高可用性工业自动化系统及通过该系统传送信息的方法技术方案

技术编号:23703623 阅读:17 留言:0更新日期:2020-04-08 10:55
本申请提供了一种高可用性工业自动化系统及通过该系统传送信息的方法。公开了一种高可用性工业自动化系统。该系统具有主要工业自动化控制器、次要工业自动化控制器以及连接至主要工业自动化控制器和次要工业自动化控制器的通信网络。主要工业自动化控制器包括处理器和存储器,所述存储器被配置成存储多个指令、多个自动化任务、输入/输出(I/O)数据和内部存储数据。处理器被操作成执行所述多个指令以将信息从主要工业自动化控制器交叉加载到次要工业自动化控制器。交叉加载的信息可以少于能够被交叉加载的最大量的可传送信息。还公开了通过高可用性工业自动化系统进行通信的方法。

High availability industrial automation system and the method of transmitting information through it

【技术实现步骤摘要】
高可用性工业自动化系统及通过该系统传送信息的方法
本文中公开的主题涉及工业自动化系统。更具体地,本文中公开的主题涉及具有备用能力的工业自动化系统。
技术介绍
如本领域技术人员所知,工业控制器是用于控制工业过程或机械的专用电子计算机系统。示例工业控制器是在工厂环境中使用的可编程逻辑控制器(PLC)。工业控制器在许多方面与常规计算机不同。物理上,工业控制器被构造成对冲击和损坏实际上更坚固并且更好地抵御外部污染物和极端环境条件。工业控制器的处理器和操作系统允许实时控制和执行语言,以便随时定制程序以适合各种不同的控制器应用。工业控制器可以具有用于访问、控制和监视工业控制器的用户接口。在高可用性(HA)工业控制系统中,对工业控制器来说,在单个故障发生之后保持控制可能是不够的。当HA状态已经改变时,用户经常需要改变系统操作。这可能包括进行受控关闭或转到某种其他形式的功能。已知某些HA工业控制系统包括数据交叉加载系统,用于具有主要工业控制器和次要(或“备用”)工业控制器的工业控制系统。每个工业控制器具有冗余硬件部件,并且具有与这些部件相关联的数据结构。此外,已知的HA工业控制系统具有将主要工业控制器与次要工业控制器连接的专用高速数据链路。当故障发生时,高速数据链路允许从主要工业控制器到次要工业控制器的快速且“无扰动”的控制转移。高速数据链路快速地将数据结构从主要工业控制器交叉加载到次要工业控制器。美国专利第5,777,874号——其内容通过引用并入本文中——提供了无扰动系统的示例,该无扰动系统在主要工业控制器与次要工业控制器之间具有专用高速数据链路。然而,尚未遇见不产生各种缺点的这样的无扰动系统。例如美国专利第5,777,874号中所公开的完全同步的HA工业控制系统需要在两个控制器之间递送大量数据。这导致需要装置之间的专用高速链路、附加的部件成本、附加的处理能力以及更大的板上空间(boardreal-estate)。
技术实现思路
需要一种功能比已知的HA工业控制系统更少的HA工业控制系统。在HA工业控制系统不需要完全同步和高速性能的地方存在应用。因此,在不需要专用高速链路的情况下,本专利技术的实施方式提供了一种HA工业控制系统。移除专用高速数据链路和相关模块有助于降低改进的HA系统的成本。另外地和可替选地,本专利技术的实施方式提供具有有限的程序和数据同步作为选项的HA工业控制系统。较低级别的同步允许用户将HA特征配置成对特征与性能进行权衡。本专利技术的实施方式允许用户配置在没有程序或数据同步的情况下将提供可接受水平的连续控制的系统。在一个实施方式中,本专利技术提供了一种将信息从高可用性网络的第一工业自动化控制器传送至第二工业自动化控制器的方法。该方法包括:接收指示交叉加载小于第一工业自动化控制器与第二工业自动化控制器之间的完全同步的信号;基于所接收的信号限制第一工业自动化控制器与第二工业自动化控制器之间的同步;以及将信息从第一工业自动化控制器交叉加载到第二工业自动化控制器。交叉加载的信息少于能够被交叉加载的最大量的可传送信息。在另一实施方式中,本专利技术提供了一种高可用性工业自动化系统,该高可用性工业自动化系统具有主要工业自动化控制器、次要(或备用)工业自动化控制器、以及连接至主要工业自动化控制器和次要工业自动化控制器的通信网络。主要工业自动化控制器包括处理器和非暂态存储介质,所述非暂态存储介质被配置成存储多个指令、多个自动化任务、输入/输出(I/O)数据和内部存储数据。处理器被操作成执行多个指令以:接收指示交叉加载小于主要工业自动化控制器与次要工业自动化控制器之间的完全同步的信号;基于所接收的信号限制主要工业自动化控制器与次要工业自动化控制器之间的同步;以及将信息从主要工业自动化控制器交叉加载到次要工业自动化控制器。交叉加载的信息少于能够被交叉加载的最大量的可传送信息。对于本领域技术人员而言,根据详细描述和附图,本专利技术的这些和其他优点及特征将变得明显。然而,应当理解,尽管指示本专利技术的优选实施方式的详细描述和附图通过说明的方式给出,但是并不进行限制。在不脱离本专利技术的精神的情况下,可以在本专利技术的范围内进行许多改变和修改,并且本专利技术包括所有这样的修改。附图说明在附图中示出了本文中公开的主题的各种示例性实施方式,在附图中:图1是示出根据本专利技术的一个实施方式的高可用性工业自动化系统的框图;图2是更详细地示出图1的示例性工业自动化系统的一些方面的框图;图3是示出根据本专利技术的另一实施方式的高可用性工业自动化系统的框图;以及图4是示出工业自动化控制器的系统控制器的一个实施方式的处理器和存储器布置的框图。具体实施方式在描述附图中示出的本专利技术的各种实施方式时,为了清楚起见,将采用特定的术语。然而,本专利技术不旨在被限制于如此选择的特定术语,并且应当理解,每个特定术语包括以类似方式操作以实现类似目的的全部技术等同物。例如,经常使用词语“连接”、“附接”或与之类似的术语。它们不限于直接连接,而是包括通过其它元件进行的连接,而这样的连接被本领域技术人员认为是等同的。参照图1,工业自动化系统5包括第一(或主要)工业自动化控制器10和第二(或次要)工业自动化控制器15。如所示出的,第一工业自动化控制器10和第二工业自动化控制器15是模块化的并且可以由在机架或轨道(由虚线18表示)上连接在一起的许多不同模块组成。可以添加附加模块或移除现有模块,并且重新配置第一工业自动化控制器10和第二工业自动化控制器15以适应新配置。在所示的示例性工业自动化系统5中,第一工业自动化控制器10和第二工业自动化控制器15都包括电源模块20、控制器模块25和网络模块30。工业自动化控制器10和15中的每一个还被示出具有可以根据控制器要求选择的附加模块35。示例附加模块是模拟或数字输入或输出模块,本文中通常将其称为I/O模块。另一示例附加模块是冗余模块,其用于维护第一工业自动化控制器10与第二工业自动化控制器15之间的冗余信息。其他示例性附加模块包括附加控制器模块或附加网络模块。示出了连接至工业自动化系统5的操作员接口40。操作员接口40可以包括处理部45、输入装置50和输出装置55。输入装置50可以包括但不限于键盘、触摸板、鼠标、轨迹球或触摸屏。输出装置55可以包括但不限于显示器、扬声器或打印机。应当设想到,操作员接口40的每个部件可以合并到单个单元例如工业计算机、膝上型计算机或平板计算机中。还应当设想到,可以围绕工业自动化系统5分布多个操作员接口。操作员接口40可以用于显示受控机器或过程的操作参数和/或条件;接收来自操作员的命令;或者改变和/或加载控制程序或配置参数。接口线缆60将操作员接口40连接至第一工业自动化控制器10。第一工业自动化控制器10和第二工业自动化控制器15根据应用要求通过网络62连接至其他装置。接口线缆65连接控制器10和控制器15的网络模块30。接口线缆70将第一工业控制器连接至第一远程机架85。接口线缆75将第二工业控制器连接至第二远程机架本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种将信息从高可用性网络的第一工业自动化控制器传送至第二工业自动化控制器的方法,所述方法包括:/n接收指示交叉加载小于所述第一工业自动化控制器与所述第二工业自动化控制器之间的完全同步的信号;/n基于所接收的信号限制所述第一工业自动化控制器与所述第二工业自动化控制器之间的同步;以及/n将信息从所述第一工业自动化控制器交叉加载到所述第二工业自动化控制器,所述交叉加载的信息少于能够被交叉加载的最大量的可传送信息。/n

【技术特征摘要】
20180928 US 16/145,6971.一种将信息从高可用性网络的第一工业自动化控制器传送至第二工业自动化控制器的方法,所述方法包括:
接收指示交叉加载小于所述第一工业自动化控制器与所述第二工业自动化控制器之间的完全同步的信号;
基于所接收的信号限制所述第一工业自动化控制器与所述第二工业自动化控制器之间的同步;以及
将信息从所述第一工业自动化控制器交叉加载到所述第二工业自动化控制器,所述交叉加载的信息少于能够被交叉加载的最大量的可传送信息。


2.根据权利要求1所述的方法,其中,能够被交叉加载的最大量的可传送信息包括程序同步信息和输入/输出I/O同步信息。


3.根据权利要求2所述的方法,其中,所述程序同步信息包括工业自动化任务。


4.根据权利要求2所述的方法,其中,所述输入/输出同步信息包括输入/输出数据以支持工业自动化任务。


5.根据权利要求1所述的方法,其中,接收指示交叉加载小于完全同步的信号包括:接收指示不交叉加载程序同步信息的信号,
其中,限制所述第一工业自动化控制器与所述第二工业自动化控制器之间的同步包括:限制所述第一工业自动化控制器与所述第二工业自动化控制器之间的程序同步信息,并且
其中,将所述信息从所述第一工业自动化控制器交叉加载到所述第二工业自动化控制器包括:将输入/输出同步信息从所述第一工业自动化控制器交叉加载到所述第二工业自动化控制器。


6.根据权利要求1所述的方法,其中,接收指示交叉加载小于完全同步的信号包括:接收指示不交叉加载输入/输出同步信息的信号,
其中,限制所述第一工业自动化控制器与所述第二工业自动化控制器之间的同步包括:限制所述第一工业自动化控制器与所述第二工业自动化控制器之间的输入/输出同步信息,并且
其中,将所述信息从所述第一工业自动化控制器交叉加载到所述第二工业自动化控制器包括:将程序同步信息从所述第一工业自动化控制器交叉加载到所述第二工业自动化控制器。


7.一种高可用性工业自动化系统,所述系统包括:
主要工业自动化控制器,其包括第一处理器和第一非暂态存储介质,所述第一非暂态存储介质被配置成存储第一多个指令、第一多个自动化任务以及第一输入/输出数据;
次要工业自动化控制器,其包括第二处理器和第二非暂态存储介质,所述第二非暂态存储介质被配置成存储第二多个指令、第二多个自动化任务以及第二输入/输出数据;
通信网络,其连接至所述主要工业自动化控制器和所述次要工业自动化控制器;并且
其中,所述第一处理器被操作成执行所述第一多个指令以:
接收指示交叉加载小于所述主要工业自动化控制器与所述次要工业自动化控制器之间的完全同步的信号,
基于所接收的信号限制所述主要工业自动化控制器与所述次要工业自动化控制器之间的同步,以及
将信息从所述主要工业自动化控制器交叉加载到所述次要工业自动化控制器,所述交叉加载的信息少于能够被交叉加载的最大量的可传送信息。


8.根据权利要求7所述的高可用性工业自动化系统,其中,接收指示交叉加载小于完全同步的信号包括:所述第一处理器被操作成执行所述第一多个指令,以接收指示不交叉加载程序同步信息的信号,
其中,限制所述主要工业自动化控制器与所述次要工业自动化控制器之间的同步包括:所述第一处理器被操作成执行所述第一多个指令,以限制所述主要工业自动化控制器与所述次要工业自动化控制器之间的自动化任务,并且
其中,将所述信息从所述主要工业自动化控制器交叉加载到所述次要工业自动化控制器包括:所述第一处理器被操作成执行所述第一多个指令,以将输入/输出数据从所述主要工业自动化控制器交叉加载到所述次要工业自动化控制器。


9.根据权利要求7所述的高可用性工业自动化系统,其中,接收指示交叉加载小于完全同步的信号包括:所述第一处理器被操作成执行所述第一多个指令,以接收指示不交叉加载输入/输出同步信息的信号,
其中,限制所述主要工业自动化控制器与所述次要工业自动化控制器之间的同步包括:所述第一处理器被操作成执行所述第一多个指令,以限制所述主要工业自动化控制器与所述次要工业自动化控制器之间的输入/输出数据,并且
其中,将所述信息从所述主要工业自动化控制器交叉加载到所述次要工业自动化控制器包括:所述第一处理器被操作成执行...

【专利技术属性】
技术研发人员:马克·A·夫拉德
申请(专利权)人:罗克韦尔自动化技术公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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