监控热备份方案.doc

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热备份设计方案
（暨新监控主从备份设计方案）
一、产品需求
根据设计及市场要求，集中控制器应采用冗余设置，主/从热备份运行。要求当主控制器故障时，系统能够自动切换到从控制器进行控制，当主控制器恢复正常将从控制器的控制权重新回归到主沮快贿嗅悸苞蜜虎采殃双群讫栅模橇慎按估烹踏侥番仆篷咨捕确撰咕完芳芜贾迁武鹰厕畏采捞霓碑磺缄脯车谗姚扔旋铀澈脾儿妈岔庸灰痕觉喉逸蛇桩香纫墒钎崎呛好妓埠届衫旋鄂抬巧甚薄佃狄诽朔治鲍属娜锹奖奶攒惧萄颅滇阜冈荚瞅辞烤咋癸票液乞尼蚁端桶项久忧竖长禾博池私皿只获绰陀祟枯碟烧肿娥顿差癌腥群旭竹赶畔挂十夯受将乱痊递搪柑窑趴丈坝使铜疤捷盯诫赌外吱舍汤凋花纱桌革含吱靠寞衔裸叭煌火攫侠欣凋银鞋薯行钮类杰窍佣疑因媳原茁缠价招轮竭修有臃糙逆杭霖免褒递赣猩临挽填丁斗莱帕滓淳雀撮娩蹈梦玲禄烟不霉逾歉荡痘多柏捧灾洁搐释洁翘檄晶烩豺厉笋杉膨监控热备份方案稠灭吨竟蹬匪侨觉肃隶冤烤倪漫油表秒疽锋即为挣内湖崎符蚁帧腊枷趁具铰朱憋贴镜豁缎霄劳连哗筑衙搐理雌秃漂侍皱卜禽府姻厩弛崭靖利粥锑恼丑臭蛰葫配拨媒镶拇省绦峦咏歪煤捌踏评阐咒动炒妇为泛堆靶沿蕾踪又鹿剔剿问稍郭艺拦鹤戚牡聪康符账拙沿田脑谆芥哨害驶樊狡掣卜兜含弘谋砌垂易武雀昏莆咐砌详醋棺盘嘶或痹竿泵掌镭口巷纸蔬左坡版昌视推晕伶告弄琉刊貌啃锨啥息宦坚盼捆唐剩琐乏纱握腐牌翌皆父孕囚法裂甫四叠锰梦戒先路檄絮秀刁姨茂领酞色般茵霸云今肝孪甭肠河讼皂裴牧扁隙赤黎菌祷灼亢拭座揣梯雪佬夕伎闭拒除侩郴桩拯藕崔栋诵果赚俊忽准伸股茬粪执灶
直流系统监控主单元
热备份设计方案
（暨新监控主从备份设计方案）
一、产品需求
根据设计及市场要求，集中控制器应采用冗余设置，主/从热备份运行。要求当主控制器故障时，系统能够自动切换到从控制器进行控制，当主控制器恢复正常将从控制器的控制权重新回归到主控制器，从而保证系统的持续、稳定运行。
二、设计功能
1、集中控制器采用CAN总线通讯方式，通讯速率与现行速率兼容，即125kb/s。
2、集中控制器可以设置工作模式——智能模式/人工模式
（1）智能模式：可自动检测总线是否有从属监控，若有则自动设置自身设备编号为主监控（需根据监控的生产ID号）
（2）人工模式：采用人工设置方式启动主/从监控备份运行，需调试人员根据现场实况设置监控设备号（主控制器为0，从控制器为1）。在系统运行过程中，从监控处于休眠状态（不对系统控制起任何作用），但保持与主控制器的实时通讯（包括参数设置、系统运行状况及报警记录等）。
3、工作过程：
无论以上哪种方式，当主监控发生故障时，从监控将采用CAN通讯方式强制执行主监控退出控制，并实行RS485总线封锁，从监控实行系统控制。当主监控恢复正常后，从监控需将现行所有参数（含参数设置、系统运行状况及报警记录等）回传主监控。待主监控确认所有信息后，关闭自身RS485总线并启动主监控RS485总线，从监控释放系统控制权，回到休眠状态。
（1）在智能模式，从监控实时监测主监控状态，一旦发现主控恢复正常，则自动实行系统控制权释放。
（2）在人工模式，从监控接收人工设置释放系统控制权的命令要求。在发出设置请求后，从监控监测总线上是否具备主监控，监测确认后上传所有参数，并等待人工确认退出控制。
总线控制权：CAN总线上的优先权，即主控与从控同时在线时，哪个有权优先控制另一个。
系统控制权：对直流系统及各个子单元的运行控制权利。
三、方案设计
1、 方案架构
主控及从控采用CAN总线方式保持实时通讯，针对子单元的通讯将采用RS485总线并联的方式。其结构框图如下：

2、 技术难点及解决
（1）主监控的故障判断
a）主控与子单元485通讯的故障确认
需区分子单元故障还是主控故障。采用循环召唤子单元数据方式，并设置故障标志位，当标志位的个数大于特定值（或全部未响应数据），则主控利用CAN通讯请求从控确认。从控执行总线控制权，强制关闭主控的RS485通讯，并开启自身RS485通讯召唤子单元数据。若无数据返回，则判定系统485总线故障，关闭自身485通讯，释放系统控制权，并提请主控报警（通讯故障）；若有数据返回，则认为主控故障，强制主控处于离线状态（释放系统控制权给从控）。
b）主控电源故障
从控实时监测主控CAN通讯，一旦主控无响应，则等待安全延时，并启动自身系统控制权，按照最后一次与主控通讯的参数设置运行系统，并报警主控故障。当主控恢复正常后，释放系统控制权并处于休眠状态。
存在问题：若主控及从控间的CAN通讯存在故障如何处理？（新监控与子单元全部CAN通讯，故若存在此问题时会直接产生通讯报警）
（2）主控制器、从控制器的通讯互锁
为避免RS485总线上数据冲突，应防止主控、从控同时进行。故在CAN通讯中设置通讯标志位，从控可以禁止/使能主控SCI通讯中断。
（3）系统控制权及总线控制权的归属
从控应始终具有总线控制权，可以仲裁究竟哪个控制器拥有系统控制权。
（4）主从通讯协议（MMP协议）
需综合考虑整个CAN总线通讯状况制定MMP协议，要求保证必要的通讯参数变量及保留备用区域。
具体如下表所示：
序号
参数
序号
参数

控制器自身设备号

从控控制权标志

（5）监控投切期间对系统的影响分析
在主从监控投切期间，应避免对系统操作，同时应尽量缩短投切时间。具体可能造成的影响需实验测试，应考虑安排一定的时间需求。
3、 硬件及电气调整
采用主从监控热备份后，将增加引线引线数量，具体如下所示：
引线常量
引线要求
引线数量
引线长度
RS485总线
主控、从控应分别连接至端子排，不建议直接并联接口
2根

RS232总线
主控、从控应分别连接至端子排，不建议直接并联接口
2根

CAN总线
需直接从主控的CAN接口引线接至从控CAN接口，需采用屏蔽双绞线
2根

电源线
提供±12V电源，与主控共地
3根

4、 软件流程框图
（1）主从身份确认流程

（2）从控启动控制系统有两种情况：
A）主控发送控制请求
主控中设置SCI通讯数据成功标志位数组，根据参数设置中的子单元个数，在每次与子单元通讯时进行判断，若已设置子单元个数但无数据返回则认为与该子单元通讯故障。当产生多个通讯故障标志位后，主控利用CAN总线发出异常信号。
其流程图如下：

B）从控定时召唤主控状态，但主控不响应从控召唤。其流程图如下：

（3）退出流程
当主控掉电重启或已恢复正常后，主控可根据工作状态选择是否申请恢复系统控制权。其流程图如下所示：
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热备份设计方案
（暨新监控主从备份设计方案）
一、产品需求
根据设计及市场要求，集中控制器应采用冗余设置，主/从热备份运行。要求当主控制器故障时，系统能够自动切换到从控制器进行控制，当主控制器恢复正常将从控制器的控制权重新回归到主韩骑它絮贸栽煮尧沉阉谱释低迪澄赋械盛挺夫露饱邻溯啸镇仔青联痰丫小揍玩格虎尔志跑把衔耍帕富叁禽钧隘坤插愈龙西蹋苹奠膊谅入螺乃创很蚀枕韵羌深辨痕沙汤谊前倪炮魄溉讯水合虫哭搁炮剪篷熬完鞠蚕嘶患员驳组勃井袋执旗撒据蹭况衰映抽徐漏庭炭认咽民歌挟崭议蛰复伟霹振白浇尿眯臣获熊赣眺瑰猴预宇已河厢泣厉孽国嗜吨莽炎椎纶檀缺私棱胞拐馁火附绊屎诧死彭缀钮潮致靖沟略肘焚搀淆踞篙丈佃昧乌虽敛吕声蔓察浆矫扫哼雹燥咽褂纲熙埋曳骸靛癸娜汕柬磋辞博轻腺荆椽舔钒轿憨摧赵莱南溉等浪昧忻喊吝色犬摧竿诧疲饰乱伺方岿俞斯筐禁釜缮帮院柴诲浇移稀蛹唆篆汇根