主控制卡SP243X
1.功能
主控制卡(SP243X)是控制站的軟硬件核心,負責協調控制站內的所有軟硬件關系和各項控制任務,如完成控制站中的I/O 信號處理、控制計算、與上下網絡通信控制處理、冗余診斷等功能。
主控制卡的功能和性能將直接影響系統功能的可用性、實時性、可維護性和可靠性。
2.技術特點
采用雙微處理器協同處理控制站的任務,功能更強,速度更快;
具有雙重化 10Mbps 以太網標準通訊控制器和驅動接口(兩片獨立的通訊控制器和相關的驅動芯片),互為冗余,使系統數據傳輸實時性、可靠性、網絡開放性有了充分的保證,構成了雙重化、熱冗余的SCnet Ⅱ;
支持冗余或非冗余配置,冗余方式為 1∶1 熱備用。互為冗余的兩個SP243X 卡件安裝在主控制卡槽位內,能自動進行高速數據交換,使工作/備用卡件之間的運行狀態同步,同步速度達1Mbps;
控制軟件和算法模塊采用模塊化設計,核心程序固化在 CPU 卡的EPROM 中;
控制回路可達 128 個(其中BSC、CSC 之和的處理器上電后再啟動,會檢測到其配對的處理器是否處于控制方式,若是,便承擔起后備處理器的任務。而運行控制的控制器檢測到有后備處理器出現便會調整按冗余運行。
主控制卡具有自身運行狀態的 LED 指示:運行(RUN)、就緒(STDBY)、故障(FAIL)、SCnetⅡ通信(COM),如圖 3-7 所示。通過卡件上的LED 指示可以幫助我們確定主控制卡的運行狀態和一些簡單的故障情況,以及時發現故障并進行維修。LED 顯示如下:工作機的RUN 將按采樣周期兩倍的周期閃爍,而備用機的STDBY 將按采樣周期兩倍的周期閃爍。當主控制卡的組態、下裝的用戶控制程序、網絡接口、網絡控制器出現故障時,該主控制卡的FAIL 將以不同的方式閃爍。以下將對主控制卡的LED 的指示作詳細說明。正常運行情況下,LED 指示如表.
如果有某一塊主控制卡處于工作狀態(工作機),另一塊主控制卡(該卡件必須符合啟動模式2或啟動模式3)插入相應的冗余槽位(n,n+1,n 為偶數,n<15)作為熱備用卡件(備用機),這一塊備用的主控制卡啟動過程中RUN 與STDBY 指示燈將會交替閃爍,以指示“備用機通過通信向工作機讀取組態、實時等必要的運行數據”。交替閃爍結束后(即備用機和工作機拷貝數據結束),此卡件進入正常的運行狀態(熱備用),即如表格中所示的STDBY 指示燈按控制周期兩倍的周期閃爍。
如果只有單獨一塊主控制卡冷啟動(斷電時間>10 秒),則在進入正常運行前FAIL 燈將會快閃一下(紅色),表明此主控制卡要求向另一冗余卡件讀取數據失敗(因為冗余卡件根本不存在)。而另一種情況是:在系統中已存在工作主控制卡,備用主控制卡上電冷啟動,它首先向工作機讀取運行數據,RUN 與STDBY 指示燈交替閃爍,如果拷貝數據(交替閃爍)結束后FAIL 燈快閃一下(紅色),則表明備用機讀取工作機數據失敗。通常在主控制卡的硬件正常的情況下,備用機將成功地向工作機讀取數據,因此FAIL 燈不會出現快閃現象。
在主控卡出現故障的情況下,FAIL 指示燈將以不同的頻率閃爍的方式進行報警。可通過觀察RUN 燈、FAIL 燈、STDBY 燈的相對狀態來確定其故障,具體說明如下:
首先需特別提醒一點:主控制卡處于工作狀態(WORK 燈亮)時,RUN 燈將按控制周期兩倍的周期閃爍,STDBY 燈暗;而處于備用狀態(WORK 燈暗)時,STDBY 燈將按采樣周期兩倍的周期閃爍,RUN 燈暗,表明備用主控制卡處于準備就緒的狀態。當本主控制卡處于工作狀態時,由于RUN 燈是按采樣周期兩倍的周期閃爍的,所以其余指示燈的閃爍情況都將與RUN 燈進行對照,以RUN 燈為相對時間基準。
如果主控制卡受到外部強干擾而引起復位,或者軟件運行出錯(如用戶控制程序運行超時或程序存在死循環)而引起WDT 動作,這兩種情況都將導致主控制卡的CPU 和系統外部電路復位,同時FAIL 故障指示燈將會無規則的“閃爍”一下,這種“閃爍”不同于上述表格中有序的狀態顯示。
如果主控制卡內部的供電直流電源電壓不足(一般低于4.8V)或電源電壓不穩,卡件的電源監視電路將使CPU 處于復位狀態,導致SP243X 無法正常工作,此時卡件的FAIL 指示燈一般常亮,而其他狀態指示燈出現異常閃爍。這種FAIL 指示燈常亮不同于卡件組態丟失的情況,在組態丟失的情況下,RUN、SLAVE、STDBY 等指示燈都能正常的有序的閃爍。
當本主控制卡處于備用狀態時,RUN 燈暗,STDBY 燈按采樣周期兩倍的周期閃爍,所以上表中RUN 燈將被STDBY 代替,備用主控制卡將以STDBY 燈為相對時間基準進行比較,其余指示燈的閃爍情況都與RUN 燈進行對照來判定故障情況。
必須說明的是:備用主控制卡與工作主控制卡的LED 指示時間順序并沒有直接關系,上述LED的閃爍時間順序關系只限于同一主控制卡上(工作主控制卡或備用主控制卡)的各LED,所以我們可以通過觀察某一主控制卡的LED 的閃爍來判定卡件或網絡的故障情況。