CN109143839A - 一种高容错的传感器冗余控制方法 - Google Patents

一种高容错的传感器冗余控制方法 Download PDF

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文芳
文芳一
黄孝平
黄文哲
韦中新
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    • G05B9/00—Safety arrangements
    • G05B9/02—Safety arrangements electric
    • G05B9/03—Safety arrangements electric with multiple-channel loop, i.e. redundant control systems

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Abstract

本发明提供了一种高容错的传感器冗余控制方法，包括两种运行状态：a.正常状态：在每一控制周期内，轮流接收总线上有“正常”标记的两个信息采集器所发送的传感器数据，并进行对比，如两个信息采集器所发送的传感器数据中任意一类两个数值相差超过N则进入到异常状态，如无则选取与目标值之差更大且未超出阈值的一个采用，将另一个删除；b.异常状态。本发明通过两种状态切换的方式，能够在传感器冗余控制***的基础上有效实现尽可能低的计算量、尽可能少的暂停等待维护时间，相对现有技术的传感器冗余设置而言，提高了故障传感器识别准确度，降低了暂停等待维护的次数。

Description

一种高容错的传感器冗余控制方法
技术领域
本发明涉及一种高容错的传感器冗余控制方法。
背景技术
当下传感器大量使用，一般的智能(自动)***从原理上而言都是“传感器-控制器-执行机构”的结构，但是实践当中发现，企业为了节约成本，常用较为便宜的传感器，极容易因长时间使用而发生故障，当传感器发生故障时，其信号量(或数据)会有明显异常，此时容易导致控制失常，现有技术的冗余设置一般都是设置两个传感器，但是这种设置方式中，如两个传感器同时工作，当故障发生时难以分辨具体发生故障的是哪个传感器，一般只能直接停机待维护，耗费时间，而如两个传感器仅工作一个，则如何判定传感器异常、何时切入备用传感器是难以确定的问题。
基于此，本公司设计了如图1所示的一种高容错的传感器冗余控制***(已另外申请专利)，但对于该高容错的传感器冗余控制***如何控制以确保尽可能低的计算量、尽可能少的暂停等待维护时间，现有技术并没有给出方案。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种高容错的传感器冗余控制方法，该高容错的传感器冗余控制方法通过两种状态切换的方式，能够在传感器冗余控制***的基础上有效实现尽可能低的计算量、尽可能少的暂停等待维护时间。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种高容错的传感器冗余控制方法，包括两种运行状态：
a.正常状态：在每一控制周期内，轮流接收总线上有“正常”标记的两个信息采集器所发送的传感器数据，并进行对比，如两个信息采集器所发送的传感器数据中任意一类两个数值相差超过N则进入到异常状态，如无则选取与目标值之差更大且未超出阈值的一个采用，将另一个删除；
b.异常状态：选取第三个有“正常”标记的信息采集器发送唤醒电平，等待一个控制周期后轮流接收三个信息采集器所发送的传感器数据，如三个信息采集器所发送的传感器数据中有任意一类三个数值中有一个大于其他两个中任意一个的N，则将该这个数值对应的信息采集器标记“异常”，同时停止接收该信息采集器的数据，并进入到正常状态。
所述N为7％～15％。
信息采集器的数据停止接收后，该信息采集器进入至休眠状态。
有信息采集器被标记为“异常”时，每M个控制周期向外部发送一次提示信息。
所述提示信息包括被标记为“异常”的信息采集器编号、被标记为“异常”的信息采集器数量、数据异常的传感器安装点编号。
所述M取如下数值中任意一个：1、6、12、20。
所述阈值为控制目标值。
在所述异常状态中，如无法找到第三个有“正常”标记的信息采集器，则暂停以待维护并发出警告信息。
本发明的有益效果在于：通过两种状态切换的方式，能够在传感器冗余控制***的基础上有效实现尽可能低的计算量、尽可能少的暂停等待维护时间，相对现有技术的传感器冗余设置而言，提高了故障传感器识别准确度，降低了暂停等待维护的次数。
附图说明
图1是本发明所应用的一种高容错的传感器冗余控制***的连接示意图。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
为顺利控制本公司设计的高容错的传感器冗余控制***，本发明提供了一种高容错的传感器冗余控制方法，包括两种运行状态：
a.正常状态：在每一控制周期内，轮流接收总线上有“正常”标记的两个信息采集器(如信息采集器1#和2#)所发送的传感器数据，并进行对比，如两个信息采集器所发送的传感器数据中任意一类(如温度测量值)两个数值相差超过N(如两个温度测量值分别为1#：90℃和2#：78℃，N取10％)则进入到异常状态，如无(如两个温度测量值分别为1#：90℃和2#：87℃，N取10％)则选取与目标值之差更大且未超出控制目标值(如89℃)的一个采用(此时采用2#：87℃)，将另一个删除；
b.异常状态：选取第三个有“正常”标记的信息采集器(如信息采集器3#)发送唤醒电平，等待一个控制周期后轮流接收三个信息采集器所发送的传感器数据，如三个信息采集器所发送的传感器数据中有任意一类三个数值(如温度测量值，分别为1#：91℃、2#：78℃、3#：88℃)中有一个大于其他两个中任意一个的N(N取10％，则2#：78℃显然异常)，则将该这个数值对应的信息采集器标记“异常”(即信息采集器2#标记为“异常”)，同时停止接收该信息采集器的数据，并进入到正常状态。
所述N为7％～15％。
信息采集器的数据停止接收后，该信息采集器进入至休眠状态。
有信息采集器被标记为“异常”时，每M个控制周期向外部发送一次提示信息，M取如下数值中任意一个：1、6、12、20。该提示信息主要是提示维护人员检查故障，便于在线更换传感器。
所述提示信息包括被标记为“异常”的信息采集器编号、被标记为“异常”的信息采集器数量、数据异常的传感器安装点编号。这些信息应当在信息采集器发送的数据包中一并封装。
在所述异常状态中，如无法找到第三个有“正常”标记的信息采集器，则意味着缺乏第三个传感器来对比以判断哪个传感器异常，控制过程可能因为传感器数据异常而出错，故暂停以待维护并发出警告信息。

Claims (8)

1.一种高容错的传感器冗余控制方法，其特征在于：包括两种运行状态：
a.正常状态：在每一控制周期内，轮流接收总线上有“正常”标记的两个信息采集器所发送的传感器数据，并进行对比，如两个信息采集器所发送的传感器数据中任意一类两个数值相差超过N则进入到异常状态，如无则选取与目标值之差更大且未超出阈值的一个采用，将另一个删除；
b.异常状态：选取第三个有“正常”标记的信息采集器发送唤醒电平，等待一个控制周期后轮流接收三个信息采集器所发送的传感器数据，如三个信息采集器所发送的传感器数据中有任意一类三个数值中有一个大于其他两个中任意一个的N，则将该这个数值对应的信息采集器标记“异常”，同时停止接收该信息采集器的数据，并进入到正常状态。
2.如权利要求1所述的高容错的传感器冗余控制方法，其特征在于：所述N为7％～15％。
3.如权利要求1所述的高容错的传感器冗余控制方法，其特征在于：信息采集器的数据停止接收后，该信息采集器进入至休眠状态。
4.如权利要求1所述的高容错的传感器冗余控制方法，其特征在于：有信息采集器被标记为“异常”时，每M个控制周期向外部发送一次提示信息。
5.如权利要求4所述的高容错的传感器冗余控制方法，其特征在于：所述提示信息包括被标记为“异常”的信息采集器编号、被标记为“异常”的信息采集器数量、数据异常的传感器安装点编号。
6.如权利要求4所述的高容错的传感器冗余控制方法，其特征在于：所述M取如下数值中任意一个：1、6、12、20。
7.如权利要求1所述的高容错的传感器冗余控制方法，其特征在于：所述阈值为控制目标值。
8.如权利要求1所述的高容错的传感器冗余控制方法，其特征在于：在所述异常状态中，如无法找到第三个有“正常”标记的信息采集器，则暂停以待维护并发出警告信息。
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