【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电路控制领域，尤其是涉及一种可编程逻辑控制器冗余系统和控制方法。
技术介绍
1、在一些对系统可靠性要求很高的行业里，例如电力、石化等，必须保证工业生产系统在一定时期内系统不间断运行。如果控制系统出现故障，势必造成极大的损失。因此在这种情况下，冗余系统便应运而生。
2、现有的可编程逻辑控制器(plc)产品中，系统正常工作时，只有一个控制器模块可以拥有对整个控制系统输出模块的控制权，该控制器称为主控制器，而其他控制模块可以统一接收输入模块的数据，所以冗余的主要工作就是备份控制器，实时地监视主控制器的工作状态，如主控制器进入非正常工作状态时，备份控制器则接过控制权。同时取消主控制器对系统的控制权。这样就可以保证系统始终用正常工作的控制器工作。但这种冗余系统要求主控制器和备份控制器具有相同的固件版本型号，当二者型号不同时，现有冗余系统不能正常工作。
3、因此，设计一种可支持不同型号设备作为冗余模块的可编程逻辑控制器冗余系统和控制方法是非常必要的。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在而提供一种可编程逻辑控制器冗余系统和控制方法，以支持使用不同型号的控制器构建冗余系统。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、一种可编程逻辑控制器冗余系统，系统包括主控制器、副控制器、数字信号输入模块、数字信号输出模块、模拟信号输入模块、模拟信号输出模块和故障信号生成模块，主控制器和副控制器均与数字信号输入模
4、进一步地，数字信号输入模块包括主控制器数字信号输入卡件、副控制器数字信号输入卡件、第一继电器、电源和压力开关，主控制器数字信号输入卡件和副控制器数字信号输入卡件分别连接第一继电器，第一继电器、电源和压力开关串联并构成回路。
5、进一步地，数字信号输出模块包括主控制器数字信号输出卡件、副控制器数字信号输出卡件、第二继电器、第三继电器、电磁阀和故障信号生成模块输出端，主控制器数字信号输出卡件和副控制器数字信号输出卡件分别连接第二继电器，第二继电器与第三继电器和故障信号生成模块输出端分别连接，第三继电器与电磁阀和故障信号生成模块输出端分别连接。
6、进一步地，模拟信号输入模块包括主控制器模拟信号输入卡件、副控制器模拟信号输入卡件、配电器和变送器，主控制器模拟信号输入卡件和副控制器模拟信号输入卡件分别连接配电器，配电器连接变送器。
7、进一步地，模拟信号输出模块包括主控制器模拟信号输出端口、副控制器模拟信号输出端口、第四继电器、执行机构和故障信号生成模块输出端，主控制器模拟信号输出端口和副控制器模拟信号输出端口分别连接第四继电器，第四继电器分别连接执行机构和故障信号生成模块输出端。
8、进一步地，故障信号生成模块包括主控制器第一控制信号输出接口、主控制器第二控制信号输出接口、第五继电器和故障信号生成模块输出端，主控制器第一控制信号输出接口和主控制器第二控制信号输出接口并联，并连接第五继电器，第五继电器连接故障信号生成模块输出端。
9、进一步地，主控制器、副控制器、数字信号输入模块、数字信号输出模块、模拟信号输入模块、模拟信号输出模块和故障信号生成模块均设有失信号自保持模块。
10、本专利技术的第二方面，一种如上任一的一种可编程逻辑控制器冗余系统的控制方法，包括以下步骤：
11、s1：启动数字信号输入模块和数字信号输出模块，使主控制器和副控制器均接通数字信号输入，同时使主控制器控制数字信号输出模块；
12、s2：启动模拟信号输入模块和模拟信号输出模块，使主控制器和副控制器均接通模拟信号输入，同时使主控制器控制模拟信号输出模块；
13、s3：当主控制器出现错误时，主控制器通过故障信号生成模块生成故障信号；
14、s4：将故障信号输入数字信号输出模块，使数字信号输出模块切换至副控制器控制数字信号输出；
15、s5：将故障信号输入模拟信号输出模块，使模拟信号输出模块切换至副控制器控制数字信号输出，实现副控制器控制系统。
16、进一步地，步骤s3中，当主控制器出现第一次错误时，断开主控制器第一控制信号输出接口，当主控制器出现第二次错误时，断开主控制器第二控制信号输出接口，使第五继电器失电，闭合故障信号生成模块输出端，产生故障信号输出。
17、进一步地，当主控制器修复后，闭合主控制器第一控制信号输出接口和主控制器第二控制信号输出接口，使第五继电器上电，断开故障信号生成模块输出端，使主控制器控制系统。
18、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
19、1)本专利技术中通过数字信号输入模块和模拟信号输入模块向主控制器和副控制器同步输入信号，保证信息同步；故障发生时，故障信号生成模块激活数字信号输出模块、模拟信号输出模块，实现控制器冗余切换，适用性广，成本较低。
20、2)本专利技术使用继电器和配电器做信号隔离，保证信号之间不会相互影响，保证信号传输稳定性。
21、3)本专利技术可选用不同型号的主控制器和副控制器实现切换控制，泛用性高。
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1.一种可编程逻辑控制器冗余系统，其特征在于，所述系统包括主控制器(1)、副控制器(2)、数字信号输入模块(3)、数字信号输出模块(4)、模拟信号输入模块(5)、模拟信号输出模块(6)和故障信号生成模块(7)，所述主控制器(1)和副控制器(2)均与数字信号输入模块(3)、数字信号输出模块(4)、模拟信号输入模块(5)和模拟信号输出模块(6)连接，所述主控制器(1)与故障信号生成模块(7)连接，所述故障信号生成模块(7)与数字信号输出模块(4)和模拟信号输出模块(6)连接。
2.根据权利要求1所述的一种可编程逻辑控制器冗余系统，其特征在于，所述数字信号输入模块(3)包括主控制器数字信号输入卡件(11)、副控制器数字信号输入卡件(21)、第一继电器(31)、电源(32)和压力开关(33)，所述主控制器数字信号输入卡件(11)和副控制器数字信号输入卡件(21)分别连接第一继电器(31)，所述第一继电器(31)、电源(32)和压力开关(33)串联并构成回路。
3.根据权利要求1所述的一种可编程逻辑控制器冗余系统，其特征在于，所述数字信号输出模块(4)包括主控制器数
4.根据权利要求1所述的一种可编程逻辑控制器冗余系统，其特征在于，所述模拟信号输入模块(5)包括主控制器模拟信号输入卡件(13)、副控制器模拟信号输入卡件(23)、配电器(51)和变送器(52)，所述主控制器模拟信号输入卡件(13)和副控制器模拟信号输入卡件(23)分别连接配电器(51)，所述配电器(51)连接变送器(52)。
5.根据权利要求1所述的一种可编程逻辑控制器冗余系统，其特征在于，所述模拟信号输出模块(6)包括主控制器模拟信号输出端口(14)、副控制器模拟信号输出端口(24)、第四继电器(61)、执行机构(62)和故障信号生成模块输出端(70)，所述主控制器模拟信号输出端口(14)和副控制器模拟信号输出端口(24)分别连接第四继电器(61)，所述第四继电器(61)分别连接执行机构(62)和故障信号生成模块输出端(70)。
6.根据权利要求1所述的一种可编程逻辑控制器冗余系统，其特征在于，所述故障信号生成模块(7)包括主控制器第一控制信号输出接口(15)、主控制器第二控制信号输出接口(16)、第五继电器(71)和故障信号生成模块输出端(70)，所述主控制器第一控制信号输出接口(15)和主控制器第二控制信号输出接口(16)并联，并连接第五继电器(71)，第五继电器(71)连接故障信号生成模块输出端(70)。
7.根据权利要求1所述的一种可编程逻辑控制器冗余系统，其特征在于，所述主控制器(1)、副控制器(2)、数字信号输入模块(3)、数字信号输出模块(4)、模拟信号输入模块(5)、模拟信号输出模块(6)和故障信号生成模块(7)均设有失信号自保持模块。
8.一种如权利要求1-7任一所述的一种可编程逻辑控制器冗余系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种控制方法，其特征在于，步骤S3中，当主控制器出现第一次错误时，断开主控制器第一控制信号输出接口，当主控制器出现第二次错误时，断开主控制器第二控制信号输出接口，使第五继电器失电，闭合故障信号生成模块输出端，产生故障信号输出。
10.根据权利要求9所述的一种控制方法，其特征在于，当主控制器修复后，闭合主控制器第一控制信号输出接口和主控制器第二控制信号输出接口，使第五继电器上电，断开故障信号生成模块输出端，使主控制器控制系统。
...【技术特征摘要】
1.一种可编程逻辑控制器冗余系统，其特征在于，所述系统包括主控制器(1)、副控制器(2)、数字信号输入模块(3)、数字信号输出模块(4)、模拟信号输入模块(5)、模拟信号输出模块(6)和故障信号生成模块(7)，所述主控制器(1)和副控制器(2)均与数字信号输入模块(3)、数字信号输出模块(4)、模拟信号输入模块(5)和模拟信号输出模块(6)连接，所述主控制器(1)与故障信号生成模块(7)连接，所述故障信号生成模块(7)与数字信号输出模块(4)和模拟信号输出模块(6)连接。
2.根据权利要求1所述的一种可编程逻辑控制器冗余系统，其特征在于，所述数字信号输入模块(3)包括主控制器数字信号输入卡件(11)、副控制器数字信号输入卡件(21)、第一继电器(31)、电源(32)和压力开关(33)，所述主控制器数字信号输入卡件(11)和副控制器数字信号输入卡件(21)分别连接第一继电器(31)，所述第一继电器(31)、电源(32)和压力开关(33)串联并构成回路。
3.根据权利要求1所述的一种可编程逻辑控制器冗余系统，其特征在于，所述数字信号输出模块(4)包括主控制器数字信号输出卡件(12)、副控制器数字信号输出卡件(22)、第二继电器(41)、第三继电器(42)、电磁阀(43)和故障信号生成模块输出端(70)，所述主控制器数字信号输出卡件(12)和副控制器数字信号输出卡件(22)分别连接第二继电器(41)，所述第二继电器(41)与第三继电器(42)和故障信号生成模块输出端(70)分别连接，所述第三继电器(42)与电磁阀(43)和故障信号生成模块输出端(70)分别连接。
4.根据权利要求1所述的一种可编程逻辑控制器冗余系统，其特征在于，所述模拟信号输入模块(5)包括主控制器模拟信号输入卡件(13)、副控制器模拟信号输入卡件(23)、配电器(51)和变送器(52)，所述主控制器模拟信号输入卡件(13)和副控制器模拟信号输入卡件(23)分别连接配电器(51)，所述配...
【专利技术属性】
技术研发人员：马琦骏，管颖，施宇冬，张淯淏，赵璇，朱佳颖，赵文玥，
申请(专利权)人：华能国际电力股份有限公司上海石洞口第一电厂，
类型：发明
国别省市：
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