统测试与控制总线；
S2：通过状态开关选定主控、热备计算机的工作模式分别为主控模式和热备模式；
S3：根据S2所选定的工作模式主控计算机完成相关控制任务，热备计算机通过系统测试与控制总线跟踪系统当前控制任务的进程，并对主控计算机工作状况进行监测；
S4：通过热备计算机所接收到的来自于主控计算机开关信号输出端口的固定频率监测信号，以及来自于系统测试与控制总线的信息交互和时序判断主控计算机的工作状况异常与否；
S5：如果S4判断出主控计算机工作状况异常，则热备计算机关闭主控计算机，并将控制软件的工作模式转换成主控模式完成主控计算机的相关任务。
5.根据权利要求4所述的双机热冗余方法，其特征在于，所述S3中主控计算机的相关控制任务包括控制当前任务的进度、控制任务的流程、数据处理。
6.根据权利要求4所述的双机热冗余方法，其特征在于，所述S4中的计算机的工作状况异常的标志一种为计算机不能向热备计算机发出表征工作正常的电信号；另一种为不能按照系统输入、输出协议约定进行正常控制指令交互。
7.根据权利要求4所述的双机热冗余方法，其特征在于，所述S5中热备计算机关闭主控计算机的方法为通过热备计算机开关信号端口向主控计算机电源控制端口输出关闭信号完成主控计算机的关闭。
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