分布式控制系统时钟信号检测切换方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种分布式控制系统时钟信号检测切换方法及系统。使用同步时钟通信的分布式控制系统存在二级计算机不能自主选择工作状态和故障状态预测的问题。本系统系统中，一级计算机接入一级时钟信号分路模块，一级时钟信号分路模块分路分别接入二级计算机和时钟信号切换模块；二级计算机和内时钟信号产生模块均接入时钟信号切换模块，时钟信号切换模块接入二级时钟信号分路模块；二级时钟信号分路模块分路分别接入二级计算机和三级计算机。本方法采用外时钟自动检测与内外时钟切换策略，控制和启动灵活性更高，可以选择启动部分二级计算机，把一级计算机的部分控制功能下放，实现多样控制，节省操作时间，提升操作效率。提升操作效率。提升操作效率。

【技术实现步骤摘要】
分布式控制系统时钟信号检测切换方法及系统


[0001]本专利技术涉及计算机控制
，具体涉及一种分布式控制系统时钟信号检测切换方法及系统。

技术介绍

[0002]分布式控制系统(Distributed Control System，DCS)一般分三层：过程控制层(三级)、生产监控层(二级)和集中管理层(一级)。处于底层的过程控制层一般由分散的现场控制站、数据采集站等就地实现数据采集和控制，并通过数据通信网络传送到生产监控层计算机。生产监控层对来自过程控制层的数据进行集中操作管理，如各种优化计算、统计报表、故障诊断、显示报警等。随着计算机技术的发展，DCS可以按照需要与更高性能的计算机设备通过网络连接来实现更高级的集中管理功能，如计划调度、仓储管理、能源管理等。其中过程控制层采用微处理器分别控制各个回路，而用中小型工业控制计算机或高性能的微处理机实施上一级的控制。各回路之间和上下级之间通过高速数据通道交换信息。某些场合，上下级计算机高速即时通信需要同步时钟保证数据快速发送与接收。但在某些特殊情况下，生产监控层计算机即二级计算机应具备产生时钟信号并利用内时钟启动的能力，可自启动并独立运行。如果有更多层级的系统，介于中间的各层级计算机均可能有自启动独立工作的需求。
[0003]如果生产监控层计算机即二级计算机不具备产生内时钟并利用内时钟启动的能力，而只具有依靠外时钟启动的能力，则每次启动工作均需要开启集中管理层计算机即一级计算机，而实际某些场合只需要二级计算机启动则可以完成相关的工作，无需开启一级计算机，甚至某些特定场合先开启二级计算机非常有必有，比如军事领域，部分系统在实际使用过程中先开启二级计算机有利用节省操作时间，提升操作效率。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种分布式控制系统时钟信号检测切换方法及系统，以解决目前使用同步时钟通信的分布式控制系统中，生产监控层计算机即二级计算机无法自启动并独立工作的问题。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0006]分布式控制系统时钟信号检测切换系统，包括一级计算机、二级计算机和三级计算机，所述系统还包括一级时钟信号分路模块、时钟信号切换模块、内时钟信号产生模块和二级时钟信号分路模块；
[0007]所述一级计算机接入所述一级时钟信号分路模块，所述一级时钟信号分路模块分路分别接入所述二级计算机和所述时钟信号切换模块；
[0008]所述二级计算机和所述内时钟信号产生模块均接入所述时钟信号切换模块，所述时钟信号切换模块接入所述二级时钟信号分路模块；
[0009]所述二级时钟信号分路模块分路分别接入所述二级计算机和所述三级计算机。
[0010]进一步地，所述系统还包括时钟信号调理模块和检测信号驱动模块，所述时钟信号调理模块和所述检测信号驱动模块设置在所述一级时钟信号分路模块和所述二级计算机之间；
[0011]所述一级时钟信号分路模块接入所述时钟信号调理模块，进而通过所述检测信号驱动模块接入所述二级计算机。
[0012]进一步地，所述系统还包括切换控制信号驱动模块，所述切换控制信号驱动模块设置在所述二级计算机和所述时钟信号切换模块之间；
[0013]所述二级计算机接入所述切换控制信号驱动模块，进而接入所述时钟信号切换模块。
[0014]另一方面，提供分布式控制系统时钟信号检测切换方法，所述方法包括：
[0015]一级计算机产生外时钟信号并在一级计算机工作时保持信号输出；
[0016]于二级计算机设置内时钟信号产生模块，内时钟信号产生模块产生内时钟信号并在二级计算机工作时保持信号输出；
[0017]全状态模式下，二级计算机依靠内时钟信号启动并持续检测外时钟信号；检测到外时钟信号时接收外时钟信号并使用外时钟工作且停止外时钟信号检测，若连续3拍通信出错，则恢复对外时钟信号的检测；未检测到外时钟信号时接收内时钟信号并使用内时钟工作且保持对外时钟信号的检测；
[0018]自检状态下，二级计算机不检测外时钟信号，二级计算机接收内时钟信号并使用内时钟工作。
[0019]进一步地，内时钟信号产生模块是与一级计算机的外时钟电路一致的时钟产生电路，或使用技术指标与一级计算机的外时钟时钟信号一致的时钟信号产生电路。
[0020]进一步地，二级计算机持续检测外时钟信号，包括：
[0021]一级计算机产生的外时钟信号发送至时钟信号调理模块，进而通过检测信号驱动模块发送至二级计算机。
[0022]进一步地，二级计算机未检测到外时钟信号时接收内时钟信号并使用内时钟工作，包括：
[0023]于一级计算机设置一级时钟信号分路模块，于二级计算机设置时钟信号切换模块；
[0024]一级计算机产生的外时钟信号发送至一级时钟信号分路模块，经一级时钟信号分路模块分路输出，一路输出到时钟信号调理模块，另一路输出到时钟信号切换模块；
[0025]时钟信号切换模块的默认状态为接收一级计算机产生的外时钟信号，并发送至二级计算机和三级计算机；
[0026]二级计算机未检测到外时钟信号时，则向时钟信号切换模块发送切换控制信号，时钟信号切换模块根据切换控制信号，切换为接收内时钟信号产生模块产生的内时钟信号，并使用内时钟工作。
[0027]进一步地，二级计算机未检测到外时钟信号时，则向时钟信号切换模块发送切换控制信号，包括：
[0028]于二级计算机设置切换控制信号驱动模块，二级计算机发出的切换控制信号经切换控制信号驱动模块放大后发送至时钟信号切换模块。
[0029]进一步地，所述方法还包括：
[0030]切换期间，二级计算机停止检测外时钟信号，二级计算机与三级计算机的通信暂时全部中断，在1个通信周期后恢复。
[0031]进一步地，所述方法还包括：
[0032]于二级计算机设置二级时钟信号分路模块，时钟信号切换模块将接收到的外时钟信号或内时钟信号分路，一路发送至二级计算机，另一路发送至三级计算机。
[0033]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0034]本方法可实现分布式控制系统的时钟信号检测切换、系统状态保持和故障状态预测，与目前使用的分布式控制系统相比，二级计算机使用外时钟自动检测与内外时钟切换的方式后，比不使用内时钟的分布式控制系统具有更高的控制灵活性和更大的启动灵活性，可以选择启动部分二级计算机及其控制的下级计算机，可以把一级计算机的部分控制功能授权到二级计算机，在部分系统启动或者全系统启动的条件下可以使用二级计算机代替一级计算机实现部分控制职能。用户可以选择更合适的启动规模，实现更多样的控制，节省操作时间，提升操作效率。
附图说明
[0035]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.分布式控制系统时钟信号检测切换系统，包括一级计算机、二级计算机和三级计算机，其特征在于：所述系统还包括一级时钟信号分路模块、时钟信号切换模块、内时钟信号产生模块和二级时钟信号分路模块；所述一级计算机接入所述一级时钟信号分路模块，所述一级时钟信号分路模块分路分别接入所述二级计算机和所述时钟信号切换模块；所述二级计算机和所述内时钟信号产生模块均接入所述时钟信号切换模块，所述时钟信号切换模块接入所述二级时钟信号分路模块；所述二级时钟信号分路模块分路分别接入所述二级计算机和所述三级计算机。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述系统还包括时钟信号调理模块和检测信号驱动模块，所述时钟信号调理模块和所述检测信号驱动模块设置在所述一级时钟信号分路模块和所述二级计算机之间；所述一级时钟信号分路模块接入所述时钟信号调理模块，进而通过所述检测信号驱动模块接入所述二级计算机。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述系统还包括切换控制信号驱动模块，所述切换控制信号驱动模块设置在所述二级计算机和所述时钟信号切换模块之间；所述二级计算机接入所述切换控制信号驱动模块，进而接入所述时钟信号切换模块。4.分布式控制系统时钟信号检测切换方法，其特征在于：所述方法包括：一级计算机产生外时钟信号并在一级计算机工作时保持信号输出；于二级计算机设置内时钟信号产生模块，内时钟信号产生模块产生内时钟信号并在二级计算机工作时保持信号输出；全状态模式下，二级计算机依靠内时钟信号启动并持续检测外时钟信号；检测到外时钟信号时接收外时钟信号并使用外时钟工作且停止外时钟信号检测，若连续3拍通信出错，则恢复对外时钟信号的检测；未检测到外时钟信号时接收内时钟信号并使用内时钟工作且保持对外时钟信号的检测；自检状态下，二级计算机不检测外时钟信号，二级计算机接收内时钟信号并使用内时钟...

【专利技术属性】
技术研发人员：时建明，刘俊杰，冯刚，刘强，刘少伟，舒涛，王学智，郭安新，蔡博林，刘黄桀，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军工程大学，
类型：发明
国别省市：