一种多机热备控制方法技术

本发明专利技术涉及多机热备技术领域，尤其涉及一种多机热备控制方法，用于由N个控制器构成的控制系统，各个控制器之间相互数据通信连接，通过各控制器分别判断其控制状态，从而执行相应的步骤，实现在一个控制周期内主控制器与从控制器的切换，使得每一控制周期，有且仅有一个输出接口输出控制指令。本发明专利技术所述控制方法对现有硬件平台改进小，无需增设仲裁模块，系统整体可靠性高，能够实现在一个控制周期内主控制器与从控制器的平滑切换，保证在主从控制器切换时输出的控制指令的连续性。器切换时输出的控制指令的连续性。器切换时输出的控制指令的连续性。

【技术实现步骤摘要】
一种多机热备控制方法


[0001]本专利技术涉及多机热备
，尤其涉及一种多机热备控制方法。

技术介绍

[0002]随着计算机技术的发展，工业控制系统的自动化程度日益提高，同时系统的安全可靠问题也越来越突出。系统在连续长期运行过程中，不可避免地出现故障，为了维护系统高可靠性、高可用性，此必须采取有效的容错方案以确保系统不间断地稳定运行。
[0003]热备技术是控制系统容错的关键技术之一。目前，双机热备技术的研究较为成熟，随着工业控制对系统可靠性的提升，多机热备技术随之产生。
[0004]多机热备技术是对双机热备技术的拓展，常规的多机热备方案需要增设仲裁模块，对多机的主从控制状态进行识别及系统指令输出，但由于硬件模块增加导致系统整体可靠性降低；常规调度逻辑为多机独立计算，对多机的计算结果进行择源或者加权融合输出，但由于多机之间未进行计算过程同步导致长时间计算偏差累计，在主从控制器切换时会出现输出不连续的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提供一种多机热备控制方法。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案予以实现：一种多机热备控制方法，用于由N个控制器构成的控制系统，各个控制器之间相互数据通信连接，其中，N为大于1的自然数，所述控制方法包括以下步骤：步骤S100，由1号至N号依次对各控制器进行编号；步骤S200，各控制器分别判断其当前的控制状态，将一个控制器设定为主控制状态，执行步骤S300；其余的N
‑
1个控制器设定为从控制状态，执行步骤S400；
[0007]步骤S300，当前为主控制状态的控制器在一个控制周期内执行以下步骤：步骤S301，输入接口读取控制参数；步骤S302，控制器运算；步骤S303，重新判断该控制器的控制状态，若该控制器为主控制状态，则向各从控制器的缓存区同步控制器运算结果，执行步骤S304；若该控制器为从控制状态，在本控制周期内不执行其他操作，在下一控制周期执行步骤S400；步骤S304，重新判断该控制器的控制状态，若该控制器为主控制状态，则输出接口输出控制指令，在下一控制周期重新执行步骤S300；若该控制器为从控制状态，在本控制周期内不执行其他操作，在下一控制周期执行步骤S400；
[0008]步骤S400，当前为从控制状态的控制器在一个控制周期内执行以下步骤：步骤S401，自本控制器的缓存区同步其缓存的控制器运算结果；步骤S402，输入接口读取控制参数；步骤S403，控制器运算；步骤S404，重新判断该控制器的控制状态，若该控制器为主控制状态，则输出接口输出控制指令，在下一控制周期重新执行步骤S300；若该控制器为从控制状态，在本控制周期内不执行其他操作，在下一控制周期执行步骤S400。
[0009]优选的，各控制器分别判断其当前的控制状态的步骤包括：步骤S201，1号控制器检测是否本控制器无故障，若是则本控制器设为主控制状态，若否则本控制器设为从控制状态；步骤S202，2号控制器至N号控制器分别检测是否本控制器无故障且依次检测本控制器的前序控制器是否有故障或无心跳，若均为是则本控制器设为主控制状态，否则本控制器设为从控制状态。
[0010]优选的，所述步骤S303中判断相应控制器是否为主控制状态的子步骤如下：检测是否本控制器无故障，若是则本控制器为主控制状态；否则本控制器设为从控制状态。
[0011]优选的，所述步骤S304中判断相应控制器是否为主控制状态的子步骤与所述步骤S404中判断相应控制器是否为主控制状态的子步骤相同，包括：若本控制器为1号控制器，检测是否本控制器无故障，若是则本控制器设为主控制状态；否则本控制器设为从控制状态；若本控制器为2号控制器至N号控制器中的任一控制器，检测是否本控制器无故障且依次检测本控制器的前序控制器是否有故障或无心跳，若均为是则本控制器设为主控制状态；否则本控制器设为从控制状态。
[0012]本专利技术实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：本专利技术所述控制方法对现有硬件平台改进小，无需增设仲裁模块，系统整体可靠性高，可用于双机热备及双机以上的多机热备，具有良好的拓展性；可实现多机热备控制系统的主控制器与从控制器在一个控制周期内的无缝切换；并且由于在每个无主控制器与从控制器切换的控制周期内各主控制器都会向相应的从控制器同步其控制器运算结果作为从控制器在下一控制周期控制器运算的初值，因此在上述情况下各控制器的控制器运算结果不存在计算偏差或者计算偏差极小，从而能够实现在一个控制周期内主控制器与从控制器的平滑切换，保证在主从控制器切换时输出的控制指令的连续性，使得本控制方法对硬件平台兼容性强、通用性广；另外，即使在某一控制周期内主控制器与从控制器发生切换，但是该控制周期的下一控制周期相应的主控制器仍会向从控制器同步运算结果，因此不会累计计算偏差；编号靠前的控制器成为主控制器相较于编号靠后的控制器成为主控制器具有较高的优先级，逻辑清晰、易于实现，在对控制系统的维护过程中，通过监视主控制器序号即可完成对故障控制器的定位，便于管理。
[0013]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0014]图1是本专利技术所述控制方法的时序图。
具体实施方式
[0015]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。以下实施例用于说明本专利技术，但不能用来限制本专利技术的范围。
[0016]在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、
“
下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0017]在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术实施例中的具体含义。
[0018]在本专利技术实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多机热备控制方法，用于由N个控制器构成的控制系统，各个控制器之间相互数据通信连接，其中，N为大于1的自然数，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：步骤S100，由1号至N号依次对各控制器进行编号；步骤S200，各控制器分别判断其当前的控制状态，将一个控制器设定为主控制状态，执行步骤S300；其余的N
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1个控制器设定为从控制状态，执行步骤S400；步骤S300，当前为主控制状态的控制器在一个控制周期内执行以下步骤：步骤S301，输入接口读取控制参数；步骤S302，控制器运算；步骤S303，重新判断该控制器的控制状态，若该控制器为主控制状态，则向各从控制器的缓存区同步控制器运算结果，执行步骤S304；若该控制器为从控制状态，在本控制周期内不执行其他操作，在下一控制周期执行步骤S400；步骤S304，重新判断该控制器的控制状态，若该控制器为主控制状态，则输出接口输出控制指令，在下一控制周期重新执行步骤S300；若该控制器为从控制状态，在本控制周期内不执行其他操作，在下一控制周期执行步骤S400；步骤S400，当前为从控制状态的控制器在一个控制周期内执行以下步骤：步骤S401，自本控制器的缓存区同步其缓存的控制器运算结果；步骤S402，输入接口读取控制参数；步骤S403，控制器运算；步骤S404，重新判断该控制器的控制状态，若该控制器为主控制状态，则输出接口输出控制指令...

【专利技术属性】
技术研发人员：王福，王小东，黄炜，徐凯，李佳川，赵宾，孟令桐，郭颖，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七〇七研究所，
类型：发明
国别省市：