【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及自动控制。
技术介绍
1、在工业自动化领域中，通常采用可编程逻辑控制器plc作为工业自动化系统的控制器，在该系统中，为了提高系统的可靠性，通常采用“冗余方式”的设计方案，常用的冗余方式有主备式冗余和热备份式冗余。
2、其中主备式冗余是通过专用的冗余总线将主cpu和备cpu进行通信，主cpu负责实时控制和数据处理，备cpu处于待命状态，当主cpu发生故障时，备cpu会立即接管控制权，并继续执行主cpu的任务。但是主备式冗余会存在以下几个问题：1、资源浪费：由于需要同时运行两个cpu，其中一个处于待命状态。这意味着系统需要分配额外的资源来支持备用cpu的运行，包括处理器、内存和其他硬件资源。这会增加系统的成本，并浪费一部分资源。2、切换延迟：主备式冗余在主cpu发生故障时需要进行切换，这会引入一定的切换延迟。在切换过程中，系统可能会出现短暂的中断或延迟，导致控制系统的响应时间变长。对于某些实时性要求较高的应用，这种切换延迟可能是不可接受的。3、单点故障：主备式冗余通常依赖于专用的冗余总线或心跳信号进行主备cpu之间的通信和监测。如果这些通信链路或监测机制发生故障，可能会导致主备cpu之间的通信中断或误判，影响到系统的可靠性和容错性。4、限制扩展性：主备式冗余通常适用于小型和中型plc系统，对于大型和复杂的系统，可能需要更复杂的冗余设计方案。主备式冗余的扩展性有限，无法满足大规模系统的需求。
3、热备份式冗余也是通过专用的冗余总线将主cpu和备cpu进行通信，但是主cpu和备cpu同时执行相同的控
4、综上，现有plc系统的冗余设计存在切换延迟和增加运行成本的问题。
技术实现思路
1、本专利技术解决现有plc系统的冗余设计存在切换延迟和增加运行成本的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
3、本专利技术提供一种plc冗余系统，所述冗余系统包括主cpu、从cpu、主从模式适配器和背板总线模块；
4、所述主从模式适配器包括主耦合器和从耦合器；
5、所述主cpu与所述主耦合器实现数据交互；
6、所述从cpu与所述从耦合器实现数据交互；
7、所述主从模式适配器与所述背板总线模块数据交互。
8、进一步，还有一种优选实施例，上述背板总线模块上设有485通信接口；
9、所述主从模式适配器通过所述485通信接口与所述背板总线模块数据交互。
10、进一步地，还有一种优选实施例，上述冗余系统还包括同步网线；
11、所述从cpu用于通过所述同步网线检测所述主cpu的运行状态。
12、进一步地，还有一种优选实施例，上述冗余系统还包括地址总线；
13、所述背板总线模块用于通过所述地址总线向所述主从模式适配器设置主从工作模式。
14、进一步地，还有一种优选实施例，上述冗余系统还包括diag指示灯；
15、所述diag指示灯连接所述主从模式适配器的信号输出端，用于实现灯光报警功能。
16、进一步地，还有一种优选实施例，上述冗余系统还包括定时器；
17、所述定时器用于为所述主耦合器提供时钟信息，使得主cpu根据所述时钟信息定时向从cpu写入信息。
18、本专利技术还提供一种plc冗余系统的控制方法，所述控制方法是基于上述任意一项所述的plc冗余系统实现的，所述控制方法为：
19、步骤一、主耦合器将数据信息同步到从耦合器中；
20、步骤二、将主耦合器的适配器地址设置为高电平状态；
21、步骤三、将从耦合器的适配器地址设置为全0状态；
22、步骤四、检测主地址总线是否故障，若故障，则主从模式适配器驱动diag指示灯进行2s周期闪烁；
23、步骤五、检测地址总线的输入电平信号，若为高电平信号，则主耦合器工作，若为低电平，则从耦合器工作，并将从耦合器的地址配置为普通io；
24、步骤六、当从耦合器检测主耦合器出现故障时，从耦合器向主耦合器发送主模式请求，并接管主耦合器的所有工作，主耦合器进入从模式工作状态。
25、进一步，还有一种优选实施例，上述步骤一具体为：
26、主耦合器定时周期向从耦合器写入输入数据区；
27、主耦合器定时周期向从耦合器写入输出数据区；
28、主耦合器定时周期向从耦合器写入模块信息；
29、主耦合器定时周期向从耦合器写入当前配置区。
30、本专利技术的有益效果为：
31、1、本专利技术提供一种plc冗余系统，通过将主cpu和从cpu连接到主从模式适配器上，使得主cpu和从cpu通过各自的耦合器进行通信，且主cpu可以进行读写操作，从cpu只读不写入数据，保证数据在耦合器切换的时候仍然保持输入输出的正确性，实现在主适配器故障情况下，无缝切换到备用适配器可以继续正常工作。
32、2、本专利技术提供一种plc冗余系统，采用同步网线传递主cpu的运行情况，实现当主cpu出现故障时，备cpu接管控制权限，并通过备cpu进行读写操作，降低成本和节省资源浪费。
33、3、本专利技术提供一种plc冗余系统的控制方法，通过地址总线的电平信号，设置耦合器的工作状态，同时将从耦合器的地址配置为普通io，避免从耦合器接收到背板模块的数据，造成异常。
34、本专利技术适用于自动化领域中冗余
【技术保护点】
1.PLC冗余系统，其特征在于，所述冗余系统包括主CPU、从CPU、主从模式适配器和背板总线模块；
2.根据权利要求1所述的PLC冗余系统，其特征在于，所述背板总线模块上设有485通信接口；
3.根据权利要求1所述的PLC冗余系统，其特征在于，所述冗余系统还包括同步网线；
4.根据权利要求1所述的PLC冗余系统，其特征在于，所述冗余系统还包括地址总线；
5.根据权利要求1所述的PLC冗余系统，其特征在于，所述冗余系统还包括DIAG指示灯；所述DIAG指示灯连接所述主从模式适配器的信号输出端，用于实现灯光报警功能。
6.根据权利要求1所述的PLC冗余系统，其特征在于，所述冗余系统还包括定时器；
7.PLC冗余系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法是基于权利要求1-6任意一项所述的PLC冗余系统实现的，所述控制方法为：
8.根据权利要求7所述的PLC冗余系统的控制方法，其特征在于，所述步骤一具体为：主耦合器定时周期向从耦合器写入输入数据区；
【技术特征摘要】
1.plc冗余系统，其特征在于，所述冗余系统包括主cpu、从cpu、主从模式适配器和背板总线模块；
2.根据权利要求1所述的plc冗余系统，其特征在于，所述背板总线模块上设有485通信接口；
3.根据权利要求1所述的plc冗余系统，其特征在于，所述冗余系统还包括同步网线；
4.根据权利要求1所述的plc冗余系统，其特征在于，所述冗余系统还包括地址总线；
5.根据权利要求1所述的plc冗余系统，其特征在于，所述冗余系统...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵金晓，潘峰，
申请(专利权)人：哈尔滨宇龙自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：
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