高可用性工业自动化控制器以及操作该控制器的方法技术

技术编号:23703626 阅读:33 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控制器以及操作该控制器的方法。公开了一种在高可用性工业自动化系统中使用的高可用性工业自动化控制器。该控制器包括能够由处理器执行以进行以下操作的指令:接收工业自动化系统中关于丢失冗余的信息;在接收到所述信息时,分别改变与第一任务和第二任务相关联的第一冗余状态和第二冗余状态;执行第一任务和第二任务。执行第一任务/第二任务可以包括:识别第一冗余状态/第二冗余状态已经被改变;响应于第一冗余状态/第二冗余状态被改变,修改第一任务/第二任务的操作;以及重新设置第一冗余状态/第二冗余状态。还公开了一种操作该工业自动化控制器的方法。

High availability industrial automation controller and its operation method

【技术实现步骤摘要】
高可用性工业自动化控制器以及操作该控制器的方法
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主要工业自动化控制器和次要工业自动化控制器的高可用性工业自动化系统。
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。优化工业控制器的处理器和操作系统来实时控制和执行语言,以允许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/或监视工业控制器的用户接口。示例用户接口可以包括具有键盘、鼠标和显示器的本地连接的终端。工业控制器可以用于高可用性(HA)工业系统。高可用性是指在期望的长时间内连续操作的系统或部件。在许多HA系统应用中,对系统而言,在单个故障发生之后保持控制是不够的。当HA状态改变时,用户经常需要改变系统操作。这可能包括进行受控关闭或进行某种其他形式的缩减功能。在用户应用的每个阶段期间监视HA状态的开销是系统性能的负担。此外,要求代码在应用代码的每个阶段中监视HA状态可能容易导致在某些阶段期间错误地忽略监视。
技术实现思路
本文中公开了一种用于高可用性工业系统的改进的工业自动化控制器。工业自动化控制器包括执行许多任务例如事件任务、周期性任务和连续任务的程序。在实施方式中,每个任务包括在冗余状态改变之后在下一程序扫描的开始处设置并且仅为一个扫描保持设置的一个或更多个比特。在没有持续监视状态的负担的情况下,包含用于冗余状态改变的(一个或多个)比特提供了程序对HA状态下的改变作出反应的方法。在附加的实施方式中,程序可以包括在冗余状态已经改变之后才被执行的事件任务。在一个实施方式中,本专利技术提供了HA工业自动化控制器。控制器包括非暂态存储介质,该非暂态存储介质被配置成存储多个指令并且存储多个任务。所述多个任务包括具有第一冗余状态的第一任务和具有第二冗余状态的第二任务。处理器与非暂态存储介质进行通信。处理器操作成:执行所述多个指令以接收与工业自动化系统中的丢失冗余有关的信息;在接收到该信息时,改变第一冗余状态;在接收到该信息时,改变第二冗余状态;执行第一任务并且执行第二任务。执行第一任务包括:识别第一冗余状态已改变并且重新设置第一冗余状态。执行第一任务还可以包括:基于第一冗余状态被改变来修改第一任务以及/或者基于第一冗余状态被改变来执行第三事件任务。在另一实施方式中,本专利技术提供了一种操作工业自动化控制器的方法。该方法包括:接收工业自动化系统中关于丢失冗余的信息;在接收到该信息时,改变与第一任务相关联的第一冗余状态;在接收到该信息时,改变与第二任务相关联的第二冗余状态;以及执行第一任务。执行第一任务包括:识别第一冗余状态已改变并且重新设置第一冗余状态。执行第一任务还可以包括:基于第一冗余状态被改变来修改第一任务以及/或者基于第一冗余状态被改变来执行第三事件任务。该方法还可以包括执行第二任务,执行第二任务包括:识别第二冗余状态已改变并且重新设置第二冗余状态。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以及特征将变得明显。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;图4是示出具有连续任务、周期性任务和事件任务的程序的图;图5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;以及图6是示出具有连续任务、周期性任务和事件任务的另一程序的图。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。具体实施方式参照在以下描述中详细描述的非限制性实施方式,更全面地解释本文中公开的主题的各种特征和有利细节。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,在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。在一些实施方式中,专用高速连接(如虚线37所示)可以将第一工业自动化控制器10的冗余模块与第二工业自动化控制器15耦接。这样布置的示例在美国专利第5,777,874号中被公开,其内容通过引用并入本文中。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。还应该设想到,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90。接口线缆80将第一远程机架85连接至第二远程机架90。应当设想到,网络线缆65至80可以是被配置成经由专有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种操作工业自动化控制器的方法,所述方法包括:/n接收工业自动化系统中关于丢失冗余的信息;/n在接收到所述信息时,改变与第一任务相关联的第一冗余状态;/n在接收到所述信息时,改变与第二任务相关联的第二冗余状态;/n执行所述第一任务,包括:/n识别所述第一冗余状态已改变,并且/n重新设置所述第一冗余状态;执行所述第二任务,包括:/n识别所述第二冗余状态已改变,并且/n重新设置所述第二冗余状态。/n

【技术特征摘要】
20180928 US 16/145,6291.一种操作工业自动化控制器的方法,所述方法包括:
接收工业自动化系统中关于丢失冗余的信息;
在接收到所述信息时,改变与第一任务相关联的第一冗余状态;
在接收到所述信息时,改变与第二任务相关联的第二冗余状态;
执行所述第一任务,包括:
识别所述第一冗余状态已改变,并且
重新设置所述第一冗余状态;执行所述第二任务,包括:
识别所述第二冗余状态已改变,并且
重新设置所述第二冗余状态。


2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述关于丢失冗余的信息选自由以下组成的组:从主要工业控制器到次要工业控制器的切换,合格的次要工业控制器丢失,扫描主要工业控制器而没有次要工业控制器,以及扫描主要工业控制器而具有不合格的次要工业控制器。


3.根据权利要求1所述的方法,还包括:
接收所述工业自动化系统中关于返回的冗余的第二信息;
在接收到所述第二信息时,改变与所述第一任务相关联的所述第一冗余状态;
在接收到所述第二信息时,改变与所述第二任务相关联的所述第二冗余状态;
再次执行所述第一任务,包括:
识别所述第一冗余状态已改变,并且
重新设置所述第一冗余状态;再次执行所述第二任务,包括:
识别所述第二冗余状态已改变,并且
重新设置所述第二冗余状态。


4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述关于返回的冗余的第二信息包括:识别连接至所述工业自动化控制器的合格的次要工业自动化控制器。


5.根据权利要求1所述的方法,其中,在完成所述第一任务时,发生重新设置所述第一冗余状态;并且在完成所述第二任务时,发生重新设置所述第二冗余状态。


6.根据权利要求1所述的方法,其中,执行所述第一任务包括:基于所述第一冗余状态被改变来修改所述第一任务。


7.根据权利要求1所述的方法,其中,执行所述第一任务包括:基于所述第一冗余状态被改变来执行第三任务,所述第三任务是基于所述第一冗余状态被改变才执行的事件任务。


8.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第一冗余状态是冗余比特。


9.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第一冗余状态包括多个冗余比特。


10.根据权利要求1所述的方法,其中,所述工业自动化控制器包括多个任务,所述多个任务包括所述第一任务和所述第二任务。


11.一种高可用性工业自动化控制器,所述控制器包括:
非暂态存储介质,其被配置成存储多个指令并且存储多个...

【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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