CN213213493U - 一种环网结构双冗余总线式执行机构控制器 - Google Patents
一种环网结构双冗余总线式执行机构控制器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN213213493U CN213213493U CN202022700138.6U CN202022700138U CN213213493U CN 213213493 U CN213213493 U CN 213213493U CN 202022700138 U CN202022700138 U CN 202022700138U CN 213213493 U CN213213493 U CN 213213493U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- data processing
- module
- auxiliary
- processing unit
- central processing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Hardware Redundancy (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种环网结构双冗余总线式执行机构控制器，属于冗余控制技术领域，包括存储器、多组用于接收同一上位机的同一指令信号并进行处理的数据处理模块，多组数据处理模块共用一个存储器，每组所述数据处理模块皆是包括中央处理器、锁存器和通信模块，中央处理器通过通信模块与上位机连接，中央处理器通过锁存器与存储器连接，多组数据处理模块的输出连接相同的负载模组，多组数据处理模块之间通信连接、且能读取彼此状态是否正常，形成闭合环网结构。本实用新型解决了传统执行机构的控制器一旦网络节点故障，便会造成全网瘫痪的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于冗余控制技术领域，具体涉及一种环网结构双冗余总线式控制器。
背景技术
目前工业执行机构采用模拟量和开关量控制，一般工厂会有大量执行机构，每台执行机构都通过信号传输电缆与主控系统连接，由于电缆数量多，存在出现故障时，需要排查的故障点多、不好查询的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种环网结构双冗余总线式控制器，解决了传统执行机构的控制器一旦网络节点故障，便会造成全网瘫痪的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种环网结构双冗余总线式执行机构控制器，包括存储器、多组用于接收同一上位机的同一指令信号并进行处理的数据处理模块，多组数据处理模块共用一个存储器，每组所述数据处理模块皆是包括中央处理器、锁存器和用于传输上位机指令的通信模块，中央处理器通过通信模块与上位机连接，中央处理器通过锁存器与存储器连接，多组数据处理模块的输出连接相同的负载模组，多组数据处理模块之间通信连接、且能读取彼此状态是否正常，形成闭合环网结构；多组数据处理模块之间有优先处理级别，负载模组最先接收优先级高的数据处理模块发送指令信号，最高优先级的数据处理模块处于正常工作状态时，其它数据处理模块不向负载模组发送控制指令。
优选的，所述通信模块采用双工位485通信或CAN总线通信。
优选的，所述数据处理模块为两组，两组数据处理模块分别为主数据处理模块和辅数据处理模块；主数据处理模块包括主中央处理器、主锁存器和主通信模块，辅数据处理模块包括辅中央处理器、辅锁存器和辅通信模块。
优选的，所述主通信模块和辅通信模块皆采用CAN总线通信，所述主通信模块包括主CAN总线芯片，辅通信模块包括辅CAN总线芯片。
优选的，所述主中央处理器和辅中央处理器型号相同，主中央处理器和辅中央处理器皆包括嵌入式ARM控制芯片。
优选的，所述存储器采用双口RAM芯片。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本实用新型全双工冗余式CAN总线芯片，组成冗余环网结构，将网络硬件打造为冗余结构，开发出冗余总线结构模块，只要确保网络链路无连续四点同时断裂，就可保证全网无扰传输，解决了传统执行机构的控制器一个网络节点故障便会造成全网瘫痪的问题。
附图说明
图1为本实用新型的双冗余总线式执行机构控制器的原理框图；
图2为本实用新型中的A/D转换原理图；
图3为本实用新型的双冗余总线式执行机构控制器与上位机、负载模组通信的原理框图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员对本实用新型更好的理解，下面结合具体的实施方式对本实用新型做进一步说明：
如图1-3所示，一种环网结构双冗余总线式执行机构控制器，包括存储器、多组用于接收同一上位机的同一指令并进行处理的数据处理模块，存储器采用双口RAM芯片，多组数据处理模块共用一个存储器，每组数据处理模块皆是包括中央处理器、锁存器和用于传输上位机指令的通信模块，中央处理器通过通信模块与上位机连接，中央处理器通过锁存器与存储器连接，多组数据处理模块的输出连接相同的负载模组，多组数据处理模块之间通信连接、且能读取彼此状态是否正常，形成闭合环网结构；多组数据处理模块之间有优先处理级别，负载模组最先接收优先级高的数据处理模块发送指令信号，最高优先级的数据处理模块处于正常工作状态时，其它数据处理模块不向负载模组发送控制指令。
数据处理模块为两组，两组数据处理模块分别为主数据处理模块和辅数据处理模块；主数据处理模块包括主中央处理器、主锁存器和主通信模块，辅数据处理模块包括辅中央处理器、辅锁存器和辅通信模块。
主中央处理器和辅中央处理器芯片型号相同，主中央处理器和辅中央处理器皆采用ARM嵌入式CPU，其中嵌入式ARM控制芯片采用32位ATMEL ARM高速处理器，72HZ。
上位机与数据处理模块中之间的通信模块可以采用双工位485通信也可以采用CAN总线通信模式。采用ARM控制芯片，全双工冗余式485总线芯片或CAN总线芯片，组成冗余环网结构，将网络硬件打造为冗余结构，开发出冗余总线结构模块。防止网络节点故障造成全网瘫痪，只要确保网络链路无连续四点同时断裂，就可保证全网无扰传输。
本实施例中的主通信模块和辅通信模块皆采用CAN总线通信方式，主通信模块包括主CAN总线芯片，辅通信模块包括辅CAN总线芯片。
具体的，上位机通过主CAN总线芯片与主中央处理器通信连接（形成第一组网络节点），向主中央处理器发送的指令数据，同时，上位机通过主CAN总线芯片与存储器通信连接（形成第二组网络节点），将发送给主中央处理器的指令数据存储至存储器中，存储器通过锁存器与主中央处理器通信连接。同时，上位机通过辅CAN总线芯片与辅中央处理器通信连接（形成第三组网络节点），向辅中央处理器发送的指令数据，同时，上位机通过辅CAN总线芯片与存储器通信连接（形成第四组网络节点），将发送给辅中央处理器的指令数据存储至存储器中，存储器通过锁存器与辅中央处理器通信连接，主中央处理器和辅中央处理器通信连接、且能读取彼此状态是否正常，形成闭合环网结构。
两组数据处理模块之间有优先处理级别，负载模组最先接收优先级高的数据处理模块发送指令信号，最高优先级的数据处理模块处于正常工作状态时，其它数据处理模块不向负载模组发送控制指令。即，上位机分别通过主CAN总线芯片和辅CAN总线芯片向主数据处理模块和辅数据处理模块发送相同的指令，辅处理器能够读取识别主处理器的状态，在主数据处理模块处于正常状态时，辅处理器虽然接收到
工作原理：正常工作时，主CAN总线芯片接收上位机发送的指令信号，经A/D转换模块一处理后发送给主中央处理器，主中央处理器对信号分析处理，并对负载模组发出相应的控制指令，以使负载模组中的相应负载做出相应动作。同时，上位机发送的指令信号经主CAN总线芯片存储在存储器内备用。A/D转换模块一采用16位AD转换芯片，将模拟量信号转换为数字信号，高精度处理，保证信号精度。
同理，辅CAN总线芯片接收上位机发送的指令信号，经A/D转换模块二处理后发送给辅中央处理器，另外，上位机发送的指令信号经主CAN总线芯片存储在存储器内备用，辅中央处理器对信号分析处理，同时根据读取的主中央处理器的工作状态，判断是否对负载模组发出相应的控制指令，以使负载模组中的相应负载做出相应动作。A/D转换模块二和A/D转换模块一原理相同。A/D转换模块二采用16位AD转换芯片，将模拟量信号转换为数字信号，高精度处理，保证信号精度。
具体的比如，当第一网络节点通信出现故障时，主中央处理器则读取存储器中的指令数据进行分析处理，然后对负载模组发出相应的控制指令，以使负载模组中的相应负载做出相应动作。
当第一网络节点、第二网络节点同时出现故障时，辅中央处理器会检测到主中央处理器故障，然后由辅中央处理器根据从辅CAN总线芯片接收上位机发送的指令信号，对负载模组发出相应的控制指令，以使负载模组中的相应负载做出相应动作。
当第一网络节点、第二网络节点、第三网络节点同时出现故障时，辅中央处理器会检测到主中央处理器故障，则辅中央处理器读取通过存储器中的指令数据进行分析处理（通过第四网络节点存储至存储器的数据），然后对负载模组发出相应的控制指令，以使负载模组中的相应负载做出相应动作。
本实用新型全双工冗余式CAN总线芯片，组成冗余环网结构，将网络硬件打造为冗余结构，开发出冗余总线结构模块，只要确保网络链路无连续四点同时断裂（四点指第一网络节点、第二网络节点、第三网络节点、第四网络节点），就可保证全网无扰传输，解决了传统执行机构的控制器一个网络节点故障便会造成全网瘫痪的问题。
本实用新型主要技术创新点在于：对冗余技术、A/D转换技术、ARM嵌入式CPU模块、环网闭合结构的合理设计利用，组成冗余环网结构的总线式执行机构控制器，解决了传统执行机构的控制器一个网络节点故障便会造成全网瘫痪的问题，采用本实用新型技术方案，只要确保网络链路无连续四点（同时断裂，就可保证全网无扰传输四点指第一网络节点、第二网络节点、第三网络节点、第四网络节点）。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种环网结构双冗余总线式执行机构控制器，其特征在于：包括存储器、多组用于接收同一上位机的同一指令信号并进行处理的数据处理模块，多组数据处理模块共用一个存储器，每组所述数据处理模块皆是包括中央处理器、锁存器和用于传输上位机指令的通信模块，中央处理器通过通信模块与上位机连接，中央处理器通过锁存器与存储器连接，多组数据处理模块的输出连接相同的负载模组，多组数据处理模块之间通信连接、且能读取彼此状态是否正常，形成闭合环网结构；多组数据处理模块之间有优先处理级别，负载模组最先接收优先级高的数据处理模块发送指令信号，最高优先级的数据处理模块处于正常工作状态时，其它数据处理模块不向负载模组发送控制指令。
2.根据权利要求1所述的环网结构双冗余总线式执行机构控制器，其特征在于：所述通信模块采用双工位485通信或CAN总线通信。
3.根据权利要求2所述的环网结构双冗余总线式执行机构控制器，其特征在于：所述数据处理模块为两组，两组数据处理模块分别为主数据处理模块和辅数据处理模块；主数据处理模块包括主中央处理器、主锁存器和主通信模块，辅数据处理模块包括辅中央处理器、辅锁存器和辅通信模块。
4.根据权利要求3所述的环网结构双冗余总线式执行机构控制器，其特征在于：所述主通信模块和辅通信模块皆采用CAN总线通信，所述主通信模块包括主CAN总线芯片，辅通信模块包括辅CAN总线芯片。
5.根据权利要求4所述的环网结构双冗余总线式执行机构控制器，其特征在于：所述主中央处理器和辅中央处理器型号相同，主中央处理器和辅中央处理器皆包括嵌入式ARM控制芯片。
6.根据权利要求5所述的环网结构双冗余总线式执行机构控制器，其特征在于：所述存储器采用双口RAM芯片。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202022700138.6U CN213213493U (zh) | 2020-11-20 | 2020-11-20 | 一种环网结构双冗余总线式执行机构控制器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202022700138.6U CN213213493U (zh) | 2020-11-20 | 2020-11-20 | 一种环网结构双冗余总线式执行机构控制器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN213213493U true CN213213493U (zh) | 2021-05-14 |
Family
ID=75828243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202022700138.6U Active CN213213493U (zh) | 2020-11-20 | 2020-11-20 | 一种环网结构双冗余总线式执行机构控制器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN213213493U (zh) |
-
2020
- 2020-11-20 CN CN202022700138.6U patent/CN213213493U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103455005B (zh) | 一种控制器冗余及切换方法 | |
| CN101710376B (zh) | 安全计算机3取2表决方法硬件平台 | |
| CN102866690B (zh) | 分散控制系统中冗余过程控制站之间冗余切换方法 | |
| CN101710737A (zh) | 母线智能控制系统 | |
| CN103139060A (zh) | 基于双dsp的高容错性can总线数字网关 | |
| CN103544087B (zh) | 一种锁步的处理器总线监控方法与计算机 | |
| CN107992027B (zh) | 一种dcs冗余通信模块切换方法 | |
| CN101873262A (zh) | 工业光纤以太网交换机 | |
| CN202421854U (zh) | 用于dcs系统的三重冗余开关量输出模块 | |
| CN213213493U (zh) | 一种环网结构双冗余总线式执行机构控制器 | |
| CN109684257B (zh) | 一种远程内存扩展管理系统 | |
| CN103034220A (zh) | 一种发电厂一体化控制器 | |
| CN1753407A (zh) | 一种通信适配器 | |
| CN110247809B (zh) | 双环网控制系统的通信控制方法 | |
| CN101464686A (zh) | 一种基于cpci总线的嵌入式子站 | |
| CN102324126A (zh) | 门禁控制器及环形门禁系统 | |
| CN203392646U (zh) | 一种基于现场总线的远程电梯监控系统 | |
| CN114615106B (zh) | 环形数据处理系统、方法以及网络设备 | |
| CN217767435U (zh) | 一种Profibus总线双通道冗余通信模块 | |
| CN113194048B (zh) | 一种动态切换cpu与gpu拓扑的装置及使用方法 | |
| CN113609039A (zh) | 一种边缘控制器主板、边缘控制器及数据处理方法 | |
| CN210442679U (zh) | 一种基于plc和数据总线技术的风闸控制系统 | |
| CN208971553U (zh) | 基于点对点的通讯网络系统 | |
| CN203350704U (zh) | 用于核电站二回路凝结水精处理公用系统的通讯控制系统 | |
| CN2640135Y (zh) | 连接高速以太网与hart总线的网络互联单元 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |