專利名稱：一種基于多組冗余控制器的對(duì)時(shí)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于多組冗余控制器的對(duì)時(shí)系統(tǒng)，屬于電力領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
分散控制系統(tǒng)(DCS)要求系統(tǒng)中各個(gè)控制器的時(shí)鐘以毫秒級(jí)的分辨率進(jìn)行同步， 這樣可以獲取并記錄信號(hào)狀態(tài)的變化信息，為事故分析提供有效的線索和證據(jù)。
冗余控制器是指并行工作、互為備用、且相互檢測(cè)的一對(duì)控制器，就是當(dāng)一個(gè)控制器工作失常、掉線的情況下，備用控制器將接管控制工作。
各個(gè)控制器之間的時(shí)間偏差主要由控制器基準(zhǔn)時(shí)鐘誤差和時(shí)鐘同步誤差引起。通常控制器的時(shí)鐘同步有 兩種方式一種是通過(guò)一臺(tái)操作員站(計(jì)算機(jī))經(jīng)以太網(wǎng)發(fā)同步信號(hào)來(lái)同步所有控制器的時(shí)鐘，這種方式同步精度一般在秒級(jí)；另一種是通過(guò)專用時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)裝置發(fā)送脈沖同步信號(hào)來(lái)同步所有控制器的時(shí)鐘，這種方式的同步精度可在微秒級(jí)以上。 第一種同步方式的對(duì)時(shí)慢，不符合應(yīng)用的要求；第二種同步方式的需對(duì)時(shí)專用線路、成本聞。發(fā)明內(nèi)容
目的為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)檢測(cè)，降低藥物過(guò)敏反應(yīng)檢測(cè)成本的一種基于多組冗余控制器的對(duì)時(shí)系統(tǒng)。
技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種基于多組冗余控制器的對(duì)時(shí)系統(tǒng)，其特征在于包括多組冗余控制器，每組冗余控制器均包括配置相同的主控制器和備控制器；其中一組冗余控制器的主控制器作為對(duì)時(shí)服務(wù)器時(shí)，其它主控制器和備控制器作為對(duì)時(shí)客戶端;所述所有主控制器和備控制器的一端通過(guò)以太網(wǎng)相互連接，用于構(gòu)成用來(lái)傳輸對(duì)時(shí)報(bào)文的局域網(wǎng)絡(luò)；所述所有主控制器和備控制器的另一端通過(guò)硬連線相互連接，用于將作為對(duì)時(shí)服務(wù)器的主控制器產(chǎn)生的電平信號(hào)線接到其它的主控制器和備控制器的中斷引腳，通過(guò)硬連線的電平信號(hào)作時(shí)間標(biāo)簽，作為對(duì)時(shí)報(bào)文的修正依據(jù)。
當(dāng)作為對(duì)時(shí)服務(wù)器的主控制器出現(xiàn)對(duì)時(shí)功能故障不能正常工作時(shí)，依照順序，下一組冗余控制器中的主控制器切換為新的對(duì)時(shí)服務(wù)器，其它主控制器和備控制器作為對(duì)時(shí)客戶端。當(dāng)作為對(duì)時(shí)服務(wù)器的主控制器出現(xiàn)對(duì)時(shí)功能以外的故障時(shí)，同組冗余控制器中的備控制器與該主控制器功能模式相互調(diào)換，同組冗余控制器中的備控制器切換為新的對(duì)時(shí)服務(wù)器，其他所有主控制器和備控制器作為對(duì)時(shí)客戶端。
還包括集控系統(tǒng)，所述多組冗余控制器中設(shè)置有執(zhí)行功能邏輯塊，所述集控系統(tǒng)中設(shè)置有GPS對(duì)時(shí)模塊，所述執(zhí)行功能邏輯塊通過(guò)以太網(wǎng)與集控系統(tǒng)的GPS對(duì)時(shí)模塊進(jìn)行交互獲取GPS時(shí)間報(bào)文，用于更新對(duì)時(shí)服務(wù)器的時(shí)間和同步其它主控制器和備控制器的時(shí)間。
有益效果本發(fā)明提供的一種基于多組冗余控制器的對(duì)時(shí)系統(tǒng)，采用帶時(shí)間修正功能的局域?qū)r(shí)系統(tǒng)與多組對(duì)時(shí)主控制器采用全球定位系統(tǒng)(GPS)定期對(duì)時(shí)相結(jié)合的方式，通過(guò)局域?qū)r(shí)系統(tǒng)和對(duì)時(shí)主控制器通過(guò)GPS定期更新時(shí)間，彌補(bǔ)了網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)慢、精度不夠的缺點(diǎn)，且不需要專用的對(duì)時(shí)線路；通過(guò)多組對(duì)時(shí)主控制器實(shí)現(xiàn)了冗余功能，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提供了對(duì)時(shí)功能的精確性，保證了對(duì)時(shí)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。
如圖I所示，為一種基于多組冗余控制器的對(duì)時(shí)系統(tǒng)，包括多組冗余控制器，每組冗余控制器均包括配置相同 的主控制器和備控制器；其中一組冗余控制器的主控制器作為對(duì)時(shí)服務(wù)器時(shí)，其它主控制器和備控制器作為對(duì)時(shí)客戶端；所述所有主控制器和備控制器的一端通過(guò)以太網(wǎng)相互連接，用于構(gòu)成用來(lái)傳輸對(duì)時(shí)報(bào)文的局域網(wǎng)絡(luò)；所述所有主控制器和備控制器的另一端通過(guò)硬連線相互連接，用于將作為對(duì)時(shí)服務(wù)器的主控制器產(chǎn)生的電平信號(hào)線接到其它的主控制器和備控制器的中斷引腳，通過(guò)硬連線的電平信號(hào)作時(shí)間標(biāo)簽，作為對(duì)時(shí)報(bào)文的修正依據(jù)。所述所有主控制器和備控制器的另一端通過(guò)硬連線相互連接，用于將作為對(duì)時(shí)服務(wù)器的主控制器產(chǎn)生的電平信號(hào)線接到其它的主控制器和備控制器的中斷引腳，通過(guò)硬連線的電平信號(hào)作時(shí)間標(biāo)簽，作為對(duì)時(shí)報(bào)文的修正依據(jù)。
當(dāng)作為對(duì)時(shí)服務(wù)器的主控制器出現(xiàn)對(duì)時(shí)功能故障不能正常工作時(shí)，依照順序，下一組冗余控制器中的主控制器切換為新的對(duì)時(shí)服務(wù)器，其它主控制器和備控制器作為對(duì)時(shí)客戶端。當(dāng)作為對(duì)時(shí)服務(wù)器的主控制器出現(xiàn)對(duì)時(shí)功能以外的故障時(shí)，同組冗余控制器中的備控制器與該主控制器功能模式相互調(diào)換，同組冗余控制器中的備控制器切換為新的對(duì)時(shí)服務(wù)器，其他所有主控制器和備控制器作為對(duì)時(shí)客戶端。還包括集控系統(tǒng)，所述多組冗余控制器中設(shè)置有執(zhí)行功能邏輯塊，所述集控系統(tǒng)中設(shè)置有GPS對(duì)時(shí)模塊，所述執(zhí)行功能邏輯塊通過(guò)以太網(wǎng)與集控系統(tǒng)的GPS對(duì)時(shí)模塊進(jìn)行交互獲取GPS時(shí)間報(bào)文，用于更新對(duì)時(shí)服務(wù)器的時(shí)間和同步其它主控制器和備控制器的時(shí)間。
采用帶時(shí)間修正功能的局域?qū)r(shí)系統(tǒng)與多組對(duì)時(shí)主控制器采用全球定位系統(tǒng) (GPS)定期對(duì)時(shí)相結(jié)合的方式I.帶時(shí)間修正功能的局域?qū)r(shí)系統(tǒng)局域?qū)r(shí)系統(tǒng)基于以太網(wǎng)，對(duì)時(shí)服務(wù)器將對(duì)時(shí)報(bào)文廣播到以太網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)時(shí)客戶端收到對(duì)時(shí)報(bào)文后，將本地時(shí)間同步到對(duì)時(shí)服務(wù)器時(shí)間。但是，對(duì)時(shí)報(bào)文的發(fā)送和接收存在延遲的缺陷，當(dāng)對(duì)時(shí)服務(wù)器發(fā)出后，需要經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，才會(huì)被對(duì)時(shí)客戶端接收到。此時(shí)對(duì)時(shí)服務(wù)器端的時(shí)間已經(jīng)更新，而對(duì)時(shí)報(bào)文中的時(shí)間仍是舊的時(shí)間。對(duì)時(shí)客戶端如果用這個(gè)舊的時(shí)間去更新本地時(shí)間，將會(huì)造成不同步。
針對(duì)這個(gè)缺陷，本發(fā)明中的局域?qū)r(shí)系統(tǒng)采用硬連線和以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。所有的控制器通過(guò)以太網(wǎng)連接，構(gòu)成局域網(wǎng)絡(luò)，用來(lái)傳輸對(duì)時(shí)報(bào)文。同時(shí)將所有的控制器通過(guò)硬連線連接，并將該信號(hào)線接到控制器的中斷引腳。通過(guò)硬連線的電平信號(hào)，作時(shí)間標(biāo)簽，作為對(duì)時(shí)報(bào)文的修正依據(jù)。
工作方式如下首先將控制器配置成對(duì)時(shí)服務(wù)器或者客戶端。
作為對(duì)時(shí)服務(wù)器，每當(dāng)經(jīng)過(guò)一個(gè)對(duì)時(shí)周期，將通過(guò)硬連線發(fā)出一個(gè)電平信號(hào)，接著通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)出對(duì)時(shí)廣播包。廣播包的報(bào)文中包含此時(shí)的服務(wù)器時(shí)間‘T(服務(wù)器時(shí)間)’。
作為對(duì)時(shí)客戶端，在收到硬連線的電平信號(hào)時(shí)，將會(huì)觸發(fā)中斷。在中斷處理程序中，記錄下電平信號(hào)到達(dá)時(shí)間‘τ(硬連線)’。從服務(wù)器發(fā)出電平信號(hào)到獲取到‘Τ(硬連線)’的值，根據(jù)不同的操作系統(tǒng)略有差別，而這個(gè)時(shí)間為微秒級(jí)，因此在計(jì)算時(shí)可以忽略不計(jì)。之后對(duì)時(shí)客戶端等待以太網(wǎng)的對(duì)時(shí)報(bào)文，當(dāng)收到對(duì)時(shí)報(bào)文時(shí)，記錄下報(bào)文到達(dá)時(shí)間 ‘Τ (報(bào)文)’。此時(shí)，修正后的客戶端新時(shí)間計(jì)算公式為T (客戶端時(shí)間)=T (服務(wù)器時(shí)間)+ T (報(bào)文)-T (硬連線)；2.對(duì)時(shí)主控制器標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間定期做GPS對(duì)時(shí)通過(guò)局域?qū)r(shí)系統(tǒng)，可以將所有控制器保持毫秒級(jí)的同步。而標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)時(shí)間，則需要由集控系統(tǒng)(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng))通過(guò)GPS對(duì)時(shí)模塊提供。
獲取GPS時(shí)間的工作方式如下對(duì)時(shí)主控制器通過(guò)執(zhí)行功能邏輯塊來(lái)獲取GPS時(shí)間，該邏輯塊與集控系統(tǒng)進(jìn)行交互， 通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)獲取到GPS時(shí)間報(bào)文，從而更新對(duì)時(shí)主控制器的時(shí)間，進(jìn)而同步其它控制器的時(shí)間。
由此，通過(guò)局域?qū)r(shí)系統(tǒng)和對(duì)時(shí)主控制器通過(guò)GPS定期更新時(shí)間，彌補(bǔ)了網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)慢，精度不夠的缺點(diǎn)。
3.多組對(duì)時(shí)主控制器的冗余功能在局域?qū)r(shí)系統(tǒng)中，當(dāng)對(duì)時(shí)主控制器不能工作時(shí)，會(huì)導(dǎo)致其它控制器的對(duì)時(shí)不能工作。 在此，本發(fā)明提出用多組對(duì)時(shí)主控制器實(shí)現(xiàn)冗余功能。
工作方式及故障處理配置多組冗余控制器為主對(duì)時(shí)服務(wù)器，每組冗余控制器均包括配置相同的主控制器和備控制器；其中一組冗余控制器的主控制器作為對(duì)時(shí)服務(wù)器時(shí)，其它主控制器和備控制器作為對(duì)時(shí)客戶端；當(dāng)作為對(duì)時(shí)服務(wù)器的主控制器出現(xiàn)對(duì)時(shí)故障不能正常工作時(shí)，依照順序， 下一個(gè)冗余控制器中的主控制器切換為新的對(duì)時(shí)服務(wù)器，其它主控制器和備控制器作為對(duì)時(shí)客戶端。
當(dāng)冗余對(duì)時(shí)主服務(wù)器出故障時(shí)，在等待一個(gè)超時(shí)周期后，后面的對(duì)時(shí)主服務(wù)器將開(kāi)啟對(duì)時(shí)功能，以此循環(huán)類推。舉例來(lái)說(shuō)，如果有3對(duì)冗余控制器配置成主對(duì)時(shí)服務(wù)器主I、主2、主3。主I正常工作時(shí)，其它都為客戶端。當(dāng)主I故障時(shí)，等待一個(gè)超時(shí)周期后，主2 變成對(duì)時(shí)服務(wù)器。主2故障后，主3變成對(duì)時(shí)服務(wù)器。主3故障后，主I將會(huì)變成服務(wù)器。
需要說(shuō)明的是主控制器出現(xiàn)故障的情況有多種，只有它的對(duì)時(shí)功能出現(xiàn)故障時(shí)， 才切換到下一個(gè)主控制器；而其他的故障出現(xiàn)時(shí)(比如監(jiān)視功能故障、邏輯執(zhí)行單位功能故障等)，同一組冗余控制器中的備用控制器會(huì)切換成主控制器，它將接管對(duì)時(shí)、監(jiān)視、邏輯執(zhí)行等各項(xiàng)功能，此時(shí)對(duì)時(shí)服務(wù)器不會(huì)切換到下一組冗余控制器。5
通過(guò)以上三組功能，構(gòu)成了基于多組冗余控制器的對(duì)時(shí)系統(tǒng)，并保證了系統(tǒng)的有效性和穩(wěn)定性。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于多組冗余控制器的對(duì)時(shí)系統(tǒng)，其特征在于包括多組冗余控制器，每組冗余控制器均包括配置相同的主控制器和備控制器；其中一組冗余控制器的主控制器作為對(duì)時(shí)服務(wù)器時(shí)，其它主控制器和備控制器作為對(duì)時(shí)客戶端;所述所有主控制器和備控制器的一端通過(guò)以太網(wǎng)相互連接，用于構(gòu)成用來(lái)傳輸對(duì)時(shí)報(bào)文的局域網(wǎng)絡(luò)；所述所有主控制器和備控制器的另一端通過(guò)硬連線相互連接，用于將作為對(duì)時(shí)服務(wù)器的主控制器產(chǎn)生的電平信號(hào)線接到其它的主控制器和備控制器的中斷引腳，通過(guò)硬連線的電平信號(hào)作時(shí)間標(biāo)簽，作為對(duì)時(shí)報(bào)文的修正依據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于多組冗余控制器的對(duì)時(shí)系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)作為對(duì)時(shí)服務(wù)器的主控制器出現(xiàn)對(duì)時(shí)功能故障不能正常工作時(shí)，依照順序，下一組冗余控制器中的主控制器切換為新的對(duì)時(shí)服務(wù)器，其它主控制器和備控制器作為對(duì)時(shí)客戶端。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于多組冗余控制器的對(duì)時(shí)系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)作為對(duì)時(shí)服務(wù)器的主控制器出現(xiàn)對(duì)時(shí)功能以外的故障時(shí)，同組冗余控制器中的備控制器與該主控制器功能模式相互調(diào)換，同組冗余控制器中的備控制器切換為新的對(duì)時(shí)服務(wù)器，其他所有主控制器和備控制器作為對(duì)時(shí)客戶端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的一種基于多組冗余控制器的對(duì)時(shí)系統(tǒng)，其特征在于還包括集控系統(tǒng)，所述多組冗余控制器中設(shè)置有執(zhí)行功能邏輯塊，所述集控系統(tǒng)中設(shè)置有GPS對(duì)時(shí)模塊，所述執(zhí)行功能邏輯塊通過(guò)以太網(wǎng)與集控系統(tǒng)的GPS對(duì)時(shí)模塊進(jìn)行交互獲取GPS時(shí)間報(bào)文，用于更新對(duì)時(shí)服務(wù)器的時(shí)間和同步其它主控制器和備控制器的時(shí)間。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于多組冗余控制器的對(duì)時(shí)系統(tǒng)，采用帶時(shí)間修正功能的局域?qū)r(shí)系統(tǒng)與多組對(duì)時(shí)主控制器采用全球定位系統(tǒng)(GPS)定期對(duì)時(shí)相結(jié)合的方式，通過(guò)局域?qū)r(shí)系統(tǒng)和對(duì)時(shí)主控制器通過(guò)GPS定期更新時(shí)間，彌補(bǔ)了網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)慢、精度不夠的缺點(diǎn)，且不需要專用的對(duì)時(shí)線路；通過(guò)多組對(duì)時(shí)主控制器實(shí)現(xiàn)了冗余功能，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提供了對(duì)時(shí)功能的精確性，保證了對(duì)時(shí)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
文檔編號(hào)H04L7/08GK102932132SQ20121043014
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月1日
發(fā)明者楊春瑜, 吳勝華, 田海波 申請(qǐng)人:南京國(guó)電南自美卓控制系統(tǒng)有限公司