專利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)冗余電控系統(tǒng)切換電路及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)，特別涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)冗余電控系統(tǒng)切換電路及控制方法。
背景技術(shù)：
為了提高系統(tǒng)的可靠性，系統(tǒng)中的關(guān)健單元或系統(tǒng)通常采用主備熱備份的冗余技術(shù)。所謂主備熱備份是指相同的兩個(gè)單元或系統(tǒng)同時(shí)工作，一個(gè)為正常工作用，另一個(gè)為備用，當(dāng)正常工作用的單元或系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)能夠自動(dòng)啟用備用單元或切換到備用系統(tǒng)，保證系統(tǒng)工作的連續(xù)性。
在發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制設(shè)備中，系統(tǒng)的可靠性是極為重要的，特別在一些關(guān)鍵應(yīng)用領(lǐng)域如電站機(jī)組發(fā)動(dòng)機(jī)控制、軍用艦船主/輔發(fā)動(dòng)機(jī)控制等，為保證在電控系統(tǒng)故障的情況下維持柴油機(jī)不間斷的應(yīng)急運(yùn)行，均有必要采用熱備份電控系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括主、備兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的分系統(tǒng)，在主系統(tǒng)正常時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)在主控制系統(tǒng)的控制下運(yùn)行，備用系統(tǒng)處在監(jiān)視狀態(tài)，一旦主系統(tǒng)出現(xiàn)故障或主系統(tǒng)外圍關(guān)鍵電路出現(xiàn)故障，則由備用系統(tǒng)接替主系統(tǒng)完成對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)急運(yùn)行控制。
在現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)中，一般是單系統(tǒng)，在出現(xiàn)故障時(shí)必須停機(jī)更換，不能實(shí)現(xiàn)故障時(shí)的應(yīng)急連續(xù)運(yùn)行。對(duì)熱備份技術(shù)的研究與應(yīng)用，在通訊設(shè)備領(lǐng)域相對(duì)較多，但由于發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)涉及的輸入、輸出信號(hào)數(shù)量多，類型復(fù)雜，既有開關(guān)量多輸入輸出，又有各種模擬信號(hào)。在保證主、備系統(tǒng)工作的協(xié)調(diào)性、切換的平穩(wěn)性，避免發(fā)生故障的控制系統(tǒng)對(duì)工作系統(tǒng)的干擾，其技術(shù)要求與通訊設(shè)備有很大區(qū)別。也曾有一些對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)熱備份電控系統(tǒng)的探討性研究，但僅限于主備系統(tǒng)的自動(dòng)鑒別措施等，且采取的電路一般都為簡單的邏輯門電路和單一的控制信號(hào)源，尚不具備實(shí)用價(jià)值，因此也沒有相關(guān)的實(shí)際應(yīng)用。
目前已知的冗余切換控制方法中，當(dāng)互為冗余的兩個(gè)邏輯對(duì)象同時(shí)上電時(shí)，通過設(shè)定一個(gè)定時(shí)器的方式來確定邏輯對(duì)象的邏輯狀態(tài)，相關(guān)專利文獻(xiàn)請參考公開號(hào)為CN 1275000A的中國專利申請。公開號(hào)1591348A的中國專利申請文件《冗余切換控制方法及電路》采用三輸入端與非邏輯電路實(shí)現(xiàn)故障的判別與冗余切換，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)故障程度來決定是否切換和手動(dòng)切換的功能。
但總的來說，現(xiàn)有的冗余切換電路和方法均存在如下的一些缺點(diǎn)1.采用簡單的門電路來實(shí)現(xiàn)冗余邏輯處理，不能對(duì)系統(tǒng)故障時(shí)可能產(chǎn)生的錯(cuò)誤信號(hào)進(jìn)行鑒別，影響該冗余電路工作的可靠性；
2.采用單一的邏輯信號(hào)作為輸入信號(hào)，在受到外界干擾時(shí)容易產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作；3.對(duì)系統(tǒng)上電復(fù)位處理不完善，沒有提供上電復(fù)位過程的邏輯信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)外部接口的有效控制；4.不具有數(shù)據(jù)同步接口，不能保證冗余系統(tǒng)狀態(tài)同步，滿足不了系統(tǒng)切換平穩(wěn)過渡的要求；5.不具備對(duì)故障系統(tǒng)重新復(fù)位以嘗試恢復(fù)系統(tǒng)的功能。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種用以提高主備系統(tǒng)切換的可靠性、平穩(wěn)性和實(shí)時(shí)性的發(fā)動(dòng)機(jī)冗余電控系統(tǒng)切換電路及控制方法。
本發(fā)明的組成為本發(fā)明的產(chǎn)品的技術(shù)方案是它包括分別設(shè)置于兩塊功能結(jié)構(gòu)相同的電路板上的主、備用系統(tǒng)裝置控制電路，每個(gè)控制電路包括CPU處理器，其特征在于每個(gè)控制電路至少包括信息交換電路，用于主、備用系統(tǒng)裝置按一定的周期刷新工作狀態(tài)字，向?qū)Ψ酱_認(rèn)自己的工作狀態(tài)特征信息，否則被判定為系統(tǒng)故障，在正常工作時(shí)工作系統(tǒng)裝置將當(dāng)前的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)和操作指令傳遞給備用系統(tǒng)裝置；CPU接口電路，用于接收CPU處理器發(fā)送的命令字，進(jìn)行數(shù)據(jù)鎖存和讀寫控制操作，并將CPU處理器發(fā)送的命令字輸出給主備控制邏輯電路；主備控制邏輯電路，用于處理CPU接口電路接收的CPU處理器發(fā)送的命令字，根據(jù)CPU接口電路提供的命令字與預(yù)設(shè)的命令字特征值進(jìn)行匹配，產(chǎn)生相應(yīng)的控制輸出操作信號(hào)，如不能與設(shè)定命令字值匹配，則不改變當(dāng)前狀態(tài)；狀態(tài)處理邏輯電路，用于接收對(duì)方控制邏輯電路產(chǎn)生的控制輸出操作信號(hào)，根據(jù)本地主備控制邏輯電路產(chǎn)生的控制輸出操作信號(hào)和對(duì)方主備控制邏輯電路產(chǎn)生的控制輸出操作信號(hào)，產(chǎn)生本地操作信號(hào)；CPU接口電路輸入和系統(tǒng)處理器數(shù)據(jù)總線或IO端口連接，其輸出連接主備控制邏輯電路的輸入；主備控制邏輯電路的輸出分兩組一組連接本地狀態(tài)處理邏輯電路，一組連接對(duì)方狀態(tài)處理邏輯電路；狀態(tài)處理邏輯電路的輸入連接本地和對(duì)方主備控制邏輯電路的輸出，并根據(jù)輸入信號(hào)邏輯關(guān)系輸出復(fù)位和IO控制信號(hào)，連接本地CPU復(fù)位電路和IO輸出控制電路。信息交換電路分別連接各自的處理器通訊端口，并在主備系統(tǒng)之間收發(fā)交叉連接。
本發(fā)明的控制方法為至少包括以下的步驟a.主、備用系統(tǒng)裝置周期性的通過信息交換電路向?qū)Ψ教峁顟B(tài)確認(rèn)特征信息和工作數(shù)據(jù)，進(jìn)行相互間的狀態(tài)監(jiān)視和數(shù)據(jù)同步；
b.備用系統(tǒng)裝置在根據(jù)對(duì)方提供的狀態(tài)確認(rèn)特征信息確認(rèn)對(duì)方工作正常時(shí)，接收對(duì)方工作數(shù)據(jù)，保持主、備用系統(tǒng)裝置間的數(shù)據(jù)同步；c.備用系統(tǒng)在根據(jù)對(duì)方提供的狀態(tài)確認(rèn)特征信息確認(rèn)對(duì)方故障或在一定周期內(nèi)未收到對(duì)方正常狀態(tài)確認(rèn)特征信息時(shí)，輸出控制命令字使對(duì)方輸出無效并復(fù)位對(duì)方處理器，置己方輸出使能并在同步數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上開始工作；d.故障系統(tǒng)在重新復(fù)位后若未能恢復(fù)正常，則繼續(xù)維持當(dāng)前工作狀態(tài)，同時(shí)工作系統(tǒng)會(huì)周期性的向主備控制電路發(fā)送輸出控制命令字以嘗試恢復(fù)故障系統(tǒng)；e.故障系統(tǒng)在重新復(fù)位后若恢復(fù)正常，則通過信息交換電路向?qū)Ψ教峁顟B(tài)確認(rèn)特征信息并接收對(duì)方提供的工作數(shù)據(jù)，并通過對(duì)主備控制電路發(fā)送命令字設(shè)置己方的輸出禁止控制；f.工作系統(tǒng)在確認(rèn)故障系統(tǒng)恢復(fù)正常后，通過向主備控制電路發(fā)送輸出控制命令字取消對(duì)原故障系統(tǒng)對(duì)控制，恢復(fù)對(duì)方的自主控制；g.狀態(tài)處理電路根據(jù)輸入信號(hào)的邏輯值，與特定的邏輯組合進(jìn)行匹配，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，否則不發(fā)信號(hào)。
本發(fā)明中CPU接口電路、主備控制邏輯電路和狀態(tài)處理邏輯電路可以采用一組獨(dú)立邏輯器件或一片可編程邏輯器件完成。
通過信息交換電路，主、備用系統(tǒng)進(jìn)行相互監(jiān)視、狀態(tài)確認(rèn)，完成數(shù)據(jù)和操作指令的傳遞，實(shí)現(xiàn)主、備系統(tǒng)的切換控制和數(shù)據(jù)同步，保證系統(tǒng)切換后的狀態(tài)一致性。
CPU接口電路采用邏輯電路或可編程邏輯器件構(gòu)成，用于接收CPU發(fā)送的命令字，實(shí)現(xiàn)對(duì)CPU命令字的接收和鎖存處理。
主備控制邏輯電路根據(jù)CPU接口電路鎖存的命令字產(chǎn)生控制邏輯輸出。所述的命令字至少包括本地輸出禁止/使能命令字、遠(yuǎn)程輸出禁止/使能命令字、遠(yuǎn)程處理器復(fù)位命令字等。
狀態(tài)處理邏輯電路根據(jù)主、備電控系統(tǒng)的主備控制邏輯電路輸入信號(hào)產(chǎn)生控制輸出，所述的控制輸出至少包括輸出禁止/使能信號(hào)、處理器復(fù)位信號(hào)等。
信息交換電路可以采用雙口RAM構(gòu)成，也可以通過現(xiàn)場總線方式，實(shí)現(xiàn)冗余控制系統(tǒng)中主、備控制系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換。
主備控制電路的命令字由數(shù)據(jù)總線或一組I/O接口的特定邏輯值組合構(gòu)成，其輸出信號(hào)也采用一組邏輯信號(hào)組合為不同控制信號(hào)。
狀態(tài)處理邏輯電路的輸入信號(hào)包括主、備系統(tǒng)的主備控制電路根據(jù)命令字產(chǎn)生的控制邏輯輸出。
冗余電控系統(tǒng)切換電路的主備控制命令字和輸出的主備切換控制信號(hào)均由一組特定的邏輯值構(gòu)成，該邏輯值由邏輯電路組合或編程確定，故障判定周期和故障復(fù)位控制周期值由主、備控制系統(tǒng)根據(jù)切換性能要求和CPU復(fù)位時(shí)序要求通過軟件設(shè)定的定時(shí)周期確定。
本發(fā)明可以提高主備系統(tǒng)切換的可靠性、平穩(wěn)性和實(shí)時(shí)性，并著重解決以下問題1.避免系統(tǒng)故障和干擾而產(chǎn)生的錯(cuò)誤信號(hào)影響冗余切換電路工作狀態(tài)；2.避免上電過程冗余系統(tǒng)輸出邏輯的不確定性或邏輯沖突；3.避免系統(tǒng)切換過程中對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)控制的不連續(xù)，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的平穩(wěn)性；4.實(shí)現(xiàn)對(duì)故障系統(tǒng)的自動(dòng)復(fù)位。
本發(fā)明通過在主備電路板之間采用數(shù)字信號(hào)對(duì)主備狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測信息產(chǎn)生主備控制命令。其中，實(shí)現(xiàn)對(duì)主備狀態(tài)的監(jiān)測主要是通過比較對(duì)方傳送的特征信號(hào)，利用連續(xù)刷新的特征信號(hào)確定對(duì)方的狀態(tài)是否正常，并根據(jù)主備狀態(tài)信息確定切換邏輯電路控制狀態(tài)，提高切換的準(zhǔn)確性和可靠性。本發(fā)明由硬件和軟件相結(jié)合實(shí)現(xiàn)，設(shè)定靈活，結(jié)構(gòu)上簡單、可靠、穩(wěn)定。


圖1為現(xiàn)有統(tǒng)冗余切換電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明發(fā)動(dòng)機(jī)冗余電控系統(tǒng)切換電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的狀態(tài)邏輯示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
結(jié)合圖2，本實(shí)施例切換電路至少包括CPU接口電路、主備控制邏輯電路、狀態(tài)處理邏輯電路以及信息交換電路。
CPU處理器通過CPU接口電路提供命令字給主備控制邏輯電路，該命令字包括本地輸出禁止/使能命令字、遠(yuǎn)程輸出禁止/使能命令字、遠(yuǎn)程處理器復(fù)位命令字。該命令字的寫入要符合總線的寫邏輯時(shí)序，避免復(fù)位過程中或系統(tǒng)異常時(shí)可能產(chǎn)生的錯(cuò)誤信號(hào)。
假定CPU接口電路采用16位總線接口，主備控制邏輯命令字定義為本地輸出禁止命令字-0xaaa0；本地輸出使能命令字-0xaa0a；遠(yuǎn)程輸出禁止/CPU復(fù)位命令字-0x5550；遠(yuǎn)程輸出禁止/CPU復(fù)位取消命令字-0x5505；遠(yuǎn)程控制取消命令字-0x5555。其他值為無效數(shù)據(jù)，禁止本地輸出并取消遠(yuǎn)程控制。
主備控制邏輯電路根據(jù)CPU接口電路提供的數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的命令字特征值進(jìn)行匹配，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)。該控制信號(hào)包括“本地輸出禁止/使能”控制信號(hào)，“遠(yuǎn)程輸出禁止/使能”信號(hào)和“遠(yuǎn)程CPU復(fù)位”信號(hào)。其中“遠(yuǎn)程輸出禁止/使能”信號(hào)和“遠(yuǎn)程CPU復(fù)位”信號(hào)提供給對(duì)方狀態(tài)處理邏輯電路，采用多信號(hào)組合的特征值方式輸出，以提高系統(tǒng)的可靠性。假定主備控制邏輯電路輸出的主備控制信號(hào)采用8個(gè)信號(hào)值，定義遠(yuǎn)程輸出禁止/CPU復(fù)位輸出邏輯值為0x55；遠(yuǎn)程輸出禁止/CPU復(fù)位取消命令字為0xaa；其他值取消遠(yuǎn)程控制。
如輸入時(shí)序不對(duì)或不能與設(shè)定命令字值匹配，則不改變當(dāng)前狀態(tài)，以避免因處理器或總線故障產(chǎn)生的錯(cuò)誤操作。
狀態(tài)處理邏輯電路根據(jù)本地主備控制邏輯電路產(chǎn)生的控制信號(hào)和對(duì)方主備控制邏輯電路產(chǎn)生的控制信號(hào)，產(chǎn)生“本地輸出使能/禁止”信號(hào)和“本地CPU復(fù)位信號(hào)”，以隔離非工作系統(tǒng)的輸出控制或嘗試重起動(dòng)故障系統(tǒng)。
信息交換電路一方面實(shí)現(xiàn)主、備系統(tǒng)裝置的狀態(tài)監(jiān)測，工作時(shí)主、備控制系統(tǒng)必須按一定的周期刷新狀態(tài)字，向?qū)Ψ酱_認(rèn)自己的工作狀態(tài)特征信息，否則被判定為系統(tǒng)故障；另一方面在主、備系統(tǒng)正常時(shí)工作系統(tǒng)要實(shí)時(shí)通過信息交換電路把系統(tǒng)當(dāng)前的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)、操作指令等傳遞給備用系統(tǒng)，使備用系統(tǒng)與工作系統(tǒng)同步，保證在切換時(shí)兩者狀態(tài)的一致性和切換過程發(fā)動(dòng)機(jī)控制的平穩(wěn)性。
結(jié)合圖3，本實(shí)施例的具體工作過程是1.系統(tǒng)上電后，由于主、備系統(tǒng)的CPU接口數(shù)據(jù)不和任何命令字匹配，主備控制邏輯電路輸出一“本地輸出禁止”信號(hào)，取消“遠(yuǎn)程輸出禁止”和“遠(yuǎn)程CPU復(fù)位”信號(hào)，使在系統(tǒng)在上電到系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中禁止任何輸出控制信號(hào)和主、備控制信號(hào)，主、備系統(tǒng)各自獨(dú)立地進(jìn)行系統(tǒng)的復(fù)位和系統(tǒng)初始化操作。
2.主、備控制系統(tǒng)各自獨(dú)立完成系統(tǒng)初始化后，主系統(tǒng)CPU根據(jù)初始化結(jié)果輸出本地輸出使能命令字0xaa0a，備系統(tǒng)CPU輸出本地輸出禁止控制命令字0xaaa0，使主、備系統(tǒng)分別運(yùn)行在工作和備用狀態(tài)。
3.主、備系統(tǒng)分別周期性地刷新并通過信息交換電路向?qū)Ψ教峁┻\(yùn)行狀態(tài)標(biāo)志，接收、處理對(duì)方提供的運(yùn)行狀態(tài)標(biāo)志。同時(shí)工作系統(tǒng)(主系統(tǒng))定時(shí)向備用系統(tǒng)提供工作狀態(tài)數(shù)據(jù)和操作指令等。若備用系統(tǒng)正常，則備用系統(tǒng)接收工作系統(tǒng)提供的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)和操作指令，保持系統(tǒng)狀態(tài)的同步。
4.若備用系統(tǒng)故障，工作系統(tǒng)CPU向主備控制邏輯電路輸出“遠(yuǎn)程輸出禁止/CPU復(fù)位”命令字0x5550和“遠(yuǎn)程輸出禁止/CPU復(fù)位取消”命令字0x5505，使工作系統(tǒng)向備用系統(tǒng)輸出“輸出禁止”和“處理器復(fù)位”邏輯信號(hào)；備用系統(tǒng)的狀態(tài)處理邏輯電路根據(jù)該信號(hào)產(chǎn)生控制信號(hào)中止輸出，并向處理器提供一復(fù)位時(shí)序信號(hào)，嘗試重新起動(dòng)備用系統(tǒng)。
5.若主系統(tǒng)故障，無法正確刷新狀態(tài)特征字和提供運(yùn)行數(shù)據(jù)，備系統(tǒng)CPU輸出遠(yuǎn)程輸出禁止/CPU復(fù)位”命令字0x5550和“遠(yuǎn)程輸出禁止/CPU復(fù)位取消”命令字0x5505，使備用系統(tǒng)向工作系統(tǒng)輸出“輸出禁止”和“處理器復(fù)位”邏輯信號(hào)；工作系統(tǒng)的狀態(tài)處理邏輯電路根據(jù)該信號(hào)產(chǎn)生控制信號(hào)中止輸出并復(fù)位，備用系統(tǒng)CPU再通過輸出本地輸出使能命令字0xaa0a，使備用系統(tǒng)轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)。
6.主系統(tǒng)重新復(fù)位后若恢復(fù)正常，則轉(zhuǎn)入備用狀態(tài)，同時(shí)通過信息交換電路向工作系統(tǒng)提供狀態(tài)信息和刷新狀態(tài)標(biāo)志，接收工作系統(tǒng)提供的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)和操作指令，保持和工作系統(tǒng)的同步。
6.主系統(tǒng)若恢復(fù)正常轉(zhuǎn)入備用狀態(tài)后，輸出“本地輸出禁止”命令字0xaaa0禁止本地輸出控制，當(dāng)前工作系統(tǒng)輸出“遠(yuǎn)程控制取消”命令字0x5555撤消控制信號(hào)，恢復(fù)對(duì)方的自主控制權(quán)。
8.主、備系統(tǒng)均正常時(shí)通過外部輸入切換指令，主、備系統(tǒng)的CPU各自獨(dú)立通過向主備控制邏輯電路輸出命令字完成輸出禁止或使能的切換操作，實(shí)現(xiàn)輸出使能或禁止的獨(dú)立控制，同時(shí)通過信息交換電路進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)標(biāo)志的交換與確認(rèn)。
權(quán)利要求
1.發(fā)動(dòng)機(jī)冗余電控系統(tǒng)切換電路，包括分別設(shè)置于兩塊功能結(jié)構(gòu)相同的電路板上的主、備用系統(tǒng)裝置控制電路，每個(gè)控制電路包括CPU處理器，其特征在于每個(gè)控制電路至少包括信息交換電路，用于主、備用系統(tǒng)裝置按一定的周期刷新工作狀態(tài)字，向?qū)Ψ酱_認(rèn)自己的工作狀態(tài)特征信息，否則被判定為系統(tǒng)故障，在正常工作時(shí)工作系統(tǒng)裝置將當(dāng)前的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)和操作指令傳遞給備用系統(tǒng)裝置；CPU接口電路，用于接收CPU處理器發(fā)送的命令字，進(jìn)行數(shù)據(jù)鎖存和讀寫控制操作，并將CPU處理器發(fā)送的命令字輸出給主備控制邏輯電路；主備控制邏輯電路，用于處理CPU接口電路接收的CPU處理器發(fā)送的命令字，根據(jù)CPU接口電路提供的命令字與預(yù)設(shè)的命令字特征值進(jìn)行匹配，產(chǎn)生相應(yīng)的控制輸出操作信號(hào)，如不能與設(shè)定命令字值匹配，則不改變當(dāng)前狀態(tài)；狀態(tài)處理邏輯電路，用于接收對(duì)方控制邏輯電路產(chǎn)生的控制輸出操作信號(hào)，根據(jù)本地主備控制邏輯電路產(chǎn)生的控制輸出操作信號(hào)和對(duì)方主備控制邏輯電路產(chǎn)生的控制輸出操作信號(hào)，產(chǎn)生本地操作信號(hào)；CPU接口電路輸入和系統(tǒng)處理器數(shù)據(jù)總線或IO端口連接，其輸出連接主備控制邏輯電路的輸入；主備控制邏輯電路的輸出分兩組一組連接本地狀態(tài)處理邏輯電路，一組連接對(duì)方狀態(tài)處理邏輯電路；狀態(tài)處理邏輯電路的輸入連接本地和對(duì)方主備控制邏輯電路的輸出，并根據(jù)輸入信號(hào)邏輯關(guān)系輸出復(fù)位和IO控制信號(hào)，連接本地CPU復(fù)位電路和IO輸出控制電路。信息交換電路分別連接各自的處理器通訊端口，并在主備系統(tǒng)之間收發(fā)交叉連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)冗余電控系統(tǒng)切換電路，其特征在于所述的CPU接口電路、主備控制邏輯電路和狀態(tài)處理邏輯電路采用邏輯電路或可編程邏輯器件構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)冗余電控系統(tǒng)切換電路，其特征在于所述的信息交換電路采用雙口RAM型式或現(xiàn)場總線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)冗余電控系統(tǒng)切換電路，其特征在于所述的狀態(tài)處理邏輯電路的輸入信號(hào)由包括主、備用系統(tǒng)裝置的主、備用控制邏輯電路根據(jù)命令字產(chǎn)生的控制邏輯輸出信號(hào)。
5.發(fā)動(dòng)機(jī)冗余電控系統(tǒng)切換控制方法，其特征在于該方法至少包括以下的步驟a.主、備用系統(tǒng)裝置周期性的通過信息交換電路向?qū)Ψ教峁顟B(tài)確認(rèn)特征信息和工作數(shù)據(jù)，進(jìn)行相互間的狀態(tài)監(jiān)視和數(shù)據(jù)同步；b.備用系統(tǒng)裝置在根據(jù)對(duì)方提供的狀態(tài)確認(rèn)特征信息確認(rèn)對(duì)方工作正常時(shí)，接收對(duì)方工作數(shù)據(jù)，保持主、備用系統(tǒng)裝置間的數(shù)據(jù)同步；c.備用系統(tǒng)在根據(jù)對(duì)方提供的狀態(tài)確認(rèn)特征信息確認(rèn)對(duì)方故障或在一定周期內(nèi)未收到對(duì)方正常狀態(tài)確認(rèn)特征信息時(shí)，輸出控制命令字使對(duì)方輸出無效并復(fù)位對(duì)方處理器，置己方輸出使能并在同步數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上開始工作；d.故障系統(tǒng)在重新復(fù)位后若未能恢復(fù)正常，則繼續(xù)維持當(dāng)前工作狀態(tài)，同時(shí)工作系統(tǒng)會(huì)周期性的向主備控制電路發(fā)送輸出控制命令字以嘗試恢復(fù)故障系統(tǒng)；e.故障系統(tǒng)在重新復(fù)位后若恢復(fù)正常，則通過信息交換電路向?qū)Ψ教峁顟B(tài)確認(rèn)特征信息并接收對(duì)方提供的工作數(shù)據(jù)，并通過對(duì)主備控制電路發(fā)送命令字設(shè)置己方的輸出禁止控制；f.工作系統(tǒng)在確認(rèn)故障系統(tǒng)恢復(fù)正常后，通過向主備控制電路發(fā)送輸出控制命令字取消對(duì)原故障系統(tǒng)對(duì)控制，恢復(fù)對(duì)方的自主控制；g.狀態(tài)處理電路根據(jù)輸入信號(hào)的邏輯值，與特定的邏輯組合進(jìn)行匹配，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，否則不發(fā)信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)動(dòng)機(jī)冗余電控系統(tǒng)切換控制方法，其特征在于所述的主備控制邏輯電路根據(jù)CPU處理器的命令字產(chǎn)生控制邏輯輸出，所述的命令字至少包括本地輸出禁止/使能命令字、遠(yuǎn)程輸出禁止/使能命令字和遠(yuǎn)程處理器復(fù)位命令字。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的發(fā)動(dòng)機(jī)冗余電控系統(tǒng)切換控制方法，其特征在于所述的狀態(tài)處理邏輯電路根據(jù)輸入信號(hào)產(chǎn)生控制輸出操作信號(hào)，所述的控制輸出操作信號(hào)至少包括輸出禁止/使能信號(hào)和處理器復(fù)位信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的發(fā)動(dòng)機(jī)冗余電控系統(tǒng)切換控制方法，其特征在于所述的主備控制電路的命令字由數(shù)據(jù)總線或一組I/O接口的特定邏輯值組合構(gòu)成，控制輸出操作信號(hào)也采用一組邏輯信號(hào)組合為不同控制信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)動(dòng)機(jī)冗余電控系統(tǒng)切換控制方法，其特征在于所述的控制命令字和輸出的主備切換控制信號(hào)均由一組特定的邏輯值構(gòu)成，該邏輯值由邏輯電路組合或編程確定，故障判定周期和故障復(fù)位控制周期值由主備邏輯控制電路根據(jù)切換性能要求通過軟件的查詢周期確定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)動(dòng)機(jī)冗余電控系統(tǒng)切換電路及控制方法，電路包括分別設(shè)置于兩塊功能結(jié)構(gòu)相同的電路板上的主、備用系統(tǒng)裝置控制電路，每個(gè)控制電路包括CPU處理器，信息交換電路，CPU接口電路，主備控制邏輯電路和狀態(tài)處理邏輯電路，本發(fā)明通過在主備電路板之間采用數(shù)字信號(hào)對(duì)主備狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測信息產(chǎn)生主備控制命令。其中，實(shí)現(xiàn)對(duì)主備狀態(tài)的監(jiān)測主要是通過比較對(duì)方傳送的特征信號(hào)，利用連續(xù)刷新的特征信號(hào)確定對(duì)方的狀態(tài)是否正常，并根據(jù)主備狀態(tài)信息確定切換邏輯電路控制狀態(tài)，提高切換的準(zhǔn)確性和可靠性。本發(fā)明由硬件和軟件相結(jié)合實(shí)現(xiàn)，設(shè)定靈活，結(jié)構(gòu)上簡單、可靠、穩(wěn)定。
文檔編號(hào)G05B19/048GK101030073SQ20071007196
公開日2007年9月5日 申請日期2007年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月30日
發(fā)明者李文輝, 石勇, 費(fèi)紅姿 申請人:哈爾濱工程大學(xué)