主備系統及其并行輸出方法技術方案

本發明專利技術公開了一種主備系統，互為熱備份的A系和B系中的一個作為主系、另一個作為備系；主系通過IO端口從IO設備進行數據采集，進行運算以及二取二表決；主系將表決后的數據報文通過兩個通道輸出，第一通道由主系通過IO端口直接輸出，第二通道先由主系發送給備系、再由備系通過IO端口輸出；第二通道中，備系接收到主系發送的數據報文后對接收到的數據報文進行二取二校驗和表決，如果校驗和表決通過則直接輸出，如果校驗和表決不通過則不能輸出而直接丟棄。本發明專利技術還公開了一種主備系統的并行輸出方法。本發明專利技術能降低系統對于切換時間的要求，能簡化切換設計、降低成本，并有利于實現安全系統的熱切換。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及計算機控制領域，特別是涉及一種主備系統；本專利技術還涉及主備系統的并行輸出方法。
技術介紹
在安全控制系統設計領域，常見的安全體系架構包括二取二，三取二和二乘二取二等，其中，二乘二取二系統因其具有相對較好的RAMS(可靠性，可用性，可維護性，安全性)指標而在各種安全控制系統中得到廣泛地應用，而二乘二取二系統的雙系同步和切換機制又是影響此類系統RAMS指標的關鍵因素。因此，采用主備并行輸出的系統設計方法，有利于簡化雙系切換設計，提高系統的RAMS指標。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種主備系統，備系在運行過程中實時接收主系的輸出數據，并作為主系的IO同步輸出，能降低系統對于切換時間的要求，能簡化切換設計、降低成本，并有利于實現安全系統的熱切換。為此，本專利技術還提供一種主備系統的并行輸出方法。為解決上述技術問題，本專利技術提供的主備系統包括互為熱備份的A系和B系。A系通過IO端口和IO設備進行通信，B系通過IO端口和IO設備進行通信。A系和B系之間通過實時數據傳輸通道進行通信。A系和B系中的一個作為主系、另一個作為備系。所述主系通過IO端口獨立完成從所述IO設備進行數據采集，進行運算以及進行運算結果的二取二表決。所述主系將表決后的IO輸出數據報文通過兩個通道輸出，第一通道由所述主系通過IO端口直接對所述IO設備輸出，第二通道先由所述主系發送給所述備系、再由>所述備系通過IO端口對所述IO設備輸出。所述第二通道中，所述備系接收到所述主系發送的IO輸出數據報文后對接收到的IO輸出數據報文進行二取二校驗和表決，如果校驗和表決通過則直接輸出，如果校驗和表決不通過則不能輸出而直接丟棄。進一步的改進是，所述A系和所述B系之間的實時數據傳輸通道的轉發延時要滿足主備系統對IO端口的響應時間和IO設備自身的性能指標；所述A系和所述B系之間的實時數據傳輸通道的硬件可靠性要高于IO設備的可靠性指標。進一步的改進是，所述A系和所述B系之間的實時數據傳輸通道采用點對點的以太網通信。進一步的改進是，所述第二通道中，所述備系接收到所述主系發送的IO輸出數據報文后還包括對接收到的IO輸出數據報文進行安全性檢查。進一步的改進是，所述安全性檢查包括：報文順序，時效性，完整性。為解決上述技術問題，本專利技術提供的主備系統的并行輸出方法包括如下步驟：步驟一、對系統進行初始化，初始化完成后判斷A系和B系中的主備系狀態，A系和B系中的一個作為主系、另一個作為備系。步驟二、A系和B系之間建立實時數據傳輸通道并進行通信。步驟三、進行并行輸出，包括：所述主系通過IO端口獨立完成從所述IO設備進行數據采集，進行運算以及進行運算結果的二取二表決。所述主系將表決后的IO輸出數據報文通過兩個通道輸出，第一通道由所述主系通過IO端口直接對所述IO設備輸出，第二通道先由所述主系發送給所述備系、再由所述備系通過IO端口對所述IO設備輸出。所述第二通道中，所述備系接收到所述主系發送的IO輸出數據報文后對接收到的IO輸出數據報文進行二取二校驗和表決，如果校驗和表決通過則直接輸出，如果校驗和表決不通過則不能輸出而直接丟棄。進一步的改進是，所述A系和所述B系之間的實時數據傳輸通道的轉發延時要滿足主備系統對IO端口的響應時間和IO設備自身的性能指標；所述A系和所述B系之間的實時數據傳輸通道的硬件可靠性要高于IO設備的可靠性指標。進一步的改進是，所述A系和所述B系之間的實時數據傳輸通道采用點對點的以太網通信。進一步的改進是，所述第二通道中，所述備系接收到所述主系發送的IO輸出數據報文后還包括對接收到的IO輸出數據報文進行安全性檢查。進一步的改進是，所述安全性檢查包括：報文順序，時效性，完整性。本專利技術主備系統采用二乘二取二系統并采用并行輸出，備系在運行過程中實時接收主系的輸出數據，并作為主系的I/O同步輸出，通過這種雙系并行輸出的機制，能降低系統對于切換時間的要求，能簡化切換設計、降低成本，并有利于實現安全系統的熱切換，。附圖說明下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術作進一步詳細的說明：圖1是本專利技術實施例的主備系統的拓撲示意圖；圖2是本專利技術實施例的主備系統的時序示意圖。具體實施方式如圖1所示，是本專利技術實施例的主備系統的拓撲示意圖；本專利技術實施例主備系統包括互為熱備份的A系1a和B系1b。A系1a通過IO端口2a和IO設備4進行通信，B系1b通過IO端口2b和IO設備4進行通信。A系1a和B系1b之間通過實時數據傳輸通道進行通信。如圖1所示，A系1a和B系1b都采用二取二表決，且都分別包括兩個運算裝置R1和R2，圖1中A系1a的運算裝置R1用3a標記、運算裝置R2用3b標記，圖1中B系1b的運算裝置R1用3c標記、運算裝置R2用3d標記；A系1a的運算裝置R1和R2之間進行系統內部實時數據通信，A系1a的運算裝置R1和B系1b的運算裝置R1都連接到數據線5a，A系1a的運算裝置R2和B系1b的運算裝置R2都連接到數據線5b，通過數據線5a和5b實現系統間的實時數據通信。如圖2所示，是本專利技術實施例的主備系統的時序示意圖。A系1a和B系1b中的一個作為主系、另一個作為備系。圖2中A主B備表示A系1a為主系，B系1b為備系；B主A備表示B系1b為主系，A系1a為備系。所述主系通過IO端口獨立完成從所述IO設備4進行數據采集，進行運算以及進行運算結果的二取二表決。也即主系的數據采集僅有一個通道即圖2中所示的采集通道1。主系中的運算裝置R1和R2都進行運算且該運算為安全運算，之后對運算裝置R1和R2的運算結構進行二取二表決。所述主系將表決后的IO輸出數據報文通過兩個通道輸出，第一通道由所述主系通過IO端口直接對所述IO設備4輸出，第二通道先由所述主系發送給所述備系、再由所述備系通過IO端口對所述IO設備4輸出。圖2中第一通道用輸出通道1表示，第二通道用輸出通道2表示。所述第二通道中，所述備系接收到所述主系發送的IO輸出數據報文后對接收到的IO輸出數據報文進行二取二校驗和表決，如果校驗和表決通過則直接輸出，如果校驗和表決不通過則不能輸出而直接丟棄。所述第二通道中的二取二校驗和表決通過備系中的運算裝置R1和R2進行，最后通過裝置3承載并行輸出。本專利技術實施例中，由于雙機并行輸出，主備系間的通信必須采用高可靠性以及高傳輸效率的通信通道，以確保主備本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種主備系統，其特征在于：包括互為熱備份的A系和B系；A系通過IO端口和IO設備進行通信，B系通過IO端口和IO設備進行通信；A系和B系之間通過實時數據傳輸通道進行通信；A系和B系中的一個作為主系、另一個作為備系；所述主系通過IO端口獨立完成從所述IO設備進行數據采集，進行運算以及進行運算結果的二取二表決；所述主系將表決后的IO輸出數據報文通過兩個通道輸出，第一通道由所述主系通過IO端口直接對所述IO設備輸出，第二通道先由所述主系發送給所述備系、再由所述備系通過IO端口對所述IO設備輸出；所述第二通道中，所述備系接收到所述主系發送的IO輸出數據報文后對接收到的IO輸出數據報文進行二取二校驗和表決，如果校驗和表決通過則直接輸出，如果校驗和表決不通過則不能輸出而直接丟棄。

【技術特征摘要】
1.一種主備系統，其特征在于：包括互為熱備份的A系和B系；
A系通過IO端口和IO設備進行通信，B系通過IO端口和IO設備進行通信；
A系和B系之間通過實時數據傳輸通道進行通信；
A系和B系中的一個作為主系、另一個作為備系；
所述主系通過IO端口獨立完成從所述IO設備進行數據采集，進行運算以及進行
運算結果的二取二表決；
所述主系將表決后的IO輸出數據報文通過兩個通道輸出，第一通道由所述主系
通過IO端口直接對所述IO設備輸出，第二通道先由所述主系發送給所述備系、再由
所述備系通過IO端口對所述IO設備輸出；
所述第二通道中，所述備系接收到所述主系發送的IO輸出數據報文后對接收到
的IO輸出數據報文進行二取二校驗和表決，如果校驗和表決通過則直接輸出，如果
校驗和表決不通過則不能輸出而直接丟棄。
2.如權利要求1所述的主備系統，其特征在于：所述A系和所述B系之間的實
時數據傳輸通道的轉發延時要滿足主備系統對IO端口的響應時間和IO設備自身的性
能指標；所述A系和所述B系之間的實時數據傳輸通道的硬件可靠性要高于IO設備
的可靠性指標。
3.如權利要求2所述的主備系統，其特征在于：所述A系和所述B系之間的實
時數據傳輸通道采用點對點的以太網通信。
4.如權利要求1所述的主備系統，其特征在于：所述第二通道中，所述備系接
收到所述主系發送的IO輸出數據報文后還包括對接收到的IO輸出數據報文進行安全
性檢查。
5.如權利要求4所述的主備系統，其特征在于：所述安全性檢查包括：報文順
序，時效性，完整性。
6.一種主備系統的并行輸出方法，其特征在于，包括如...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳昊，蘇經國，譚謹，
申請(專利權)人：上海富欣智能交通控制有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31