本发明专利技术公开了一种冗余备份控制系统，包括管理级设备、过程级设备和现场级设备，所述管理级设备经由所述过程级设备向现场级设备发送指令，以及所述现场级设备经由过程级设备向所述管理级设备发送现场级设备从现场采集的现场信息；其中所述管理级设备、过程级设备和现场级设备均为冗余配置。本发明专利技术可以在任何环节出现故障的情况下，在２秒钟内启动备份系统，以确保控制系统的可靠性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种冗余备份技术，特别涉及一种大型运动会开闭幕式地面 设备控制系统的冗余备份控制系统。
技术介绍
传统的机械设备控制系统的冗余备份技术一般采用关键核心部件的备份，如CPU、部分执行元件。在重要场合往往加上手动装置作为备份手段。对于大型运动会，特别是奧运会的开闭幕式这样的全世界瞩目的重要场 所，由于不能采用手段备份，因此需要采用一种完全自动化的绝对可靠的 冗余备份控制系统，以确保开闭幕式的成功。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种适合于大型运动会开闭幕式地面设备的冗余 备份控制系统，以便在没有手动备份的情况下，确保控制系统进行可靠的 控制。根据本专利技术的第一方面，本专利技术的冗余备份控制系统包括管理级设备、 过程级设备和现场级设备，所述管理级设备经由所述过程级设备向现场级 设备发送指令，以及所述现场级设备经由过程级设备向所述管理级设备发送现场级设备从现场采集的现场信息；其中所述管理级设备、过程级设备 和现场级设备均为冗余配置。根据本专利技术的第二方面，本专利技术的冗余备份控制系统，包括管理级设 备、过程级设备和现场级设备，所述管理级设备经由所述过程级设备向现 场级设备发送指令，以及所述现场级设备经由过程级设备向所述管理级设 备发送现场级设备从现场采集的现场信息；5其中所述管理级设备具有对整个系统进行控制、操作和检测的控制台和备用控制台；其中所述过程级设备具有控制单元和备用控制单元，用于分别接收所 述控制台或备用控制台的指令，并将其发送给现场级设备；其中所述现场级设备具有现场装置和备用现场装置，用于根据来自所 述控制单元或备用控制单元的指令执行相应操作。根据本专利技术第三方面，本专利技术的冗余备份控制系统包括管理级设备、 过程级设备和多个现场级设备，所述管理级设备经由所述过程级设备向多 个现场级设备发送指令，以及所述多个现场级设备经由过程级设备向所述 管理级设备发送现场级设备从现场采集的现场信息；其中所述管理级设备具有对整个系统进行控制、操作和检测的控制台 和备用控制台；其中所述过程级设备具有控制单元和备用控制单元，用于分别接收所 述控制台或备用控制台的指令，并将其发送给多个现场级设备；其中所述多个现场级设备的每一个具有现场装置和备用现场装置，用 于根据来自所述控制单元或备用控制单元的指令执行相应操作。其中所述控制单元和备用控制单元采用主从热备工作方式，其中当控 制单元和备用控制单元之一作为机处于工作状态时，另一个则作为从机运 行在开机诊断状态并与主机实时同步，以使控制单元和备用控制单元的数 据保持一致。其中当所述控制单元工作时，通过与其连接的中继器分别与控制台和 备用控制台进行双向信号传输；以及当所述备用控制单元单元工作时，通 过与其连接的另一个中继器分别与控制台和备用控制台进行双向信号传 输。其中所述现场装置包括连接所述控制单元或备用控制单元的用于控 制定速设备的现场控制器；根据来自所述控制单元或备用控制单元的指令 控制调速设备的变频器；以及连接所述变频器输出的调速设备。其中所述备用现场装置包括连接所述控制单元或备用控制单元的用 于控制定速设备的备用现场控制器；和根据来自所述控制单元或备用控制单元的指令控制调速设备的备用变频器；以及连接所述备用变频器输出的 备用调速设备。其中所述过程级的控制单元和备用控制单元的数据传输线分别通过一 个链接模块接入变频器总线，再经由所述变频器总线连接所述变频器和备 用变频器。其中所述控制单元和备用控制单元分别为可编程逻辑控制器。 其中控制单元和备用控制单元通过光纤进行实时同步。 本专利技术的上述冗余备份控制系统己经成功地应用于北京奥运会，由于管 理级设备、过程级设备和现场级设备均进行完全冗余备份，因此在任何环 节的故障情况下，系统可以在2秒钟内启动备份系统，保证了开闭幕式的 演出成功。下面结合附图对本专利技术进行详细说明。附图说明图l是本专利技术的大型运动会开闭幕式地面设备控制系统的冗余备份控 制系统的配置图2是显示本专利技术的控制单元和备用控制单元的主从热备方式的示意图3是显示本专利技术的管理级设备与过程级设备之间信号传输方式之一 的示意图4是是显示本专利技术的管理级设备与过程级设备之间信号传输方式之 二的示意图5是显示本专利技术的过程级设备与现场级设备配置的示意图； 图6是将图5所示的过程级设备与现场级设备配置应用于北京奥运会的 具体实例的示意图；图7是将本专利技术的冗余备份控制系统应用于北京奥运会的一个实例的 示意图。具体实施例方式图1显示的本专利技术的冗余备份控制系统适于大型运动会开闭幕式的地 面设备控制系统，这种冗余备份控制系统包括管理级设备l、过程级设备2 和现场级设备3。管理级设备1经由所述过程级设备2向现场级设备3发送 指令，以及所述现场级设备3经由过程级设备2向所述管理级设备1发送 现场级设备从现场采集的现场信息，以便管理级设备1参考现场信息对操 作进行必要的调整。为了确保对地面设备的控制，本专利技术的管理级设备l、过程级设备2和 现场级设备3均为冗余配置。管理级设备1具有对整个系统进行控制、操作和检测的控制台11和备 用控制台12。过程级设备2具有控制单元21和备用控制单元22，它们分 别接收所述控制台11或备用控制台12的指令，并将其发送给现场级设备3。 现场级设备3具有现场装置31和备用现场装置32，它们根据来自控制单元 21或备用控制单元22的指令执行相应操作。上述冗余备份控制系统可以有多个现场级设备3，在此情况下，管理 级设备1经由所述过程级设备2向多个现场级设备3发送指令，以及多个 现场级设备3经由过程级设备2向管理级设备1发送现场级设备从现场采 集的现场信息。例如可以有用于上空表扬的现场级设备，用于地面表演的 现场级设备，用于小火车设备的现场级设备，以及用于火炬塔设备的现场 级设备。过程级设备2接收控制台11或备用控制台12的指令，并将其发 送给多个现场级设备3，以便控制、协调这些现场级设备。为了提高过程级设备2的工作可靠性，本专利技术的过程级设备2的控制 单元21和备用控制单元22采用主从热备工作方式。图2显示了这种主从热备工作方式。当控制单元21和备用控制单元22之一作为机处于工作状态时，另一个则作为从机运行在开机诊断状态并 与主机实时同步，以使控制单元21和备用控制单元22的数据保持一致。 为了便于说明，在下文中，假定控制单元21为主机，备用控制单元22为 从机。该控制单元21或备用控制单元22的核心是型号为S7-400H的可编 程控制器，每个S7-400的CPU模块有两个总线接口，分别形成两条DP总 线， 一条DP总线与管理级设备通信，另一条DP总线与现场级设备通信。 另外，控制单元21和备用控制单元22通过光纤进行实时同步。图3显示了管理级设备与过程级设备之间信号传输方式之一。在这种 工作方式下，控制单元21处于工作状态，它通过与其连接的中继器13分 别与控制台11和备用控制台12进行双向信号传输。图4显示了管理级设备与过程级设备之间信号传输方式之二。在这种 工作方式下，备用控制单元单元22处于工作状态，它通过与其连接的另一 个中继器14分别与控制台11和备用控制台12进行双向信号传输。控制单元21和备用控制单元22都可以作为主机处于工作状态，也可 以作为从机处于备用状本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种冗余备份控制系统，包括管理级设备（１）、过程级设备（２）和现场级设备（３），所述管理级设备（１）经由所述过程级设备（２）向现场级设备（３）发送指令，以及所述现场级设备（３）经由过程级设备（２）向所述管理级设备（１）发送现场级设备从现场采集的现场信息； 其中，所述管理级设备（１）、过程级设备（２）和现场级设备（３）均为冗余配置。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：于建平，田广军，陆乐，李由，刁岩，梁志勇，刘继顺，张广滨，李梦源，罗军，周凤广，
申请(专利权)人：总装备部工程设计研究总院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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