CN110850770B - 一种多主机的快速判断和退出方法 - Google Patents

一种多主机的快速判断和退出方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种多主机的快速判断和退出方法，包括以下步骤：增加MM总线、设置主机竞争电路、设定机制、实现“线与”功能、编上唯一地址、第一步判断流程、第二步判断流程和判断及退出流程；本发明在每台机器的并机接口中增加MM总线，其最终“线与”后的状态通过电路又被返回到每一个DSP的IO‑2脚上，DSP通过读取IO‑2脚的状态可以知道MM总线的当前状态，适合多种情况下准确判断，可以在很短的时间里发现系统中出现多个主机，并将多余的主机自动退出，保证系统的正常连续运行。

Description

一种多主机的快速判断和退出方法
技术领域
本发明涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种多主机的快速判断和退出方法。
背景技术
在电力电子的一些并机应用中，有很多不同的控制方法，例如：分布式控制、主从控制等等，其中主从控制是使用比较广泛的一种，主从控制是要在很多台一样的设备中产生一台作为主机，其他的作为从机，主机发出各种同步和控制信号，从机跟随主机的同步和控制信号将自身的工作状态调整成和主机一致，例如逆变器并机，每台逆变器的输入直流电压、电路参数等都会存在差异，因此在并联时，从机要调节自身的输出电压幅值、频率、相位和输出电流等参数，使之跟随主机变化，
采用主从控制有一个特点，就是整个系统中只能出现一台主机，而且主机作为整个系统的核心具有非常重要的地位，如果系统中出现多台主机会导致整个系统出错，系统如何快速地判断出系统中出现多台主机并将多余的主机退出就成为主从控制系统中非常重要的一个技术点，有的应用是通过CAN通讯或485通讯来进行判断的，这种方法虽然简单但是要每台机器的数据都收集完所需要的通讯时间会很长并且存在数据延时，这种方法除了多主判断的时间很长，而且因为传输延时也导致数据的准确性下降（在获得的数据的时刻，该机器的状态可能已经改变了），无法进行准确判断，因此，本发明提出一种多主机的快速判断和退出方法以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种多主机的快速判断和退出方法，本方法在每台机器的并机接口中增加MM总线，其最终“线与”后的状态通过电路又被返回到每一个DSP的IO-2脚上，DSP通过读取IO-2脚的状态可以知道MM总线的当前状态，适合多种情况下准确判断，可以在很短的时间里发现系统中出现多个主机，并将多余的主机自动退出，保证系统的正常连续运行。
为了解决上述问题，本发明提出一种多主机的快速判断和退出方法，包括以下步骤：
步骤一：增加MM总线
将系统中每台机器之间通过并机接口进行并机状态和数据传送使用，并在并机接口中增加一根MM（MultiMaster）总线；
步骤二：设置主机竞争电路
在每台机器内部都设置一个主机竞争电路，该电路的输出与MM总线连接，将机器内部的控制DSP使用2个IO脚与主机竞争电路相连；
步骤三：设定机制
设定机制，当DSP的IO-1脚输出高电平“1”时，通过反相器和隔离芯片ISO7221B，使MOS管Q截止，MM-BUS点输出高电平10V，当DSP的IO-1脚输出低电平“0”时，通过反相器和隔离芯片ISO7221B，使MOS管Q导通，MM-BUS点输出低电平0V；
步骤四：实现“线与”功能
将每台机器竞争电路的输出点MM-BUS通过并机通讯电缆与其他机器的MM-BUS点连接到一起，彼此之间实现“线与”功能，只要系统中有一个机器输出低电平“0”，那么并机接口的MM总线上就会被拉低为低电平“0”，同时，MM总线最终“线与”后的状态通过电路又被返回到每一个DSP的IO-2脚上，DSP通过读取IO-2脚的状态可以知道MM总线的当前状态；
步骤五：编上唯一地址
将并机系统中的每台设备都编上一个唯一的地址，地址从1开始到n结束，作为多主判断时的权重使用；
步骤六：第一步判断流程
当本机是主机时，IO-1输出一个PWM脉冲波，假设本机地址为m（m<n），则该PWM波的占空比为(n-m)/(n+1)，当本机是从机时，IO-1持续输出高电平，在这过程中，主机的DSP通过IO-2输入脚实时监测并机接口的MM总线状态，并与自身发出的PWM波进行对比，从机不理会MM总线的状态；
步骤七：第二步判断流程
当整个系统中只存在一台主机，并机总线上的MM总线信号与这台主机一致；
步骤八：判断及退出流程
当系统中存在多台主机，多台主机在MM总线的上合成的PWM波形会在某个时刻上出现与某台主机所发出的检测PWM不一致的情况，此时，这台主机会检测到本身发出“高”，但是MM总线的返回信号却是“低”，这就判断为系统中还有另外的主机存在，那么本机退出主机，变成从机工作。
进一步改进在于：所述步骤一中，在并机接口中增加一根MM（MultiMaster）总线用来进行多主机判断。
进一步改进在于：所述步骤二中，将IO-1设定为主机竞争电路的输出脚。
进一步改进在于：所述步骤四中，主机竞争电路为OC输出，所以彼此之间实现“线与”功能。
进一步改进在于：所述步骤五中，n的数值根据具体应用设备数量进行限定，且地址同时作为设备识别码使用。
进一步改进在于：所述步骤七中，主机输出“高”时，MM总线的状态也是“高”；主机输出“低”时，MM总线的状态也是“低”。
进一步改进在于：所述步骤八中，多台主机在MM总线的上合成的PWM波形会在某个时刻上出现与某台主机所发出的检测PWM不一致的情况，其依据为不同地址的机器如果变成主机，则其所发出的多主检测PWM波的占空比是不一样的。
本发明的有益效果为：本发明在每台机器的并机接口中增加MM总线，其最终“线与”后的状态通过电路又被返回到每一个DSP的IO-2脚上，DSP通过读取IO-2脚的状态可以知道MM总线的当前状态，当本机是从机时，IO-1持续输出高电平，在这过程中，主机的DSP通过IO-2输入脚实时监测并机接口的MM总线状态，并与自身发出的PWM波进行对比，从机不理会MM总线的状态，当整个系统中只存在一台主机，并机总线上的MM总线信号与这台主机一致，当系统中存在多台主机，多台主机在MM总线的上合成的PWM波形会在某个时刻上出现与某台主机所发出的检测PWM不一致的情况，此时，这台主机会检测到系统中还有另外的主机存在，那么本机退出主机，变成从机工作，综上，本发明适合多种情况下准确判断，可以在很短的时间里发现系统中出现多个主机，并将多余的主机自动退出，保证系统的正常连续运行。
附图说明
图1为本发明的MM总线示意图；
图2为本发明的主机竞争电路示意图；
图3为本发明的验证例示意图。
具体实施方式
为了使发明实现的技术手段、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
根据图1、2所示，本实施例提供了一种多主机的快速判断和退出方法，具体步骤如下：
步骤一：增加MM总线
将系统中每台机器之间通过并机接口进行并机状态和数据传送使用，并在并机接口中增加一根MM（MultiMaster）总线，用来进行多主机判断；如图1
步骤二：设置主机竞争电路
在每台机器内部都设置一个主机竞争电路，该电路的输出与MM总线连接，如图2，将机器内部的控制DSP使用2个IO脚与主机竞争电路相连，其中，将IO-1设定为主机竞争电路的输出脚；
步骤三：设定机制
设定机制，当DSP的IO-1脚输出高电平“1”时，通过反相器和隔离芯片ISO7221B，使MOS管Q截止，MM-BUS点输出高电平10V，当DSP的IO-1脚输出低电平“0”时，通过反相器和隔离芯片ISO7221B，使MOS管Q导通，MM-BUS点输出低电平0V；
步骤四：实现“线与”功能
将每台机器竞争电路的输出点MM-BUS通过并机通讯电缆与其他机器的MM-BUS点连接到一起，主机竞争电路为OC输出，彼此之间实现“线与”功能，只要系统中有一个机器输出低电平“0”，那么并机接口的MM总线上就会被拉低为低电平“0”，同时，MM总线最终“线与”后的状态通过电路又被返回到每一个DSP的IO-2脚上，DSP通过读取IO-2脚的状态可以知道MM总线的当前状态；
步骤五：编上唯一地址
将并机系统中的每台设备都编上一个唯一的地址，地址从1开始到n结束，n的数值根据具体应用设备数量进行限定，该地址作为多主判断时的权重使用，同时也作为设备识别码使用；
步骤六：第一步判断流程
当本机是主机时，IO-1输出一个PWM脉冲波，假设本机地址为m（m<n），则该PWM波的占空比为(n-m)/(n+1)，当本机是从机时，IO-1持续输出高电平，在这过程中，主机的DSP通过IO-2输入脚实时监测并机接口的MM总线状态，并与自身发出的PWM波进行对比，从机不理会MM总线的状态；
步骤七：第二步判断流程
当整个系统中只存在一台主机，并机总线上的MM总线信号与这台主机一致，主机输出“高”时，MM总线的状态也是“高”；主机输出“低”时，MM总线的状态也是“低”；
步骤八：判断及退出流程
当系统中存在多台主机，多台主机在MM总线的上合成的PWM波形会在某个时刻上出现与某台主机所发出的检测PWM不一致的情况，其依据为不同地址的机器如果变成主机，则其所发出的多主检测PWM波的占空比是不一样的，此时，这台主机会检测到本身发出“高”，但是MM总线的返回信号却是“低”，这就判断为系统中还有另外的主机存在，那么本机退出主机，变成从机工作。
验证例：
假设系统中有4台主机，地址从1到4，见图3。
a)在开始的0时刻，大家都是从机，那么所有机器的IO-1脚输出“高”。此时的MM总线的状态为“高”。
b)在t时刻，因为出错，1#机和2#机同时竞争成为主机，此时1#机发出占空比为4/5的多主检测PWM波，2#机发出占空比为3/5的检测PWM波。而3#机和4#机还未完成竞争，仍然是从机，其IO-1脚输出“高”。此时MM总线的状态变为“低”。
c)在t到2t期间，1#机和2#机检测到MM总线与自身发出的检测PWM波状态一致，保持主机状态工作。而3#机和4#机还未完成竞争，仍然是从机，其IO-1脚输出“高”。MM总线保持“低”状态。
d)到2t时刻，1#机的检测PWM变成“高”，2#机的检测PWM仍然是“低”输出。同时因为出错，3#机和4#机也通过了竞争机制，成为了主机，此时3#机开始发出占空比为2/5的多主检测PWM波，4#机发出占空比为1/5的检测PWM波。MM总线继续保持“低”状态。此时，1#机会检测到MM总线的反馈信号为“低”，与本身发出的检测PWM波不一致，这代表这系统有其他主机存在，则1#机退出主机，变成从机继续工作。1#机的IO-1脚变成持续的“高”输出。
e)在2t到3t期间，2#机、3#机和4#机检测到MM总线与自身发出的检测PWM波状态一致，保持主机状态工作。而1#机已经变成从机，其IO-1脚持续输出“高”。MM总线保持“低”状态。
f)到3t时刻，2#机的检测PWM变成“高”，3#机和4#机的检测PWM仍然是“低”输出。MM总线继续保持“低”状态。此时，2#机会检测到MM总线的反馈信号为“低”，与本身发出的检测PWM波不一致，这代表这系统有其他主机存在，则2#机退出主机，变成从机继续工作。2#机的IO-1脚变成持续的“高”输出。
g)在3t到5t期间，3#机和4#机检测到MM总线与自身发出的检测PWM波状态一致，保持主机状态工作。而1#机和2#机已经变成从机，其IO-1脚持续输出“高”。MM总线保持“低”状态。
h)到5t时刻，3#机的检测PWM变成“高”，4#机的检测PWM仍然是“低”输出。MM总线继续保持“低”状态。此时，3#机会检测到MM总线的反馈信号为“低”，与本身发出的检测PWM波不一致，这代表这系统有其他主机存在，则3#机退出主机，变成从机继续工作。3#机的IO-1脚变成持续的“高”输出。
i)到5t时刻为止，系统只剩下4#机是唯一的主机，其他的多余主机都已经准确检测出并自动退出了。
本发明在每台机器的并机接口中增加MM总线，其最终“线与”后的状态通过电路又被返回到每一个DSP的IO-2脚上，DSP通过读取IO-2脚的状态可以知道MM总线的当前状态，当本机是从机时，IO-1持续输出高电平，在这过程中，主机的DSP通过IO-2输入脚实时监测并机接口的MM总线状态，并与自身发出的PWM波进行对比，从机不理会MM总线的状态，当整个系统中只存在一台主机，并机总线上的MM总线信号与这台主机一致，当系统中存在多台主机，多台主机在MM总线的上合成的PWM波形会在某个时刻上出现与某台主机所发出的检测PWM不一致的情况，此时，这台主机会检测到系统中还有另外的主机存在，那么本机退出主机，变成从机工作，综上，本发明适合多种情况下准确判断，可以在很短的时间里发现系统中出现多个主机，并将多余的主机自动退出，保证系统的正常连续运行。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种多主机的快速判断和退出方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：增加MM总线
将系统中每台机器之间通过并机接口进行并机状态和数据传送使用，并在并机接口中增加一根MM(MultiMaster)总线；
步骤二：设置主机竞争电路
在每台机器内部都设置一个主机竞争电路，该电路的输出与MM总线连接，将机器内部的控制DSP使用2个IO脚与主机竞争电路相连；
步骤三：设定机制
设定机制，当DSP的IO-1脚输出高电平“1”时，通过反相器和隔离芯片ISO7221B，使MOS管Q截止，MM-BUS点输出高电平10V，当DSP的IO-1脚输出低电平“0”时，通过反相器和隔离芯片ISO7221B，使MOS管Q导通，MM-BUS点输出低电平0V；
步骤四：实现“线与”功能
将每台机器竞争电路的输出点MM-BUS通过并机通讯电缆与其他机器的MM-BUS点连接到一起，彼此之间实现“线与”功能，只要系统中有一个机器输出低电平“0”，那么并机接口的MM总线上就会被拉低为低电平“0”，同时，MM总线最终“线与”后的状态通过电路又被返回到每一个DSP的IO-2脚上，DSP通过读取IO-2脚的状态可以知道MM总线的当前状态；
步骤五：编上唯一地址
将并机系统中的每台设备都编上一个唯一的地址，地址从1开始到n结束，作为多主判断时的权重使用；
步骤六：第一步判断流程
当本机是主机时，IO-1输出一个PWM脉冲波，假设本机地址为m，且m<n，则该PWM波的占空比为(n-m)/(n+1)，当本机是从机时，IO-1持续输出高电平，在这过程中，主机的DSP通过IO-2输入脚实时监测并机接口的MM总线状态，并与自身发出的PWM波进行对比，从机不理会MM总线的状态；
步骤七：第二步判断流程
当整个系统中只存在一台主机，并机总线上的MM总线信号与这台主机一致；
步骤八：判断及退出流程
当系统中存在多台主机，多台主机在MM总线的上合成的PWM波形会在某个时刻上出现与某台主机所发出的检测PWM不一致的情况，此时，这台主机会检测到本身发出“高”，但是MM总线的返回信号却是“低”，这就判断为系统中还有另外的主机存在，那么本机退出主机，变成从机工作。
2.根据权利要求1所述的一种多主机的快速判断和退出方法，其特征在于：所述步骤一中，在并机接口中增加一根MM(MultiMaster)总线用来进行多主机判断。
3.根据权利要求1所述的一种多主机的快速判断和退出方法，其特征在于：所述步骤二中，将IO-1设定为主机竞争电路的输出脚。
4.根据权利要求1所述的一种多主机的快速判断和退出方法，其特征在于：所述步骤四中，主机竞争电路为OC输出，所以彼此之间实现“线与”功能。
5.根据权利要求1所述的一种多主机的快速判断和退出方法，其特征在于：所述步骤五中，n的数值根据具体应用设备数量进行限定，且地址同时作为设备识别码使用。
6.根据权利要求1所述的一种多主机的快速判断和退出方法，其特征在于：所述步骤七中，主机输出“高”时，MM总线的状态也是“高”；主机输出“低”时，MM总线的状态也是“低”。
7.根据权利要求1所述的一种多主机的快速判断和退出方法，其特征在于：所述步骤八中，多台主机在MM总线的上合成的PWM波形会在某个时刻上出现与某台主机所发出的检测PWM不一致的情况，其依据为不同地址的机器如果变成主机，则其所发出的多主检测PWM波的占空比是不一样的。
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