【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及冗余输出，尤其涉及一种多通道冗余模拟输出装置和冗余切换方法。
技术介绍
1、模拟输出卡是工业自动化控制系统重要的组成部分，广泛应用于各种需要模拟输出的场景。随着当前工业控制系统内现场设备的逐渐增多，卡件出现故障的情况不可避免。传统的模拟输出卡多采用单卡形式，一旦通道出现故障则该卡件无法使用，现有的模拟输出卡通常采用双卡双通道冗余设计，虽与单卡相比一定程度上提高了系统的容错率，但一旦通道出现多次故障，备用通道也无法工作时，卡件依然将处于无法使用的状态，影响生产进程。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术中的不足，提供了一种多通道冗余模拟输出装置，包括：控制器、多路冗余模块、矩阵开关、多路选择器、回检模块和具有n路输出通道的通道接线端子，其中多路冗余模块，包含m个模拟输出模块，各模拟输出模块的数字信号输入端分别与控制器对应的信号输出端连接；矩阵开关，包括至少m个模拟输入接口和p个模拟输出接口、且p不小于n，其中各模拟输出模块的模拟信号输出端与其中m个模拟输入接口一一对应连接，其中的n个模拟输出接口与通道接线端子的各通道输入端一一对应连接，所述矩阵开关被配置为能够根据控制器控制信号来切换各模拟输入接口与各模拟输出接口在矩阵开关内部的可选连通组合；多路选择器，具有至少m个数据输入端，各模拟输出模块的模拟信号输出端分别与一数据输入端连接，所述多路选择器的数据输出端与回检模块的回检数据输入端连接，用于根据控制器信号选取m个模拟输出模块的模拟信号输出端中的一个与回检数据输入端连
2、优选的，所述控制器内存储有模块通道故障表，所述模块通道故障表被配置为记录各模拟输入接口与各模拟输出接口在矩阵开关内部的各可选连通组合的启用状态和故障状态、并根据控制器确定的当前选连通组合的故障信息来更新模块通道故障表内的对应可选连通组合的故障状态。
3、优选的，所述控制器被配置为在检测到回检数据与向模拟输出模块发送的输出数据的偏差值大于预设阈值后，将当前对应的矩阵开关的连通组合判定为故障并更新模块通道故障表中的对应记录；选取模块通道故障表中标记为未使用且未故障的一可选连通组合，并将矩阵开关内的当前连通关系切换至对应的模拟输入接口与模拟输出接口的所选连通组合。
4、优选的，所述的多通道冗余模拟输出装置还包括温度补偿模块，所述温度补偿模块包括与各模拟输出模块对应布置的m个温度传感器，所述温度传感器通过总线与所述控制器交互，用于将采集到的对应模拟输出模块的模块温度发送至控制器。
5、优选的，所述控制器被配置为通过温度传感器监控各模拟输出模块的温度值，并在检测到一模拟输出模块的温度值超出预设温度范围时，根据该模拟输出模块查找数据库中存储的输出模块温补系数表中对应该模拟输出模块的补偿系数，根据所监测到的该模拟输出模块的当前温度值和对应补偿系数对向模拟输出模块发送的输出数据进行实时补偿调整。
6、本专利技术还公开了一种冗余切换方法一种冗余切换方法，该方法包括如下步骤：
7、接收并解析上位机组态数据，控制矩阵开关切换至各所选的连通组合后向模拟输出模块发送输出数据；
8、读取回检模块发回的回检数据后，根据回检数据与向模拟输出模块发送的输出数据的偏差值来判断多路冗余模块的故障情况、并在确认故障后向矩阵开关发送切换指令来改变矩阵开关内部模拟输入接口与模拟输出接口间的连通组合。
9、优选的，该方法还包括：记录各模拟输入接口与各模拟输出接口在矩阵开关内部的各可选连通组合的启用状态和故障状态、并根据对当前选连通组合的回检数据分析后获得的故障信息来更新模块通道故障表内的对应可选连通组合的故障状态。
10、优选的，该方法还包括：在检测到回检数据与向模拟输出模块发送的输出数据的偏差值大于预设阈值后，将当前对应的矩阵开关的连通组合判定为故障并更新模块通道故障表中的对应记录；选取模块通道故障表中标记为未使用且未故障的一可选连通组合，并将矩阵开关内的当前连通关系切换至对应的模拟输入接口与模拟输出接口的所选连通组合。
11、优选的，该方法还包括：监测各模拟输出模块的实时温度值；当检测到一模拟输出模块的温度值超出预设温度范围时，根据该模拟输出模块查找数据库中存储的输出模块温补系数表中对应该模拟输出模块的补偿系数；根所监测到的该模拟输出模块的当前温度值和对应补偿系数对向模拟输出模块发送的输出数据进行实时补偿调整。
12、本专利技术公开了一种多通道冗余模拟输出装置和冗余切换方法，其中该多通道冗余模拟输出装置包括控制器、多路冗余模块、矩阵开关、多路选择器、回检模块和具有n路输出通道的通道接线端子，其中多路冗余模块包含m个模拟输出模块；矩阵开关包括至少m个模拟输入接口和p个模拟输出接口；多路选择器具有至少m个数据输入端；回检模块用于将回检数据输入端获得的模拟信号转化为数字信号后作为回检数据回传给控制器；控制器被配置为根据回检数据与向模拟输出模块发送的输出数据的偏差值来判断多路冗余模块的故障情况、并在确认故障后向矩阵开关发送切换指令来改变矩阵开关内部模拟输入接口与模拟输出接口间的连通组合，保证冗余输出装置在多通道故障的情况下仍可通过切换通道而处于正常工作状态，提高冗余输出装置的容错率、灵活性和可靠性，避免了常规的采用双卡冗余方式在备用卡冗余通道再次故障时无法再次进行切换而使得通道彻底无法工作的问题。
13、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。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种多通道冗余模拟输出装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的多通道冗余模拟输出装置，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的多通道冗余模拟输出装置，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的多通道冗余模拟输出装置，其特征在于：还包括温度补偿模块，所述温度补偿模块包括与各模拟输出模块对应布置的M个温度传感器，所述温度传感器通过总线与所述控制器交互，用于将采集到的对应模拟输出模块的模块温度发送至控制器。
5.根据权利要求4所述的多通道冗余模拟输出装置，其特征在于：
6.一种冗余切换方法，用于如权利要求1-5任一所述的通道冗余模拟输出装置，其特征在于，包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的冗余切换方法，其特征在于，还包括：
8.根据权利要求7所述的冗余切换方法，其特征在于，还包括：
9.根据权利要求8所述的冗余切换方法，其特征在于，还包括：
【技术特征摘要】
1.一种多通道冗余模拟输出装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的多通道冗余模拟输出装置，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的多通道冗余模拟输出装置，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的多通道冗余模拟输出装置，其特征在于：还包括温度补偿模块，所述温度补偿模块包括与各模拟输出模块对应布置的m个温度传感器，所述温度传感器通过总线与所述控制器交互，用于将采集到的对应模拟输出模块的...
【专利技术属性】
技术研发人员：田景彪，张腾飞，罗玲娣，周政强，温宜明，
申请(专利权)人：杭州康吉森自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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