CN109358488A - 一种高容错的传感器冗余控制系统 - Google Patents

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黄孝平
黄文哲
文芳
文芳一
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Nanning University
Nanning Institute
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    • 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

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Abstract

本发明提供了一种高容错的传感器冗余控制系统；在每一传感器安装点上至少装有三个传感器，其中每一个传感器分别接至一个信息采集器，信息采集器将多个传感器的信号量汇总并封装为数据后通过总线发送至现场控制器。本发明通过三个以上的传感器接信息采集器的方式，能以极低的计算量及时确定故障传感器，并及时切入备用传感器，从而大幅减少等待维护所需要的时间，且不影响正常控制过程。

Description

一种高容错的传感器冗余控制系统
技术领域
本发明涉及一种高容错的传感器冗余控制系统。
背景技术
当下传感器大量使用，一般的智能(自动)系统从原理上而言都是“传感器-控制器-执行机构”的结构，但是实践当中发现，企业为了节约成本，常用较为便宜的传感器，极容易因长时间使用而发生故障，当传感器发生故障时，其信号量(或数据)会有明显异常，此时容易导致控制失常，现有技术的冗余设置一般都是设置两个传感器，但是这种设置方式中，如两个传感器同时工作，当故障发生时难以分辨具体发生故障的是哪个传感器，一般只能直接停机待维护，耗费时间，而如两个传感器仅工作一个，则如何判定传感器异常、何时切入备用传感器是难以确定的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种高容错的传感器冗余控制系统，该高容错的传感器冗余控制系统通过三个以上的传感器接信息采集器的方式，能以极低的计算量及时确定故障传感器，并及时切入备用传感器。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种高容错的传感器冗余控制系统；在每一传感器安装点上至少装有三个传感器，其中每一个传感器分别接至一个信息采集器，信息采集器将多个传感器的信号量汇总并封装为数据后通过总线发送至现场控制器。
所述总线为SPI总线。
所述现场控制器连接控制执行机构。
所述多个信息采集器中，当任意两个信息采集器所接收的传感器信号量差距不超过10％时，多个信息采集器仅启用两个。
所述多个信息采集器中，当任意两个信息采集器所接收的传感器信号量差距超过10％时，多个信息采集器启用数量至少为3个，并抛弃明显超过其他信息采集器信号量10％的信息采集器数据。
所述信息采集器为MSP430系列单片机。
所述信息采集器的启用和停用，用SPI总线的片选引脚信号实现，。
信息采集器的片选引脚接收高电平信号时引起中断而唤醒，信息采集器的片选引脚接收低电平信号时等待三个通信周期，如三个通信周期内片选引脚持续接收低电平信号则进入休眠模式。
本发明的有益效果在于：通过三个以上的传感器接信息采集器的方式，能以极低的计算量及时确定故障传感器，并及时切入备用传感器，从而大幅减少等待维护所需要的时间，且不影响正常控制过程。
附图说明
图1是本发明的连接示意图。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1所示的一种高容错的传感器冗余控制系统；在每一传感器安装点上至少装有三个传感器，其中每一个传感器分别接至一个信息采集器，信息采集器将多个传感器的信号量汇总并封装为数据后通过总线发送至现场控制器。
所述总线为SPI总线。
所述现场控制器连接控制执行机构。
所述多个信息采集器中，当任意两个信息采集器所接收的传感器信号量差距不超过10％时，多个信息采集器仅启用两个。
所述多个信息采集器中，当任意两个信息采集器所接收的传感器信号量差距超过10％时，多个信息采集器启用数量至少为3个，并抛弃明显超过其他信息采集器信号量10％的信息采集器数据。
所述信息采集器为MSP430系列单片机。
所述信息采集器的启用和停用，用SPI总线的片选引脚信号实现，。
信息采集器的片选引脚接收高电平信号时引起中断而唤醒，信息采集器的片选引脚接收低电平信号时等待三个通信周期，如三个通信周期内片选引脚持续接收低电平信号则进入休眠模式。
在生产过程中，企业所关心的问题主要在于成本和损耗，成本方面，本发明采用对每一信号采集点安装三个以上传感器，多个采集点的传感器以每个采集点一个传感器的方式分组连接，虽然前期需购置多余传感器，但实际使用时每一信号采集点仅启用两个传感器，直至故障，因此就实际使用损耗而言，和现有技术的两个传感器同时工作的方式相同，损耗并没有明显增加，即企业的成本实质上并没有增加太多，而通过多个传感器的协同切换，则可以有效减少因传感器故障所带来的维护时间，从而极大的降低企业维护成本。

Claims (8)

1.一种高容错的传感器冗余控制系统，其特征在于：在每一传感器安装点上至少装有三个传感器，其中每一个传感器分别接至一个信息采集器，信息采集器将多个传感器的信号量汇总并封装为数据后通过总线发送至现场控制器。
2.如权利要求1所述的高容错的传感器冗余控制系统，其特征在于：所述总线为SPI总线。
3.如权利要求1所述的高容错的传感器冗余控制系统，其特征在于：所述现场控制器连接控制执行机构。
4.如权利要求1所述的高容错的传感器冗余控制系统，其特征在于：所述多个信息采集器中，当任意两个信息采集器所接收的传感器信号量差距不超过10％时，多个信息采集器仅启用两个。
5.如权利要求1所述的高容错的传感器冗余控制系统，其特征在于：所述多个信息采集器中，当任意两个信息采集器所接收的传感器信号量差距超过10％时，多个信息采集器启用数量至少为3个，并抛弃明显超过其他信息采集器信号量10％的信息采集器数据。
6.如权利要求1所述的高容错的传感器冗余控制系统，其特征在于：所述信息采集器为MSP430系列单片机。
7.如权利要求1所述的高容错的传感器冗余控制系统，其特征在于：所述信息采集器的启用和停用，用SPI总线的片选引脚信号实现，。
8.如权利要求1所述的高容错的传感器冗余控制系统，其特征在于：信息采集器的片选引脚接收高电平信号时引起中断而唤醒，信息采集器的片选引脚接收低电平信号时等待三个通信周期，如三个通信周期内片选引脚持续接收低电平信号则进入休眠模式。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110568779A (zh) * 2019-08-29 2019-12-13 南宁学院 一种控制系统传感数据处理方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1222239A (zh) * 1996-06-20 1999-07-07 燃烧工程有限公司 自动自测试系统
WO2014082806A1 (de) * 2012-11-28 2014-06-05 Endress+Hauser Gmbh+Co. Kg Feldgerät mit redundanter auslegung zur bestimmung oder überwachung einer prozessgrösse in der automatisierungstechnik
CN203643761U (zh) * 2013-12-19 2014-06-11 上海新华控制技术集团科技有限公司 三重冗余同期控制模块
CN104238435A (zh) * 2014-05-27 2014-12-24 北京航天自动控制研究所 一种三冗余控制计算机及容错控制系统
CN107608204A (zh) * 2017-09-29 2018-01-19 上海微程电气设备有限公司 基于arm处理器的冗余通信控制器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1222239A (zh) * 1996-06-20 1999-07-07 燃烧工程有限公司 自动自测试系统
WO2014082806A1 (de) * 2012-11-28 2014-06-05 Endress+Hauser Gmbh+Co. Kg Feldgerät mit redundanter auslegung zur bestimmung oder überwachung einer prozessgrösse in der automatisierungstechnik
CN203643761U (zh) * 2013-12-19 2014-06-11 上海新华控制技术集团科技有限公司 三重冗余同期控制模块
CN104238435A (zh) * 2014-05-27 2014-12-24 北京航天自动控制研究所 一种三冗余控制计算机及容错控制系统
CN107608204A (zh) * 2017-09-29 2018-01-19 上海微程电气设备有限公司 基于arm处理器的冗余通信控制器

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
G. HOBLOS: "FAULT TOLERANT SENSOR NETWORK DESIGN", 《COPYRIGHT @ IF AC INTELLIGENT COMPONENTS AND INSTRUMENTS》 *
刘和平: "《PIC18Fxxx单片机程序设计及应用》", 28 February 2005 *
姚建涛: "容错并联式六维力传感器可靠性及冗余分析", 《仪器仪表学报》 *
郭 亮: "三机冗余容错系统的描述和验证", 《软 件 学 报》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110568779A (zh) * 2019-08-29 2019-12-13 南宁学院 一种控制系统传感数据处理方法

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