CN107957692A - 控制器冗余方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种控制器冗余方法、装置及系统，属于工业控制技术领域。所述方法包括：接收主控制器发送的第一工作状态指示，所述第一工作状态指示用于指示所述主控制器当前的工作状态；根据所述第一工作状态指示判断所述主控制器是否出现故障；当所述主控制器出现故障时，通过所述从控制器执行控制操作。本发明提供的方法及装置无需额外的监测设备，因此，减少了切换过程的时延，降低了切换的成本。本发明用于主从控制器间的切换。
Description
技术领域
本发明涉及工业控制技术领域，尤其涉及一种控制器冗余方法、装置及系统。
背景技术
随着工业控制技术的不断发展，工业设备和生产过程的自动化程度也越来越复杂。在工业控制系统中，控制器是系统的核心部件。由于现代化生产力的发展，一些大型的工业生产线往往要求工业设备连续运行不能停顿，可靠性再高的控制器也很难保证零故障持续运行，这就需要采用控制器冗余方法来维持系统连续运行。其中，控制器冗余是一种采用多个控制器(通常为两个控制器)组成控制系统的控制方式。当某一主控制器发生故障时，它可以通过硬、软件或人为方式，切换到从控制器，由从控制器代替发生故障的主控制器来执行控制功能，从而保持系统正常运行。现有控制器冗余方法的具体操作过程：将数据同步保存在两个控制器中，当主控制器出现故障时，关闭主控制器，由从控制器执行控制功能，也即是进行了主从控制器间的切换。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
由于现有方法是通过监测设备来监测控制器的工作状态，监测设备监测到主控制器出现故障的过程中会存在一定的时延，相应的切换过程的时延较长，且由于增加了额外的监测设备，切换的成本较高。
发明内容
为了解决控制器切换时，时延较长、成本较高的问题，本发明实施例提供了一种控制器冗余方法、装置及系统。所述技术方案如下：
第一方面，提供了一种控制器冗余方法，用于从控制器，所述方法包括：
接收主控制器发送的第一工作状态指示，所述第一工作状态指示用于指示所述主控制器当前的工作状态；
根据所述第一工作状态指示判断所述主控制器是否出现故障；
当所述主控制器出现故障时，通过所述从控制器执行控制操作。
可选的，所述第一工作状态指示包括时钟信息，所述时钟信息用于标识所述第一工作状态指示生成的时刻；
所述根据所述第一工作状态指示判断所述主控制器是否出现故障，包括：
在所述时钟信息指示的时刻之后预设时间段内未接收到下一个第一工作状态指示时，确定所述主控制器出现故障。
可选的，所述第一工作状态指示包括第一工作状态标识；
所述根据所述第一工作状态指示判断所述主控制器是否出现故障，包括：
判断所述第一工作状态标识指示的工作状态是否为正常状态；
当所述第一工作状态标识指示的工作状态不为正常状态时，确定所述主控制器出现故障；
当所述第一工作状态标识指示的工作状态为正常状态时，确定所述主控制器未出现故障。
可选的，所述当所述主控制器出现故障时，通过所述从控制器执行控制操作，包括：
判断所述从控制器是否出现故障；
在所述从控制器未出现故障时，通过所述从控制器执行控制操作。
可选的，所述从控制器包括第一仲裁单元和第一信号生成单元，
所述判断所述从控制器是否出现故障，包括：
通过所述第一信号生成单元生成第二工作状态指示信号，并发送至所述第一仲裁单元，所述第二工作状态指示信号包括：第二工作状态标识；
通过所述第一仲裁单元判断所述第二工作状态标识指示的工作状态是否为正常状态；
当所述第二工作状态标识指示的工作状态不为正常状态时，确定所述主控制器出现故障；
当所述第二工作状态标识指示的工作状态为正常状态时，确定所述主控制器未出现故障。
第二方面，提供了一种控制器冗余方法，用于主控制器，所述方法包括：
向从控制器发送的第一工作状态指示，以使所述从控制器根据所述第一工作状态指示判断所述主控制器是否出现故障，当所述主控制器出现故障时，通过所述从控制器执行控制操作，所述第一工作状态指示用于指示所述主控制器当前的工作状态；
根据所述第一工作状态指示判断所述主控制器是否出现故障；
当所述主控制器出现故障时，禁止所述主控制器执行控制操作。
可选地，所述第一工作状态指示包括第一工作状态标识；
所述根据所述第一工作状态指示判断所述主控制器是否出现故障，包括：
判断所述第一工作状态标识指示的工作状态是否为正常状态；
当所述第一工作状态标识指示的工作状态不为正常状态时，确定所述主控制器出现故障；
当所述第一工作状态标识指示的工作状态为正常状态时，确定所述主控制器未出现故障。
可选地，所述主控制器包括第二仲裁单元和第二信号生成单元，在所述向从控制器发送的第一工作状态指示之前，所述方法还包括：
通过所述第二信号生成单元生成第一工作状态指示，并发送至所述第二仲裁单元；
所述根据所述第一工作状态指示判断所述主控制器是否出现故障，包括：
通过所述第二仲裁单元判断所述第一工作状态标识指示的工作状态是否为正常状态；
当所述第一工作状态标识指示的工作状态不为正常状态时，确定所述主控制器出现故障；
当所述第一工作状态标识指示的工作状态为正常状态时，确定所述主控制器未出现故障。
第三方面，提供了一种控制器冗余装置，用于从控制器，所述装置包括：
接收单元，用于接收主控制器发送的第一工作状态指示，所述第一工作状态指示用于指示所述主控制器当前的工作状态；
判断单元，用于根据所述第一工作状态指示判断所述主控制器是否出现故障；
执行单元，用于当所述主控制器出现故障时，通过所述从控制器执行控制操作。
可选的，所述第一工作状态指示包括时钟信息，所述时钟信息用于标识所述第一工作状态指示生成的时刻；
所述判断单元，用于：
在所述时钟信息指示的时刻之后预设时间段内未接收到下一个第一工作状态指示时，确定所述主控制器出现故障。
可选的，所述第一工作状态指示包括第一工作状态标识；
所述判断单元，用于：
判断所述第一工作状态标识指示的工作状态是否为正常状态；
当所述第一工作状态标识指示的工作状态不为正常状态时，确定所述主控制器出现故障；
当所述第一工作状态标识指示的工作状态为正常状态时，确定所述主控制器未出现故障。
可选的，所述执行单元，用于：
判断所述从控制器是否出现故障；
在所述从控制器未出现故障时，通过所述从控制器执行控制操作。
可选的，所述装置包括第一仲裁单元和第一信号生成单元；
所述第一信号生成单元用于生成第二工作状态指示信号，并发送至所述第一仲裁单元，所述第二工作状态指示信号包括：第二工作状态标识；
所述第一仲裁单元用于判断所述第二工作状态标识指示的工作状态是否为正常状态；
所述第一仲裁单元还用于在所述第二工作状态标识指示的工作状态不为正常状态时，确定所述从控制器出现故障；
所述第一仲裁单元还用于在所述第二工作状态标识指示的工作状态为正常状态时，确定所述从控制器未出现故障。
第四方面，提供了一种控制器冗余装置，用于主控制器，所述装置包括：
发送单元，用于向从控制器发送的第一工作状态指示，以使所述从控制器根据所述第一工作状态指示判断所述主控制器是否出现故障，当所述主控制器出现故障时，通过所述从控制器执行控制操作，所述第一工作状态指示用于指示所述主控制器当前的工作状态；
判断单元，用于根据所述第一工作状态指示判断所述主控制器是否出现故障；
禁止单元，用于当所述主控制器出现故障时，禁止所述主控制器执行控制操作。
可选地，所述第一工作状态指示包括第一工作状态标识；
所述判断单元，用于：
判断所述第一工作状态标识指示的工作状态是否为正常状态；
当所述第一工作状态标识指示的工作状态不为正常状态时，确定所述主控制器出现故障；
当所述第一工作状态标识指示的工作状态为正常状态时，确定所述主控制器未出现故障。
可选地，所述装置包括第二仲裁单元和第二信号生成单元，
所述第二信号生成单元用于生成第一工作状态指示，并发送至所述第二仲裁单元；
所述判断单元，用于：
通过所述第二仲裁单元判断所述第一工作状态标识指示的工作状态是否为正常状态；
当所述第一工作状态标识指示的工作状态不为正常状态时，确定所述主控制器出现故障；
当所述第一工作状态标识指示的工作状态为正常状态时，确定所述主控制器未出现故障。
第五方面，提供了一种控制器冗余系统，包括：从控制器和主控制器，所述从控制器为第三方面任一所述的从控制器，所述主控制器为第四方面任一所述的主控制器；
所述从控制器用于：接收主控制器发送的第一工作状态指示，所述第一工作状态指示用于指示所述主控制器当前的工作状态；根据所述第一工作状态指示判断所述主控制器是否出现故障；当所述主控制器出现故障时，通过所述从控制器执行控制操作；
所述主控制器用于：向从控制器发送的第一工作状态指示，以使所述从控制器根据所述第一工作状态指示判断所述主控制器是否出现故障，当所述主控制器出现故障时，通过所述从控制器执行控制操作；根据所述第一工作状态指示判断所述主控制器是否出现故障；当所述主控制器出现故障时，禁止所述主控制器执行控制操作。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明实施例提供的控制器冗余方法、装置及系统，通过主控制器发送的第一工作状态指示判断主控制器的工作状态，当主控制器出现故障时，从控制器可以立即启动，代替主控制器执行控制操作，实现自主切换，无需额外的监测设备，因此，减少了切换过程的时延，降低了切换的成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例所涉及的一种实施环境的示意图；
图2是本发明实施例提供的一种控制器冗余方法流程图；
图3是本发明实施例提供的另一种控制器冗余方法流程图；
图4是本发明实施例提供的另一种控制器冗余方法流程图；
图5是本发明实施例提供的一种主控制器和从控制器信息交互的示意图；
图6是本发明实施例提供的另一种主控制器和从控制器信息交互的示意图；
图7是本发明实施例提供的另一种控制器冗余方法流程图；
图8是本发明实施例提供的另一种主控制器和从控制器信息交互的示意图；
图9是本发明实施例提供的另一种控制器冗余方法流程图；
图10是本发明实施例提供的另一种控制器冗余方法流程图；
图11是本发明实施例提供的一种控制器冗余装置示意图；
图12是本发明实施例提供的另一种控制器冗余装置示意图；
图13是本发明实施例提供的另一种控制器冗余装置示意图；
图14是本发明实施例提供的另一种控制器冗余装置示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
请参见图1，其示出了本发明部分实施例中提供的控制器冗余方法所涉及的实施环境的示意图。该实施环境可以包括：主控制器110和至少一个从控制器120。主控制器110和从控制器120可以相互切换，但是同一时间段内通常只有一个主控制器进行控制工作，从控制器120可以有多个，用于进行相应的备份工作。
主控制器110和从控制器120均可以是一个控制芯片、一个控制电路、一台服务器，或者由若干台服务器组成的服务器集群。
主控制器110和从控制器120之间可以通过有线网络或无线网络建立连接。
本发明实施例提供一种控制器冗余方法，参见图2，用于从控制器，该方法流程具体如下：
步骤201、接收主控制器发送的第一工作状态指示，第一工作状态指示用于指示主控制器当前的工作状态。
步骤202、根据第一工作状态指示判断主控制器是否出现故障。
步骤203、当主控制器出现故障时，通过从控制器执行控制操作。
可选地，本发明实施例中所涉及的控制器可以为可编程逻辑控制器(英文：Programmable Logic Controller；简称：PLC)，也可以为其他类型的控制器，如现场可编程门阵列(英文：Field Programmable Gate Array；简称：FPGA)控制器等，本发明实施例对其不做限定。
综上所述，本发明实施例提供的控制器冗余方法，通过主控制器发送的第一工作状态指示判断主控制器的工作状态，当主控制器出现故障时，从控制器可以立即启动，代替主控制器执行控制操作，实现控制器间的自主切换，无需额外的监测设备，因此，减少了切换过程的时延，降低了切换的成本。
本发明实施例提供了一种控制器冗余方法，参见图3，该方法流程包括：
步骤301、主控制器执行控制操作。
主控制器正常工作时，主控制器可以接收输入信号，并根据该输入信号运行控制逻辑程序，同时，将控制逻辑程序的运算结果进行相应的输出。在此过程中，主控制器会产生相应的状态信息，并产生对该状态信息和输入信号进行打包等的操作过程。其中，将状态信息和输入信号打包主要为从控制器备份数据做准备。
步骤302、主控制器生成第一工作状态指示。
需要说明的是，主控制器中可以包含有第二信号生成单元，该第二信号生成单元可以生成第一工作状态指示。该第一工作状态指示用于指示主控制器当前的工作状态。
步骤303、主控制器向从控制器发送第一工作状态指示。
具体的，当主控制器向从控制器发送第一工作状态指示时，主控制器和从控制器之间可以通过有线网络建立连接，即主控制器可以通过有线网络向从控制器发送第一工作状态指示；或者，主控制器和从控制器之间可以通过无线网络建立连接，即主控制器也可以通过无线网络向从控制器发送第一工作状态指示。本发明实施例不对主控制器发送第一工作状态指示的发送方式做具体限定，示例地，通过有线网络进行发送时，可以采用以太网通讯方式实现。
步骤304、从控制器根据第一工作状态指示判断主控制器是否出现故障。在主控制器出现故障时，执行步骤305，在主控制器未出现故障时，则不需要进行控制器切换。
步骤304有多种可实现方式，本发明实施例以以下两种可实现方式为例进行说明：
第一种可实现方式，第一工作状态指示包括时钟信息，时钟信息用于标识第一工作状态指示生成的时刻。相应地，步骤304包括：
在时钟信息指示的时刻之后预设时间段内未接收到下一个第一工作状态指示时，确定主控制器出现故障。
示例地，第一工作状态指示中的时钟信息指的是主控制器发送第一工作状态指示的时刻，该时钟信息用于标识第一工作状态指示生成的时刻，从控制器可以根据第一工作状态指示判断主控制器是否出现故障。
可选地，从控制器可以通过运行预设在从控制器中的控制逻辑程序来判断主控制器是否出现故障。具体地，将第一工作状态指示作为该控制逻辑程序的输入，根据该输入控制逻辑程序进行相应的计算，并输出运算结果，该运算结果中包含有主控制器是否出现故障的结论。根据该结论从控制器就可以很容易地判断出主控制器是否出现故障。
在第二种可实现方式中，第一工作状态指示可以包括第一工作状态标识。
示例地，第一工作状态标识指示的工作状态可以包括两种：正常的工作状态和不正常的工作状态。
相应地，参见图4，步骤304可以包括：
步骤3041、判断第一工作状态标识指示的工作状态是否为正常状态。当第一工作状态标识指示的工作状态不为正常状态时，执行步骤3042。当第一工作状态标识指示的工作状态为正常状态时，执行步骤3043。
具体的，第一工作状态标识指的是控制系统输出控制器运行的状态值。示例地，从控制器判断第一工作状态标识指示的工作状态是否为正常状态的具体方法是：通过将主控制器发送的第一工作状态标识与从控制器中的预设工作状态标识(此处预设工作状态标识指示的工作状态为正常状态)进行匹配，如果匹配一致，则说明主控制器的第一工作状态标识指示的工作状态为正常状态；如果匹配不一致，则说明从控制器的第一工作状态标识指示的工作状态不为正常状态。例如，在某一时刻，主控制器发送的第一工作状态标识指示的工作状态为二进制数据串11100，从控制器中的预设工作状态标识指示的工作状态为二进制数据串11101，可以看出两个二进制数据串不同，说明主控制器发送的第一工作状态标识与从控制器中的预设工作状态标识不匹配，因此从控制器的第一工作状态标识指示的工作状态不为正常状态。在实际应用中，具体发送的状态值由控制系统来决定。
可选地，将主控制器发送的第一工作状态标识与从控制器中的预设工作状态标识进行匹配的过程也可以通过运行预设在从控制器中的控制逻辑程序来实现。其具体实现过程可以参考步骤304中第一种可实现方式的相应过程。
步骤3042、确定所述主控制器出现故障。
根据步骤3041的结果，当第一工作状态标识指示的工作状态不为正常状态时，确定主控制器出现故障。当主控制器出现故障时，则需要对控制器进行切换，以保证控制系统的正常运行，执行步骤305。
当主控制器出现故障时，主控制器能够接收输入信号，但是主控制器不能根据该输入信号正确地运行控制逻辑程序，因此，无法将对应的状态信息进行打包，只能将其接收的输入信号进行打包并发送给从控制器。同时，主控制器也不能正确地将其对应的第一工作状态指示发送至从控制器，该不正确的发送可以包括两种情况：从控制器在时钟信息指示的时刻之后的预设时间段内未接收到下一个第一工作状态指示和第一工作状态指示中包括的第一工作状态标识指示的工作状态为不正常的工作状态，这两种情况下发送的第一工作状态指示即为非正确的第一工作状态指示。由于从控制器可以根据该非正确发送的第一工作状态指示判断出主控制器出现错误，因此从控制器能够根据该判断进入备用状态，准备进行控制器切换，并将备用状态指示信息发送至主控制器。根据以上分析，图5示出了主控制器出现故障时，主控制器与从控制器之间的信息交互示意图，图中所示非正确的第一工作状态指示即为主控制器不能够正确发送的第一工作状态指示。
步骤3043、确定所述主控制器未出现故障。
根据步骤3041的结果，当第一工作状态标识指示的工作状态为正常状态时，确定主控制器未出现故障。此时，不需要进行控制器的切换。
可选地，图6示出了主控制器正常工作时主控制器与从控制器之间的信息交互示意图。如图6所示，在主控制器正常工作时，主控制器可以将打包好的信息(状态信息和输入信号)以及主控制器的第一工作状态指示发送到从控制器，从控制器接收到主控制器发送的信息之后可以对该信息进行备份，同时，从控制器根据该信息运行控制逻辑程序，为控制器切换做准备，使得从控制器进入备用状态。当从控制器进入备用状态后，从控制器可以将其对应的备用状态指示信息发送给主控制器。
步骤305、从控制器执行控制操作。
需要说明的是，当主控制出现故障且从控制器未出现故障时，可以进行控制器切换，用从控制器代替主控制器执行控制操作。此时，由从控制器接收输入信号，并根据输入信号运行控制逻辑程序，执行控制操作，以此为控制系统的安全工作提供重要保障，提高控制系统的可靠性。因此，在进行控制器切换之前，需要判断从控制器是否出现故障，当从控制器未出现故障时才进行控制器切换。示例地，参见图7，该方法可以包括：
步骤3051、判断所述从控制器是否出现故障。
需要说明的是，从控制器可以包括第一仲裁单元和第一信号生成单元。
第一信号生成单元可以生成第二工作状态指示信号，并将该信号发送至第一仲裁单元。该第二工作状态指示信号包括：第二工作状态标识。从控制器的第一仲裁单元可以通过判断第二工作状态标识指示的工作状态是否为正常状态判断出从控制器是否出现故障。
进一步的，从控制器将第二工作状态指示信号发送至从控制器的第一仲裁单元之后，从控制器的第一仲裁单元接收该第二工作状态指示信号，并根据其判断从控制器的第二工作状态标识指示的工作状态是否为正常状态。
示例地，第二工作状态标识指的是控制系统输出的控制器运行的相应状态值，判断第二工作状态标识指示的工作状态为正常状态的具体方法可以是：通过将从控制器发送的第二工作状态标识与从控制器中的预设工作状态标识(此处预设工作状态标识指示的工作状态为正常状态)进行匹配，如果匹配一致，则说明从控制器的第二工作状态标识指示的工作状态为正常状态，即说明从控制器未出现故障。其具体过程可以参考步骤3041中的相应过程，此处不再赘述。
根据从控制器中第一仲裁单元的判断结果，可以分为两种情况：当第二工作状态标识指示的工作状态为正常状态时，确定从控制器未出现故障，则执行步骤3052；当第二工作状态标识指示的工作状态不为正常状态时，确定从控制器出现故障。
需要说明的是，实际应用中，由于该控制系统采用的控制器冗余方法中，至少会存在一个正常工作的控制器，因此，本发明实施例中将不对从控制器出现故障的情况做具体介绍。
步骤3052、在从控制器未出现故障时，通过从控制器执行控制操作。
当从控制器未出现故障时，则可以进行控制器切换，由从控制器代替主控制器完成控制任务。具体地，从控制器接收输入信号，并根据输入信号运行控制逻辑程序，执行控制操作。以此为控制系统安全工作提供了重要保障，提高控制系统的可靠性。
图8为经过控制器切换后的主控制器与从控制器之间的信息交互示意图。如图8所示，从控制器可以接收输入信号，根据输入信号运行控制逻辑程序产生相应的状态信息，并将输入信号和状态信息打包后发送给主控制器，主控制器可以根据该打包的信息进行备份，为下一次正常工作做准备。同时，从控制器还可以将其对应的备用状态指示发送给主控制器。在此过程中，主控制器还可以向从控制器发送第一工作状态指示，而不管此时的第一工作状态指示为正确发送的还是非正确发送的。
可选地，当从控制器出现故障或者主控制器未出现故障时，第一仲裁单元可以控制从控制器停止输出；当主控制器出现故障且从控制器未出现故障时，第一仲裁单元可以控制从控制器输出。
需要说明的是，本发明实施例提供的控制器冗余方法步骤的先后顺序可以进行适当调整，步骤也可以根据情况进行相应增减，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化的方法，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此不再赘述。
综上所述，本发明实施例提供的控制器冗余方法，通过从控制器的第一仲裁单元根据主控制器发送的第一工作状态指示，可以判断主控制器的工作状态，从控制器的第一仲裁单元还可以根据从控制器发送的第二工作状态指示信号判断从控制器的工作状态，当主控制器出现故障，从控制器未出现故障时，从控制器可以立即启动，代替主控制器执行控制操作，实现控制器间的自主切换，无需额外的监测设备，因此，减少了切换过程的时延，降低了切换的成本。
图9为本发明实施例提供的一种控制器冗余方法的方法流程图。该控制器冗余方法用于主控制器，参见图9，该方法可以包括：
步骤601、向从控制器发送的第一工作状态指示，以使从控制器根据第一工作状态指示判断主控制器是否出现故障，当主控制器出现故障时，通过从控制器执行控制操作，第一工作状态指示用于指示主控制器当前的工作状态。
步骤602、根据第一工作状态指示判断主控制器是否出现故障。
该第一工作状态指示包括第一工作状态标识。
步骤603、当主控制器出现故障时，禁止主控制器执行控制操作。
综上所述，本发明实施例提供的控制器冗余方法，通过主控制器向从控制器发送的第一工作状态指示，以使从控制器根据第一工作状态指示判断主控制器是否出现故障，当主控制器出现故障时，通过从控制器执行控制操作，代替主控制器执行控制操作，实现控制器间的自主切换，无需额外的监测设备，因此，减少了切换过程的时延，降低了切换的成本。
可选地，主控制器可以包括第二仲裁单元和第二信号生成单元。其中，第二仲裁单元可以根据第一工作状态指示判断主控制器的工作状态，第二信号生成单元可以根据主控制器的工作状态生成相应的第一工作状态指示。
图10为本发明实施例提供的一种控制器冗余方法的方法流程图。该控制器冗余方法用于主控制器。参见图10，该方法可以包括：
步骤701、通过第二信号生成单元生成第一工作状态指示，并发送至第二仲裁单元。
步骤702、向从控制器发送的第一工作状态指示，以使从控制器根据第一工作状态指示判断主控制器是否出现故障，当主控制器出现故障时，通过从控制器执行控制操作，第一工作状态指示用于指示主控制器当前的工作状态。
该步骤中主控制器与从控制器之间进行通讯的连接方式在步骤303中已做出了相应说明。
步骤703、根据第一工作状态指示判断主控制器是否出现故障。
可选地，主控制器根据第一工作状态指示判断主控制器是否出现故障，也可以包括两种实现方式：通过主控制器判断第一工作状态标识指示的工作状态是否为正常状态；以及通过第二仲裁单元判断第一工作状态标识指示的工作状态是否为正常状态。这两种实现方式的的具体实现过程可以参考步骤304中两种实现方式的相应过程，此处不再赘述。
根据以上判断结果，当第一工作状态标识指示的工作状态不为正常状态时，确定主控制器出现故障，则执行步骤704；当第一工作状态标识指示的工作状态为正常状态时，确定主控制器未出现故障，则继续判断第二信号生成单元发送的下一个第一工作状态指示。
步骤704、当主控制器出现故障时，禁止主控制器执行控制操作。
可选地，当主控制器出现故障时，禁止主控制器执行控制操作的任务可以由第二仲裁单元完成。第二仲裁单元主要通过控制主控制器的输出来实现禁止主控制器执行控制操作的任务。
示例地，当主控制器出现故障时，从控制器可以将第二工作状态标识发送给第二仲裁单元，第二仲裁单元根据该信号判断从控制器是否出现故障，其判断方式可以参照步骤703中的相应判断方式。当第二仲裁单元判断从控制器未出现故障时，第二仲裁单元也可依据该判断禁止主控制器输出。按照相似的原理，第一仲裁单元此时可以控制从控制器输出，以实现从控制器代替主控制器执行控制操作。
同样地，当主控制器未出现故障时，第二仲裁单元也可以决定主控制器进行输出，以实现主控制器执行控制操作。同时，第一仲裁单元可以控制从控制器禁止输出。
示例地，该控制过程可以通过运行预设在第二仲裁单元内的控制逻辑程序实现。
综上所述，本发明实施例提供的控制器冗余方法，通过主控制器向从控制器发送的第一工作状态指示，以使从控制器根据第一工作状态指示判断主控制器是否出现故障，当主控制器出现故障时，通过从控制器执行控制操作，代替主控制器执行控制操作，并且，当主控制器出现故障时，第二仲裁单元可以禁止主控制器执行控制操作，以此实现控制器间的自主切换，无需额外的监测设备，因此，减少了切换过程的时延，降低了切换的成本。
参见图11，本发明实施例提供了一种控制器冗余装置60，用于从控制器，该装置60包括：接收单元601，判断单元602和执行单元603。
接收单元601，用于接收主控制器发送的第一工作状态指示，该第一工作状态指示用于指示主控制器当前的工作状态。
判断单元602，用于根据第一工作状态指示判断主控制器是否出现故障。
执行单元603，用于在主控制器出现故障时，通过从控制器执行控制操作。
综上所述，本发明实施例提供的控制器冗余装置，通过判断单元根据主控制器发送的第一工作状态指示判断主控制器的工作状态，当主控制器出现故障时，执行单元可以立即启动，代替主控制器执行控制操作，实现自主切换，无需额外的监测设备，因此，减少了切换过程的时延，降低了切换的成本。
可选的，第一工作状态指示包括时钟信息，该时钟信息用于标识第一工作状态指示生成的时刻。
判断单元602，用于在时钟信息指示的时刻之后预设时间段内未接收到下一个第一工作状态指示时，确定主控制器出现故障。
可选的，第一工作状态指示可以包括第一工作状态标识。
判断单元602，还用于判断第一工作状态标识指示的工作状态是否为正常状态；当第一工作状态标识指示的工作状态不为正常状态时，确定主控制器出现故障；当第一工作状态标识指示的工作状态为正常状态时，确定主控制器未出现故障。
可选的，执行单元603，用于判断从控制器是否出现故障；在从控制器未出现故障时，通过从控制器执行控制操作。
参见图12，本发明实施例提供了另一种控制器冗余装置60，用于从控制器，该装置60包括：接收单元601，判断单元602，执行单元603，第一信号生成单元604和第一仲裁单元605。
接收单元601，用于接收主控制器发送的第一工作状态指示，该第一工作状态指示用于指示主控制器当前的工作状态。
判断单元602，用于根据第一工作状态指示判断主控制器是否出现故障。
执行单元603，用于在主控制器出现故障时，通过从控制器执行控制操作。
第一信号生成单元604用于生成第二工作状态指示信号，并发送至第一仲裁单元605。该第二工作状态指示信号包括：第二工作状态标识。
第一仲裁单元605用于判断第二工作状态标识指示的工作状态是否为正常状态。
第一仲裁单元605还用于在第二工作状态标识指示的工作状态不为正常状态时，确定从控制器出现故障。
第一仲裁单元605还用于在第二工作状态标识指示的工作状态为正常状态时，确定从控制器未出现故障。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
综上所述，本发明实施例提供的控制器冗余装置，通过从控制器的第一判断单元根据主控制器发送的第一工作状态指示判断主控制器的工作状态，以及从控制器的第一仲裁单元根据从控制器发送的第二工作状态指示信号判断从控制器的工作状态，当主控制器出现故障，从控制器未出现故障时，从控制器可以立即启动，代替主控制器执行控制操作，实现控制器间的自主切换，无需额外的监测设备，因此，减少了切换过程的时延，降低了切换的成本。
参见图13，本发明实施例提供了另一种控制器冗余装置70，用于主控制器，该装置70包括：
发送单元701，用于向从控制器发送的第一工作状态指示，以使从控制器根据第一工作状态指示判断主控制器是否出现故障，当主控制器出现故障时，通过从控制器执行控制操作，第一工作状态指示用于指示主控制器当前的工作状态。
判断单元702，用于根据第一工作状态指示判断主控制器是否出现故障；
禁止单元703，用于当主控制器出现故障时，禁止主控制器执行控制操作。
综上所述，本发明实施例提供的控制器冗余装置，通过发送单元向从控制器发送的第一工作状态指示，以使从控制器根据第一工作状态指示判断主控制器是否出现故障，当主控制器出现故障时，从控制器执行控制操作，代替主控制器执行控制操作，并且，通过判断单元判断主控制器是否出现故障，当主控制器出现故障时，通过第二仲裁单元禁止主控制器执行控制操作，以此实现控制器间的自主切换，无需额外的监测设备，因此，减少了切换过程的时延，降低了切换的成本。
需要说明的是，第一工作状态指示可以包括第一工作状态标识。
可选地，判断单元702，用于：判断第一工作状态标识指示的工作状态是否为正常状态；当第一工作状态标识指示的工作状态不为正常状态时，确定主控制器出现故障；当第一工作状态标识指示的工作状态为正常状态时，确定主控制器未出现故障。
进一步地，参见图14，该装置70还可以包括第二仲裁单元705和第二信号生成单元704。
可选地，第二信号生成单元704用于生成第一工作状态指示，并发送至第二仲裁单元705。
判断单元702，用于通过第二仲裁单元705判断第一工作状态标识指示的工作状态是否为正常状态；当第一工作状态标识指示的工作状态不为正常状态时，确定主控制器出现故障；当第一工作状态标识指示的工作状态为正常状态时，确定主控制器未出现故障。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
综上所述，本发明实施例提供的控制器冗余装置，通过发送单元向从控制器发送的第一工作状态指示，以使从控制器根据第一工作状态指示判断主控制器是否出现故障，当主控制器出现故障时，从控制器执行控制操作，代替主控制器执行控制操作，并且，通过判断单元判断主控制器是否出现故障，当主控制器出现故障时，通过第二仲裁单元禁止主控制器执行控制操作，以此实现控制器间的自主切换，无需额外的监测设备，因此，减少了切换过程的时延，降低了切换的成本。
本发明实施例还提供了一种控制器冗余系统，包括从控制器和主控制器。该从控制器可以为本发明上述实施例所述的从控制器，该主控制器可以为本发明上述实施例所述的主控制器。
从控制器用于：接收主控制器发送的第一工作状态指示，第一工作状态指示用于指示主控制器当前的工作状态；根据第一工作状态指示判断主控制器是否出现故障；当主控制器出现故障时，通过从控制器执行控制操作。
主控制器用于：向从控制器发送的第一工作状态指示，以使从控制器根据第一工作状态指示判断主控制器是否出现故障，当主控制器出现故障时，通过从控制器执行控制操作；根据第一工作状态指示判断主控制器是否出现故障；当主控制器出现故障时，禁止主控制器执行控制操作。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
综上所述，本发明实施例提供的控制器冗余系统，通过主控制器向从控制器发送的第一工作状态指示，以使从控制器根据第一工作状态指示判断主控制器是否出现故障，当主控制器出现故障时，通过从控制器执行控制操作，代替主控制器执行控制操作，并且，当主控制器出现故障时，禁止主控制器执行控制操作，以此实现控制器间的自主切换，无需额外的监测设备，因此，减少了切换过程的时延，降低了切换的成本。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (17)
1.一种控制器冗余方法，其特征在于，用于从控制器，所述方法包括：
接收主控制器发送的第一工作状态指示，所述第一工作状态指示用于指示所述主控制器当前的工作状态；
根据所述第一工作状态指示判断所述主控制器是否出现故障；
当所述主控制器出现故障时，通过所述从控制器执行控制操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一工作状态指示包括时钟信息，所述时钟信息用于标识所述第一工作状态指示生成的时刻；
所述根据所述第一工作状态指示判断所述主控制器是否出现故障，包括：
在所述时钟信息指示的时刻之后预设时间段内未接收到下一个第一工作状态指示时，确定所述主控制器出现故障。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一工作状态指示包括第一工作状态标识；
所述根据所述第一工作状态指示判断所述主控制器是否出现故障，包括：
判断所述第一工作状态标识指示的工作状态是否为正常状态；
当所述第一工作状态标识指示的工作状态不为正常状态时，确定所述主控制器出现故障；
当所述第一工作状态标识指示的工作状态为正常状态时，确定所述主控制器未出现故障。
4.根据权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述当所述主控制器出现故障时，通过所述从控制器执行控制操作，包括：
判断所述从控制器是否出现故障；
在所述从控制器未出现故障时，通过所述从控制器执行控制操作。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述从控制器包括第一仲裁单元和第一信号生成单元，
所述判断所述从控制器是否出现故障，包括：
通过所述第一信号生成单元生成第二工作状态指示信号，并发送至所述第一仲裁单元，所述第二工作状态指示信号包括：第二工作状态标识；
通过所述第一仲裁单元判断所述第二工作状态标识指示的工作状态是否为正常状态；
当所述第二工作状态标识指示的工作状态不为正常状态时，确定所述从控制器出现故障；
当所述第二工作状态标识指示的工作状态为正常状态时，确定所述从控制器未出现故障。
6.一种控制器冗余方法，其特征在于，用于主控制器，所述方法包括：
向从控制器发送的第一工作状态指示，以使所述从控制器根据所述第一工作状态指示判断所述主控制器是否出现故障，当所述主控制器出现故障时，通过所述从控制器执行控制操作，所述第一工作状态指示用于指示所述主控制器当前的工作状态；
根据所述第一工作状态指示判断所述主控制器是否出现故障；
当所述主控制器出现故障时，禁止所述主控制器执行控制操作。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一工作状态指示包括第一工作状态标识；
所述根据所述第一工作状态指示判断所述主控制器是否出现故障，包括：
判断所述第一工作状态标识指示的工作状态是否为正常状态；
当所述第一工作状态标识指示的工作状态不为正常状态时，确定所述主控制器出现故障；
当所述第一工作状态标识指示的工作状态为正常状态时，确定所述主控制器未出现故障。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述主控制器包括第二仲裁单元和第二信号生成单元，
在所述向从控制器发送的第一工作状态指示之前，所述方法还包括：
通过所述第二信号生成单元生成第一工作状态指示，并发送至所述第二仲裁单元；
所述根据所述第一工作状态指示判断所述主控制器是否出现故障，包括：
通过所述第二仲裁单元判断所述第一工作状态标识指示的工作状态是否为正常状态；
当所述第一工作状态标识指示的工作状态不为正常状态时，确定所述主控制器出现故障；
当所述第一工作状态标识指示的工作状态为正常状态时，确定所述主控制器未出现故障。
9.一种控制器冗余装置，其特征在于，用于从控制器，所述装置包括：
接收单元，用于接收主控制器发送的第一工作状态指示，所述第一工作状态指示用于指示所述主控制器当前的工作状态；
判断单元，用于根据所述第一工作状态指示判断所述主控制器是否出现故障；
执行单元，用于当所述主控制器出现故障时，通过所述从控制器执行控制操作。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一工作状态指示包括时钟信息，所述时钟信息用于标识所述第一工作状态指示生成的时刻；
所述判断单元，用于：
在所述时钟信息指示的时刻之后预设时间段内未接收到下一个第一工作状态指示时，确定所述主控制器出现故障。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一工作状态指示包括第一工作状态标识；
所述判断单元，用于：
判断所述第一工作状态标识指示的工作状态是否为正常状态；
当所述第一工作状态标识指示的工作状态不为正常状态时，确定所述主控制器出现故障；
当所述第一工作状态标识指示的工作状态为正常状态时，确定所述主控制器未出现故障。
12.根据权利要求9至11任一所述的装置，其特征在于，所述执行单元，用于：
判断所述从控制器是否出现故障；
在所述从控制器未出现故障时，通过所述从控制器执行控制操作。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述装置包括第一仲裁单元和第一信号生成单元，
所述第一信号生成单元用于生成第二工作状态指示信号，并发送至所述第一仲裁单元，所述第二工作状态指示信号包括：第二工作状态标识；
所述第一仲裁单元用于判断所述第二工作状态标识指示的工作状态是否为正常状态；
所述第一仲裁单元还用于在所述第二工作状态标识指示的工作状态不为正常状态时，确定所述从控制器出现故障；
所述第一仲裁单元还用于在所述第二工作状态标识指示的工作状态为正常状态时，确定所述从控制器未出现故障。
14.一种控制器冗余装置，其特征在于，用于主控制器，所述装置包括：
发送单元，用于向从控制器发送的第一工作状态指示，以使所述从控制器根据所述第一工作状态指示判断所述主控制器是否出现故障，当所述主控制器出现故障时，通过所述从控制器执行控制操作，所述第一工作状态指示用于指示所述主控制器当前的工作状态；
判断单元，用于根据所述第一工作状态指示判断所述主控制器是否出现故障；
禁止单元，用于当所述主控制器出现故障时，禁止所述主控制器执行控制操作。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第一工作状态指示包括第一工作状态标识；
所述判断单元，用于：
判断所述第一工作状态标识指示的工作状态是否为正常状态；
当所述第一工作状态标识指示的工作状态不为正常状态时，确定所述主控制器出现故障；
当所述第一工作状态标识指示的工作状态为正常状态时，确定所述主控制器未出现故障。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述装置包括第二仲裁单元和第二信号生成单元，
所述第二信号生成单元用于生成第一工作状态指示，并发送至所述第二仲裁单元；
所述判断单元，用于：
通过所述第二仲裁单元判断所述第一工作状态标识指示的工作状态是否为正常状态；
当所述第一工作状态标识指示的工作状态不为正常状态时，确定所述主控制器出现故障；
当所述第一工作状态标识指示的工作状态为正常状态时，确定所述主控制器未出现故障。
17.一种控制器冗余系统，其特征在于，包括：从控制器以及主控制器，
所述从控制器用于：接收主控制器发送的第一工作状态指示，所述第一工作状态指示用于指示所述主控制器当前的工作状态；根据所述第一工作状态指示判断所述主控制器是否出现故障；当所述主控制器出现故障时，通过所述从控制器执行控制操作；
所述主控制器用于：向从控制器发送的第一工作状态指示，以使所述从控制器根据所述第一工作状态指示判断所述主控制器是否出现故障，当所述主控制器出现故障时，通过所述从控制器执行控制操作；根据所述第一工作状态指示判断所述主控制器是否出现故障；当所述主控制器出现故障时，禁止所述主控制器执行控制操作。
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