工业控制系统、控制方法以及计算机可读存储介质技术方案

本公开提供了一种工业控制系统、控制方法以及计算机可读存储介质。该工业控制系统包括控制器和多个I/O模块，其中每个I/O模块通过多条通信总线与所述控制器相连，其中所述控制器被配置为：对于所述多个I/O模块中的每个I/O模块，所述控制器周期性地向所述I/O模块发送心跳报文，所述心跳报文包括所述控制器与所述I/O模块进行通信的通信总线的标识符；基于所述I/O模块的响应确定所述通信总线是否负荷过载；以及响应于确定所述通信总线负荷过载，将所述控制器与所述I/O模块之间的通信切换到所述多条通信总线中的另一通信总线。述多条通信总线中的另一通信总线。述多条通信总线中的另一通信总线。

【技术实现步骤摘要】
工业控制系统、控制方法以及计算机可读存储介质


[0001]本公开涉及工业控制领域，更具体而言，涉及一种工业控制系统、用于该工业控制系统的控制方法以及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]在工业控制系统中，控制器（如PLC（可编程逻辑控制器Programmable Logic Controller）控制器）需要挂载多个I/O（输入/输出）模块以相应地控制多个工业设备，因此控制器与I/O模块之间的总线通信模式是决定整个工业控制系统的重要性能点。
[0003]在设计工业控制系统的总线通信模式时，负载均衡和网络冗余是两个需要重要的需求，然而，在当前的工业控制系统中，对每个需求设计单独的方案，而无法通过单个方案同时实现负载均衡和网络冗余。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本公开提供了一种工业控制系统及其控制方法，其能够通过单个方案同时实现工业控制系统的负载均衡和网络冗余。
[0005]在本公开的一方面，提供一种工业控制系统。该工业控制系统包括控制器和多个I/O模块，其中每个I/O模块通过多条通信总线与所述控制器相连，其中所述控制器被配置为：对于所述多个I/O模块中的每个I/O模块，所述控制器周期性地向所述I/O模块发送心跳报文，所述心跳报文包括所述控制器与所述I/O模块进行通信的通信总线的标识符；基于所述I/O模块的响应确定所述通信总线是否负荷过载；以及响应于确定所述通信总线负荷过载，将所述控制器与所述I/O模块之间的通信切换到所述多条通信总线中的另一通信总线。
[0006]在一些实施例中，所述控制器被配置为：确定是否接收到响应报文；在确定接收到所述响应报文时，确定所述响应报文与所述心跳报文之间的时间间隔是否大于预定时间阈值；响应于确定所述响应报文与所述心跳报文之间的时间间隔大于所述预定时间阈值，确定所述响应报文与所述心跳报文之间的时间间隔大于所述预定时间阈值的次数；以及响应于所述响应报文与所述心跳报文之间的时间间隔大于所述预定时间阈值的次数大于预定次数，确定所述通信总线负荷过载。
[0007]在一些实施例中，所述控制器被配置为：确定是否接收到响应报文；在确定接收到所述响应报文时，确定所述响应报文中是否包含指示所述通信总线异常的信息和/或所述另一通信总线的标识符；以及响应于确定所述响应报文中包含指示所述通信总线异常的信息和/或所述另一通信总线的标识符，确定所述通信总线负荷过载。
[0008]在一些实施例中，所述控制器还被配置为：在确定未接收到所述响应报文时，确定所述通信总线负荷过载。
[0009]在一些实施例中，所述控制器被配置为：向所述I/O模块发送另一心跳报文，所述另一心跳报文包括所述另一通信总线的标识符；基于所述I/O模块的另一响应确定所述另一通信总线是否检测正常；以及响应于确定所述另一通信总线检测正常，将所述控制器与
所述I/O模块之间的通信切换到所述另一通信总线。
[0010]在一些实施例中，所述控制器被配置为：确定是否接收到另一响应报文；在确定接收到所述另一响应报文时，确定所述另一响应报文中是否包含所述另一通信总线的标识符；以及响应于确定所述另一响应报文中包含所述另一通信总线的标识符，确定所述另一通信总线检测正常。
[0011]在一些实施例中，所述控制器还被配置为：在将所述控制器与所述I/O模块之间的通信切换到所述另一通信总线之后，对所述通信总线进行通道恢复。
[0012]在一些实施例中，所述控制器周期性地向所述I/O模块发送心跳报文包括：在确定接收到来自所述I/O模块的业务数据时，确定所述业务数据的接收时刻与下一心跳报文的发送时刻之间的时间差；以及响应于确定所述时间差小于预定时间阈值，跳过下一心跳报文的发送。
[0013]在一些实施例中，所述控制器还包括多个缓冲区，用于缓存每个I/O模块在每条通信总线上的有效性标识符。
[0014]在一些实施例中，所述控制器还被配置为：确定所述多个缓冲区中指示有效的有效性标识符的数量是否相同；在确定所述多个缓冲区中指示有效的有效性标识符的数量明显不同时，执行通信总线切换以使得各个通信总线负载均衡；以及修改各个缓冲区中与执行了通信总线切换的I/O模块对应的有效性标识符。
[0015]在一些实施例中，所述控制器还被配置为：配置每条通信总线以用于基本上相同数量的I/O模块与所述控制器之间的通信。
[0016]在一些实施例中，所述多条通信总线包括多条CAN总线、多条BLVDS总线或者多条RS485总线，所述控制器包括可编程逻辑控制器PLC。
[0017]在一些实施例中，所述多条通信总线包括2条通信总线。
[0018]根据本公开的另一个方面，提供了一种用于工业控制系统的控制方法。所述工业控制系统包括控制器和多个I/O模块，其中每个I/O模块通过多条通信总线与所述控制器相连。所述方法包括：对于所述多个I/O模块中的每个I/O模块，所述控制器周期性地向所述I/O模块发送心跳报文，所述心跳报文包括所述控制器与所述I/O模块进行通信的通信总线的标识符；基于所述I/O模块的响应确定所述通信总线是否负荷过载；以及响应于确定所述通信总线负荷过载，将所述控制器与所述I/O模块之间的通信切换到所述多条通信总线中的另一通信总线。
[0019]根据本公开的再一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序代码，所述计算机程序代码在被运行时执行如上所述的方法。
[0020]提供本
技术实现思路
是为了以简化的形式介绍将在以下具体实施方式中进一步描述的一些概念。本
技术实现思路
不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。
附图说明
[0021]通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开的上述以及其他目的、结构和特征将更加清楚。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施例。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
[0022]图1示出了根据本公开一些实施例的工业控制系统的示意图。
[0023]图2示出了根据本公开实施例的用于工业控制系统的控制方法的示例性流程图。
[0024]图3示出了根据本公开一些实施例的对另一通信总线进行检测的过程的示意性流程图。
[0025]图4示出了根据本公开实施例的缓冲区的示意图。
具体实施方式
[0026]下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。在一些或所有情形中可以明显的是，可以不采用以下所述具体设计细节而实施以下所述的任何实施例。在其他一些情形中，以框图形式示出广泛已知的结构和装置以使得容易描述一个或多个实施例。
[0027]在本公开的实施例的描述中，表述“包括”本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工业控制系统，包括：控制器和多个I/O模块，其中每个I/O模块通过多条通信总线与所述控制器相连，其中所述控制器被配置为：对于所述多个I/O模块中的每个I/O模块，所述控制器周期性地向所述I/O模块发送心跳报文，所述心跳报文包括所述控制器与所述I/O模块进行通信的通信总线的标识符；基于所述I/O模块的响应确定所述通信总线是否负荷过载；以及响应于确定所述通信总线负荷过载，将所述控制器与所述I/O模块之间的通信切换到所述多条通信总线中的另一通信总线。2.根据权利要求1所述的工业控制系统，其中所述控制器被配置为：确定是否接收到响应报文；在确定接收到所述响应报文时，确定所述响应报文与所述心跳报文之间的时间间隔是否大于预定时间阈值；响应于确定所述响应报文与所述心跳报文之间的时间间隔大于所述预定时间阈值，确定所述响应报文与所述心跳报文之间的时间间隔大于所述预定时间阈值的次数；以及响应于所述响应报文与所述心跳报文之间的时间间隔大于所述预定时间阈值的次数大于预定次数，确定所述通信总线负荷过载。3.根据权利要求1所述的工业控制系统，其中所述控制器被配置为：确定是否接收到响应报文；在确定接收到所述响应报文时，确定所述响应报文中是否包含指示所述通信总线异常的信息和/或所述另一通信总线的标识符；以及响应于确定所述响应报文中包含指示所述通信总线异常的信息和/或所述另一通信总线的标识符，确定所述通信总线负荷过载。4.根据权利要求2或3所述的工业控制系统，其中所述控制器还被配置为：在确定未接收到所述响应报文时，确定所述通信总线负荷过载。5.根据权利要求1所述的工业控制系统，其中所述控制器被配置为：向所述I/O模块发送另一心跳报文，所述另一心跳报文包括所述另一通信总线的标识符；基于所述I/O模块的另一响应确定所述另一通信总线是否检测正常；以及响应于确定所述另一通信总线检测正常，将所述控制器与所述I/O模块之间的通信切换到所述另一通信总线。6.根据权利要求5所述的工业控制系统，其中所述控制器被配置为：确定是否接收到另一响应报文；在确定接收到所述另一响应报文时，确定所述另一响应报文中是否包含所述另一通信总线的标识符；以及响应于确定所述另一响应报文中包含所述另一通信总线的标...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建飞，罗丁元，李红波，解群眺，陈宇，
申请(专利权)人：浙江国利信安科技有限公司，
类型：发明
国别省市：