CN203338127U - 用于agv的双冗余控制系统 - Google Patents

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徐继文
李皙
李伟明
王祎民
张博
李兴玉
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Abstract

用于AGV的双冗余控制系统，属于自动控制技术领域。本实用新型解决了现有的AGV控制系统的控制器出现故障的时候，整个AGV系统将进入瘫痪状态的问题。本实用新型的主控制器和副控制器接收外部的输入信号，主控制器的驱动信号输出端与通道控制电路的第一驱动信号输入端相连，副控制器的驱动信号输出端与通道控制电路的第二驱动信号输入端相连，通道控制电路的驱动信号输出端与驱动电路的驱动信号输入端相连，通道控制电路的数模转换输出端与隔离电路的数模转换输入端相连，驱动电路的驱动信号输出端与执行电路的驱动信号输入端相连，隔离电路的控制信号输出端与执行电路的控制信号输入端相连。本实用新型适用于自动导引运输系统。

Description

用于AGV的双冗余控制系统
技术领域
本实用新型属于自动控制技术领域。
背景技术
现有的AGV控制系统运行保障机制不高，整个系统仅有一个控制器组成，当控制器出现故障的时候，整个AGV系统将进入瘫痪状态。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有的AGV控制系统的控制器出现故障的时，导致整个AGV系统无法工作的问题，提出了用于AGV的双冗余控制系统。
用于AGV的双冗余控制系统，它包括电源模块A、电源模块B、主控制器、副控制器、通道控制电路、驱动电路、隔离电路，
主控制器和副控制器通过SPI总线进行通信，
所述电源模块A的电源信号输出端同时与主控制器和副控制器电源信号输入端相连，电源模块B的电源信号输出端同时与主控制器和副控制器电源信号输入端相连，
主控制器的驱动信号输出端与通道控制电路的第一驱动信号输入端相连，主控制器的数模转换输出端与通道控制电路的第一数模转换输入端相连，
副控制器的驱动信号输出端与通道控制电路的第二驱动信号输入端相连，副控制器的数模转换输出端与通道控制电路的第二数模转换输入端相连，
通道控制电路的驱动信号输出端与驱动电路的驱动信号输入端相连，通道控制电路的数模转换输出端与隔离电路的数模转换输入端相连，驱动电路的驱动信号输出端与执行机构的驱动信号输入端相连，隔离电路的控制信号输出端与执行机构的控制信号输入端相连。
本实用新型采用双STM32控制芯片，从硬件根本上保证系统的抗冲击性，保证此套系统的安全运行，冗余机制采用总线挂载模式，进行真正的底层接近零切换。
通过双冗余控制，提高系统的安全性和可靠信，防止运行期间系统进入瘫痪状态，即使有一个控制器损坏，仍能保持整个AGV系统正常工作。
附图说明
图1是具体实施方式一所述的用于AGV的双冗余控制系统的结构框图。
具体实施方式
具体实施方式一：参见图1说明本实施方式，本实施方式所述的用于AGV的双冗余控制系统，它包括电源模块A1、电源模块B2、主控制器3、副控制器4、通道控制电路5、驱动电路6、隔离电路7，
主控制器3和副控制器4通过SPI总线进行通信，
所述电源模块A1的电源信号输出端同时与主控制器3和副控制器4电源信号输入端相连，电源模块B2的电源信号输出端同时与主控制器3和副控制器4电源信号输入端相连，
主控制器3的驱动信号输出端与通道控制电路5的第一驱动信号输入端相连，主控制器3的数模转换输出端与通道控制电路5的第一数模转换输入端相连，
副控制器4的驱动信号输出端与通道控制电路5的第二驱动信号输入端相连，副控制器4的数模转换输出端与通道控制电路5的第二数模转换输入端相连，
通道控制电路5的驱动信号输出端与驱动电路6的驱动信号输入端相连，通道控制电路5的数模转换输出端与隔离电路7的数模转换输入端相连，驱动电路6的驱动信号输出端与执行机构8的驱动信号输入端相连，隔离电路7的控制信号输出端与执行机构8的控制信号输入端相连。
具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一的进一步限定，它还包括主外扩RAM9-1和副外扩RAM9-2，主外扩RAM9-1的数据读取写入端与主控制器3的数据读取写入端相连，副外扩RAM9-2的数据读取写入端与和副控制器4的数据读取写入端相连。
具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式一的进一步限定，它还包括晶振电路11，所述晶振电路11的时钟信号输出端与主控制器3的时钟信号输入端相连，晶振电路11的时钟信号输出端与副控制器4的时钟信号输入端相连。双冗余的实现要求两个STM32控制器能够并行同步工作。由于两个STM32控制器的数据采集、计算及输出任务执行都是依赖各自的本地时钟激发，又由于计数频率漂移、间歇性故障及恢复等因素的影响，两个STM32控制器的实时时钟会出现相互异步的现象，所以两个STM32控制器的任务执行需要靠外部统一时钟中断来激发。本实施方式采取硬件方法来实现两个STM32控制器的任务同步。
具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式一的进一步限定，它还包括主JTAV接口电路10-1和副JTAV接口电路10-2，所述主JTAV接口电路10-1的调试信号输出端与主控制器3的调试信号输入端相连，副JTAV接口电路10-2的调试信号输出端与副控制器4的调试信号输入端相连。
具体实施方式五：本实施方式是对具体实施方式一、二、三或四的进一步限定，所述主控制器3和副控制器4均采用STM32控制器实现。
本实用新型的STM32主控制器和STM32副控制器接收外部的输入信号，两个STM32控制器在分别进行监控表决后通过SPI总线进行通信，判断输入信号的对错，然后分别进行各自控制律的解算，同样对解算的结果进行监控表决，若结果正常则进行下一步处理，若发现故障则STM32主控制器和STM32副控制器分别进行故障诊断和故障定位，最终确定发生故障的STM32控制器并将它隔离，同样在两个STM32控制器之间，每隔一定的时间通过SPI总线相互通信。若某一通道发生了永久性故障，则由STM32控制器内部的仲裁模块进行通道的切换控制。
在整个双冗余STM32控制器系统中，STM32主控制器和STM32副控制器均有模拟量输出。在把外部信号输入同时送给STM32主控制器和STM32副控制器，通过它们各自计算处理之后，STM32主控制器和STM32副控制器均会产生各自的输出，这就需要通过通道控制电路5来判断是哪个输出正常，进而作为真正STM32控制器的输出。两个STM32控制器对各自的输出信号进行判断，不能同时让两个STM32控制器同时抢占输出，防止“死锁”现象的发生。

Claims (5)

1.用于AGV的双冗余控制系统，其特征在于，它包括电源模块A（1）、电源模块B（2）、主控制器（3）、副控制器（4）、通道控制电路（5）、驱动电路（6）、隔离电路（7），
主控制器（3）和副控制器（4）通过SPI总线进行通信，
所述电源模块A（1）的电源信号输出端同时与主控制器（3）和副控制器（4）电源信号输入端相连，电源模块B（2）的电源信号输出端同时与主控制器（3）和副控制器（4）电源信号输入端相连，
主控制器（3）的驱动信号输出端与通道控制电路（5）的第一驱动信号输入端相连，主控制器（3）的数模转换输出端与通道控制电路（5）的第一数模转换输入端相连，
副控制器（4）的驱动信号输出端与通道控制电路（5）的第二驱动信号输入端相连，副控制器（4）的数模转换输出端与通道控制电路（5）的第二数模转换输入端相连，
通道控制电路（5）的驱动信号输出端与驱动电路（6）的驱动信号输入端相连，通道控制电路（5）的数模转换输出端与隔离电路（7）的数模转换输入端相连，驱动电路（6）的驱动信号输出端与执行机构（8）的驱动信号输入端相连，隔离电路（7）的控制信号输出端与执行机构（8）的控制信号输入端相连。
2.根据权利要求1所述的用于AGV的双冗余控制系统，其特征在于，它还包括主外扩RAM（9-1）和副外扩RAM（9-2），主外扩RAM（9-1）的数据读取写入端与主控制器（3）的数据读取写入端相连，副外扩RAM（9-2）的数据读取写入端与和副控制器（4）的数据读取写入端相连。
3.根据权利要求1所述的用于AGV的双冗余控制系统，其特征在于，它还包括晶振电路（11），所述晶振电路（11）的时钟信号输出端与主控制器（3）的时钟信号输入端相连，晶振电路（11）的时钟信号输出端与副控制器（4）的时钟信号输入端相连。
4.根据权利要求1所述的用于AGV的双冗余控制系统，其特征在于，它还包括主JTAV接口电路（10-1）和副JTAV接口电路（10-2），所述主JTAV接口电路（10-1）的调试信号输出端与主控制器（3）的调试信号输入端相连，副JTAV接口电路（10-2）的调试信号输出端与副控制器（4）的调试信号输入端相连。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的用于AGV的双冗余控制系统，其特征在于，所述主控制器（3）和副控制器（4）均采用STM32控制器实现。
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