浅谈控制系统冗余控制的实现

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浅谈ABPLC冗余系统中冗余模块故障的处理方法

浅谈ABPLC冗余系统中冗余模块故障的处理方法ABPLC冗余系统是一种采用冗余技术实现可靠控制的自动化控制系统。

在ABPLC冗余系统中，冗余模块的故障处理至关重要，因为任何模块的故障都可能对整个系统的可靠性和稳定性产生重大影响。

下面将从预防、检测、切换和修复等方面，对ABPLC冗余系统中冗余模块故障的处理方法进行浅谈。

首先，预防是最为关键的一步。

在ABPLC冗余系统中，应考虑采用高可靠性的冗余模块，如采用双CPU冗余模块或多CPU冗余模块。

这些模块具有自动检测、切换和修复等功能，能够实现高可用性和容错能力。

此外，还要注意选择可靠性高的通信设备和网络设备，确保数据传输的可靠性。

其次，及时检测故障是非常重要的。

ABPLC冗余系统应配备故障检测和报警系统，能够及时监测冗余模块的工作状态和性能指标。

一旦发现冗余模块存在故障或异常，系统应能够自动报警，并提供详细的故障信息，以便操作员能够迅速采取相应的措施。

再次，合理切换是解决冗余模块故障的重要手段。

当冗余模块发生故障时，系统应能够快速切换到备用模块，以保证系统的可靠性和稳定性。

在切换过程中，需要注意确保数据的一致性和完整性，避免数据的丢失和错误。

此外，在完成故障切换后，应及时对故障模块进行修复或更换，以恢复系统的冗余功能。

最后，修复故障模块是ABPLC冗余系统中冗余模块故障处理的最终步骤。

一旦发现冗余模块存在故障，应及时对故障模块进行修复或更换。

修复故障模块的方法包括更换故障部件、调整参数、重新安装软件等。

修复完成后，系统应进行全面的测试和验证，确保修复后的模块正常工作，以保证系统的可靠性和稳定性。

综上所述，ABPLC冗余系统中冗余模块故障的处理方法包括预防、检测、切换和修复等方面。

通过合理采取这些方法，可以提高ABPLC冗余系统的可靠性和稳定性，保证系统的正常运行。

冗余设计在PLC控制系统中的应用

维普资讯
机床电器２０．０７３
计算机・ＬＰＣ应用——冗余设计在ＰＣ控制系统中的应用Ｌ
冗余设计在ＰＣ控制系统中的应用Ｌ
赵中敏（淮海工学院东港学院，２０９２２６）
摘要：在实施工业生产自动化的过程中，容错技术是一种满足连续生产要求，高控制系统可靠性和可用性的有提效手段。本文以容错技术中的关键设计技术——冗余设计在ＰＣ控制系统中的应用为例，Ｌ简单介绍了几种冗余控制的类型和实现方式，并对ＰＣ控制系统中常有的处理器冗余、Ｌ通信冗余、０冗余和电源冗余等类型的冗余，Ｉ／从原理、实现方式等方面进行了分析和比较。关键词：ＬＰＣ系统；可靠性；容错技术；冗余设计
１容错技术
容错技术能够自动、时地监测并诊断出系统的适故障，然后采取相应的故障控制或处理方法，自动修复
０引言
ＰＣ系统要正常地发挥其功能，Ｌ首先必须稳定、可靠地工作。可靠性是系统和产品的主要属性之一，是考虑到时间因素的产品质量，于提高系统的有效性、对
的固有故障，如元器件生产过程中造成的故障，对其需拆卸、更换、或改正；类故障是后天的永久性、另一瞬间
ＺＨＡ０ｏｇｍｉＺｈｎ — ｎ
（ｏｇａｇＣｌｇ，Ｈａａｓｔｔｏｅｈｏｏｙ２２６）Ｄｎｇｎｏｅｅｕｉｉｎｔｕｅｆｃｎｌ，２０９ｌｈＩｉＴｇ

冗余控制系统

冗余控制系统关键技术
信息同步技术故障检测技术故障仲裁及切换技术热拔插技术故障隔离技术
信息同步技术
它是工作、备用部件之间实现无扰动（Bumpless）切换技术的前提，只有按控制实时性要求进行高速有效的信息同步，保证工作、备用部件步调一致地工作，才能实现冗余部件之间的无扰动切换。
在热备用工作方式下，其中一块处于工作状态（工作卡），实现系统的数据采集、运算、控制输出、网络通讯等功能；而另一块处于备用状态（备用卡），它实时跟踪工作卡的内部控制状态（即状态同步）。工作/备用卡件之间的正/负逻辑是互斥的，即一个为工作卡，另一个必定是备用卡；而且它们之间有冗余控制电路（又称工作/备用控制电路）和信息通讯电路，以协调两块卡件同时而且有序地运行，保证对外输入输出特性的同一性，即对于用户使用而言，可以认为只有一个部件。一般在设计中，工作、备用部件之间通过高速的冗余通讯通道（串行或并行）实现运行状态互检和控制状态的同步（如组态信息、输出阀位、控制参数等）。
设计，使系统网络通信带宽提高。当其中一路故障（网卡损坏或出现
线路故障）时，另一路自动地承担全部通信负载，保证通信的正常进
行。
冷却系统冗余
4)冷却系统冗余。

利用控制柜内可自动切换的冗余风扇，对风扇和机柜内温度进行
故障仲裁及切换技术
3）故障仲裁技术和切换技术

精确及时地发现故障后，还需要及时确定故障的部位、分析故障
的严重性，依赖前文提到的冗余控制电路，对工作、备用故障状态进
行分析、比较和仲裁，以判定是否需要进行工作/备用之间的状态切换。控制权切换到冗余备用部件还必须保证快速、安全、无扰动。当
处于工作状态的部件出现故障（断电、复位、软件故障、硬件故障等

控制系统的多通道冗余设计技术

．
概述
辑块驱动，这个专用通用逻辑块的逻辑允许用
为０，时信号处理板的主板上总控输出为０也就是说信号处理板的主板上所有输入输出继电器与总线接通，信号处理板的备板上总控输出为１也就
是说信号处理板的备板上所有输入输出继电器与总线断开，如果信号处理板的主板自检发现信号处理板的主板出现故障时，系统立即将总控ＩＯ／
在工业现场，控制系统的可靠性工作十分户产生一个由器件内的内部信号组合的内部时重要，当作为系统信号处理的板件发生故障时，钟。加密单元（ｃｒｙｃｌＳ）是防止未经ｓｕｉｅ，Ｃｅｔｌ不得不终止设备的运行进行维修，而设备的停止认可的阵列图形的拷贝。加密单元一经加密，在有些场合会带来很大损失，甚至是不可估量就不能从中读出功能信息。这种单元只有在该的。为了最大程度减少设备出现故障时的停止运器件被重新编程后才会失效。因此这种结构使行，有必要提高设备的冗余性，使得系统即使出器件在加密后不能被检查。
开发速度，并为以后升级带来很大方便。
的主板，那么检测总控ＩＯ／是否为信号处理板的
＝＝＝＝：———。———
＝＝：＝——— ——一
输出５：Ｉ＊，＊／＊／／ＩＯ３０２ＩＯｌＩＯ０
ＣＬ芯片中部有一集总布线区（ｌｂｌ主板，ＰＤｇｏａ是信号处理板的主板则判断ＩＯ／值如果大可以得出 “ 出５输 ”为０从而控制与 “ 输出ｒｕｉｇｐｏ，ＰｏｔｎｏｌＧＲ），它将所有片内逻辑联于十四那么进入工作状态，否则根据读入ＩＯ／值５ ”相连的继电器开关与自检信号源相连，该通系在一起，这种独特的互联性能保证了芯片的的数值进行自检，当自检到信号处理板的主板路在自检信号源的作用下，输出信号送给系统高性能，从而能够实现各种复杂设计。输入布故障时，启动信号处理板的备板工作，同理信进行自检。线使器件内的信号输入以两种方式处理，一种号处理板的备板工作时也能进行自总线上的检同理如果要控制第９路进行自，就是说Ｉ检／是器件内的每个ＩＯ／单元将其输入直接连到集ＩＯ／输入信号经过ＣＬ的转换，来完成地址的０，ＩＯ，ＩＯ，ＩＯ分别为１００ｌＰＤ３／２／ｌ／０，，，那么只总布线区，这样使器件内的每一个通用逻辑译码控制，实现用ＩＯ／控制地址，从而可以控制有 “ 输出９ ”为逻辑０从而控制与输出９，相连的块（ｅｅｉｌｇｃｂｏｋＧＢｇｎｒｏｉｌｃ，Ｌ）能选取每个信号处理板进行自检。ｃ

PLC的冗余系统与热备用系统

在石油、化工、冶金等行业的某些系统中，要求控制装配有极高的靠得住性。

若是控制系统发生故障，将会造成停产、原料年夜量浪费或装备损坏，给企业造成极年夜的经济损失。

可是仅靠提高控制系统硬件的靠得住性来知足上述要求是远远不够的，由于PLC自己靠得住性的提高是有一定的限度。

使用冗余系统或热备用系统就能够比力有用地解决上述问题。

1．冗余控制系统
在冗余控制系统中，整个PLC控制系统（或系统中最重要的部门，如CPU
模块）由两套完全不异的系统组成。

两块CPU模块使用不异的用户法式并行工作，其中一块是主CPU，另外一块是备用CPU；主CPU工作，而备用CPU的输出是被制止的，当主CPU发生故障时，备用CPU自动投进运行。

这一切换进程是由冗余处置单元RPU控制的，切换时间在1~3个扫描周期，I/O系统的切换也是由RPU完成的。

2．热备用系统
在热备用系统中，两台CPU用通讯接口毗连在一起，均处于通电状态。

当系统泛起故障时，由主CPU通知备用CPU，使备用CPU投进运行。

这一切换进程一般不太快，但它的结构有比冗余系统简单
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/。

工业生产中的双系统冗余控制

决问题的思路。
关键词双系统继电器冗余控制
中图分类号
ＴＨ８６２．２
文献标识码Ｂ
文章编号１０００－３９３２（２０１３）０３－０４２５－０２
从严格意义上说， “ 冗余” 正如在韦氏字典中所定义的： “ 一个具有相同设备功能的备用设备系统 ” 。当主设备出现故障时，冗余设备是可以立刻使用的替代设备。通常情况下，冗余有ＣＰＵ冗余，Ｉ／Ｏ卡件冗余，控制网络冗余等形式。笔者
图２双系统冗余控制示意图
旦控制系统故障将会造成停车等事故，还会有大
量的减排收益受到损失。由于选用的ＰＬＣ系统
不具备冗余功能，再增加系统会投人较大资金量。
收稿日期：２０１２ — １１－２９（修改稿）
提高。
２方案的确定
首先通过研究ＰＬＣ的控制方案，在ＴＰＳ系统中建立相应的频率调节回路，使用ＴＰＳ系统的ＡＵＴＯＭＡＮ控制器。其好处是在同一个控制回路（ＲＣ）中，输入与输出可以不关联，即输出既可以
频器的频率实现自动调节。该套ＰＬＣ有一台上位机供操作人员进行远程操作，并监视压缩机的

工业控制系统中的假冗余问题及维护策略

工业控制系统中的假冗余问题及维护策略在工业控制领域，冗余指的是在系统设计中引入额外的原件或者模块，通过监测、比较、切换机制来实现故障的检测和自动恢复，保证系统能够在单个元件或模块发生故障时继续运行，并尽可能减少因故障引起的停机时间和生产损失，以提高系统的可用性，增强对故障和异常情况的容错能力。

工业控制领域普遍采用冗余设计，但是有的冗余设计实际是假冗余，并没有提供真正的冗余功能或者没有达到预期的容错效果。

在最近几年中，某公司工业控制系统产品在多个生产现场均发生过由于假冗余问题导致的停机事件： 2018年江苏某1000MW电厂由于level1工业总线交换机故障，传输数据频繁丢包，系统无法识别该类故障模式，没有切换到冗余网络导致汽机跳闸。

2019年广西某1000MW电厂由于控制系统通讯卡件存在缺陷，主侧通讯卡件故障后冗余切换不成功导致汽机跳闸。

2022年，广东某1000MW电厂由于控制系统冗余切换不成功导致汽机跳闸。

以上频繁发生的假冗余跳机事件给企业造成了重大的经济损失，因此有必要对假冗余问题进行全面梳理并提出有效的维护策略。

工业控制系统常见的冗余方式有以下几种：1、网络拓扑冗余：例如由两个总线型网络组成一个虚拟环网，2个总线网络一主一备，自动荣誉切换主备。

2、设备冗余：在一个工业控制系统中，关键位置的网络设备常常配置为冗余设备。

例如，一个生产线上的交换机。

3、控制系统冗余：采用冗余控制器的策略。

例如，一个控制系统可以同时运行两个主控制器，它们独立地监测和操作同一个过程，主控制器故障后自动切换到从控制器。

4、数据存储冗余：在记录和存储重要数据的系统中，可以使用磁盘冗余阵列（RAID）技术。

5、网络通信冗余：采用多路径通信的策略。

例如，链路聚合技术、采用双网卡配置。

6、电源冗余：重要设备的电源及空开应冗余并独立配置。

7、输入输出设备冗余：输入输出卡件及重要传感器应冗余配置。

一、工业控制系统假冗余主要表现在以下几方面：1、网络拓扑冗余失效：（1）环路间的路径切换延迟过高，导致数据传输中断。

高炉轴流风机的冗余自动控制系统

程师。
ＰＲＯＦＬＢＵＳ—ＤＰ
图１系统结构
Ｆｉｇ．１Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｓｙｓｔｅｍ
该控制系统核心采用西门子ｓ７—４００Ｈ冗余系统，现场总线采用主一从通讯。ＣＰＵ集成的ＤＰ端口作为主站ＤＰＭａｓｔｅｒ，由高可靠性ＩＭ１５３ — ２接口模块、有源总线模块及标准３００系列Ｉ／Ｏ模块组成从站Ｓｌａｖｅ。ＰＲＯＦＩＢＵＳ—ＤＰ是一种
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｈｅａｘｉａｌｆｌｏｗｂｌｏｗｅｒｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｐｌａｎａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｓｏｍｅｉｍｐｒｏｖｉｎｇａｎｄｐｅｒｆｅｃｔｉｎｇｏｆＬｏｎｇｍｅｎｓｔｅｅｌ＆ｉｒｏｎｇｒｏｕｐｉｒｏｎｍａｋｉｎｇ．ｔｈｅｓｙｓｔｅｍａｃｈｉｅｖｅｄｈｉｇｈｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｂｌｏｗｅｒｒｅｄｕｎｄａｎｔｃｏｎｔｒｏｌ，ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｐｅｒａｔｉｏｎｉｓｓｔａｂｌｅａｎｄｒｅｌｉａｂｌｅ，ａｎｄｒｅａｃｈｔｈｅｅｘｐｅｃｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈｅｓｍｏｏｔｈｔｈｅｂｌａｓｔｆｕｍａｃｅＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ；ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ；ｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ
· ３６ ·
重型机械
高炉轴流风机的冗余自动控制系统
王军，刘鹏
（１．陕西龙钢集团炼铁厂，陕西韩城７１５４０５；２．天津赛瑞机器设备有限公司，天津３００ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ０１）

自动控制系统的冗余性和安全性的实现

2017年08月自动控制系统的冗余性和安全性的实现李鹏（福建省泉州市中化泉州石化有限公司，福建泉州362000）摘要：在化工生产自动化过程中，冗余控制是一种满足连续生产要求，提高控制系统可靠性和稳定性的有效方法。

本文以DCS 控制系统为例，简单介绍冗余控制的类型和实现方式，对DCS 控制系统中常用的处理器冗余、网络通信冗余、I/O 冗余和电源冗余等，进行简单介绍，并对安全策略的设置进行研究，以指导在生产过程中应用DCS 冗余系统实现化工装置的安全控制。

关键词：控制系统；DCS ；冗余自动控制系统在石油化工生产过程中已普遍使用。

DCS 作为化工装置自动控制的核心，它需要做到全部工况信号的采集，并实时的对相关工艺运行参数和设备的动作、状态进行监视，控制。

当运行参数达到设定的报警值时，DCS 系统立即发出警报信号，提醒操作人员及时处理；当运行参数超过设定的联锁值时，即装置出现危险工况，DCS 系统会立即触发联锁，保护设备，从而保护生产装置和工作人员的安全。

我们知道，在化工的实际生产过程中，装置是24小时连续运行的，在这种高标准，多频率的条件下DCS 系统是不能完全保证无故障的，所以冗余控制的出现满足了连续生产运行的要求，提高了DCS 系统的可靠性、稳定性和高效性。

1冗余控制在自动控制系统中冗余控制是指采用两倍或三倍的设备、卡件、元器件的方式来组成系统用于控制，当工作的某一设备、卡件或者元器件出现故障或损坏时，系统可以通过硬件、软件或人工切换的方式，调整后背设备、卡件或元器件，从而保证整个系统继续稳定的正常工作。

以此避免设备、卡件或元器件的意外故障或损坏，所导致的装置停车事故，把生产过程中可能发生的意外危害降到最低，最大限度的保障装置不间断的连续运行。

2冗余控制的分类及实现方式冗余控制大体分为：①处理器冗余；②网络通信冗余；③I/O 卡件及I/O 点冗余；④供电电源冗余。

按照冗余的实现方式可分为：硬冗余和软冗余。

浅谈变频器组冗余配置在输送系统的应用

浅谈变频器组冗余配置在输送系统的应用在现代工业输送系统中，变频器如同一位精准的指挥家，调控着电机的转速和扭矩，确保物料流动的节奏与和谐。

然而，当这位指挥家因故障而退场时，整个乐队可能会陷入混乱。

因此，变频器组的冗余配置成为了保障输送系统稳定运行的关键策略。

首先，我们来剖析一下变频器冗余配置的重要性。

在没有冗余的情况下，一旦主变频器出现故障，整个输送系统就如同失去了心脏，生产线可能因此停摆，造成巨大的经济损失和安全隐患。

而冗余配置就像是给系统装上了一副“心脏起搏器”，在主变频器失效时，备用变频器能够迅速接管控制，确保系统的连续运行。

接下来，让我们探讨一下变频器冗余配置的具体实施方式。

通常有两种常见的模式：1+1冗余和N+1冗余。

1+1冗余意味着每个变频器都有一个完全相同的备份，这种配置就像是给每位乐手都准备了一个替补，确保任何时候演出都能顺利进行。

而N+1冗余则是多个变频器共享一个备用单元，这就像是为整个乐队准备了一个全能替补，虽然成本更低，但在应对多个同时发生的故障时可能会显得力不从心。

那么，如何选择合适的冗余配置呢？这需要根据输送系统的重要性、故障后果以及预算来决定。

对于一些关键生产线，如药品制造或食品加工，1+1冗余无疑是最稳妥的选择，因为它能够最大限度地减少生产中断的风险。

而对于一些非关键应用，如仓库的货物搬运，N+1冗余或许是一个更经济实用的方案。

此外，我们还需要考虑冗余切换的时间和复杂性。

理想情况下，冗余切换应该是无缝的，即在主变频器出现问题时，备用变频器能够在毫秒级的时间内接管控制，避免对生产过程造成任何影响。

这就像是一场精心排练的接力赛，每一位选手都能够在上一位选手倒下的瞬间立即接过接力棒，继续前进。

最后，让我们不要忘记维护和测试的重要性。

即使是最先进的冗余系统，也需要定期的检查和维护来确保其可靠性。

这就像是对乐器进行调音和保养，只有保持最佳状态，才能在关键时刻发挥出最好的性能。

综上所述，变频器组的冗余配置在输送系统中的应用就像是为一场精密的交响乐提供了双重保险。

控制系统冗余设计和分析

在故障切换时控制输出发生扰动，导致故障停车。以
中控ＥＳ１０系统控制器为例，Ｃ．０介绍其冗余系统的构
建、同步机制和工程应用。
１冗余结构和原理
ＥＳ１０系统采用了全冗余的系统结构，／Ｃ一０ＩＯ模块、通信网络和控制器都采用冗余配置，从而提供高可用性。ＥＳ１０系统的冗余结构不需要提供额外的设Ｃ－０
般都能够提供冗余系统解决方案，但对内在的冗余同步机制和使用注意点描述不够清晰，户在使用过用
程中可能因对其冗余原理理解不深，而造成ＤＳ系统Ｃ
器出现故障，备用控制器立即接管对输出ＶＯ的控制，从而实现对系统的冗余控制。系统结构如图１所示。
０引言
随着自动化行业整体技术水平的提高，控制装置的可靠性要求也越来越高，尤其是ＤＳ控制系统，Ｃ其控制站都采用了冗余控制器。在任意一个控制器正常的情况下，ＣＤＳ都可以保持正常控制。控制系统厂商
一
模块和Ｉ０模块通过双重冗余的ＩＯ总线进行数据通／／
摘
要：随着自动化行业整体技术水平的提高，制装置的可靠性要求也越来越高，是ＤＳ控尤其Ｃ控制系统，商一般对内在的冗余但厂
同步机制和使用注意点描述不够清晰。针对冗余系统在切换过程中易发生输出扰动的情况，绍了控制系统的冗余原理，介分析了冗
信。控制器间通过背板总线进行冗余数据的交换。
在冗余设计中，Ｃ．０ＥＳ１０系统采用完整的热备用方

中频炉双CPU冗余控制的实现

３一８
ＰＣ・Ｌ变频器・计算机— — 中频炉双ＣＵ冗余控制的实现Ｐ
机床电器２１．０１２
点等，系统中的重要部件均采用冗余结构，两套工控
机、大屏幕显示器组成两套监控操作管理平台，ห้องสมุดไป่ตู้当服务器Ａ出现过程连接故障，务器Ｂ成为主服务器，服继
置相同的服务器共同构成一套冗余服务器系统。采用两套硬件。容错服务器采用硬件级的容错技术，采用一套系统
软件，以达到消除系统切换时间的目的，选用西门子ｓ３０双ＣＵ的ＰＣ控制器，７— ０ＰＬ以硬件方式实现ＣＵ冗余控制。Ｐ
该控制方案具有投资小、维修方便、际运行效果好，实并且可靠性较高的有效控制系统。
在大中型模块化的ＰＣ产品中，Ｌ可靠性再高的ＰＣ也Ｌ
换热器保护控制（释风控制、风放散控制）汽化稀热；冷却系统汽包水位控制；种过程参数（各温度、压力、流量、液位等）监控。同时过程控制系统还包括轧制计划数据处理；板坯核对；跟踪及跟踪修正（口侧板坯跟人踪、内板坯位置跟踪、炉出炉侧板坯跟踪、内板坯位炉置修正）加热炉设定（；装钢机设定、出钢机设定、步进梁
不能保证不出故障，因此，ＣＵ的冗余控制是一种双Ｐ
满足连续生产要求、高系统可靠性的有效手段。所提谓的冗余控制就是在控制系统中增加备用关键设备，
一

DCS系统冗余技术探讨及应用

DCS系统冗余技术探讨及应用摘要:冗余技术在火电厂的自动控制过程中，是满足连续生产要求，提高控制系统可靠性和稳定性的有效途径。

本文介绍了用于提高DCS系统可靠性的冗余技术方法，并结合应用介绍了DCS系统冗余的内容和实施要求。

关键词：DCS系统；冗余技术探讨；应用伴随火电厂的自动化程度提高，特别是随着火电机组装机容量的增大对自动化水平要求越来越高，对DCS系统的可靠性和稳定性的要求也随之提高。

这是因为它不仅直接关系到生产效率，而且关系到财产安全和生产者的生命。

DCS系统通常采用冗余设计，以提高控制系统的稳定性和可靠性，合理的冗余设计大大提高了系统的可靠性。

冗余是DCS系统设计中经常使用的一种可提高可靠性的技术，并且是提高系统可靠性的最有效方法之一。

常见的冗余方法可以分为1：1冗余、1：2冗余和1：n冗余。

在DCS系统中，它主要用于电力系统、通信网络、控制器和其他组件中的冗余。

1.提高系统可靠性的方法可靠性是指产品在指定条件下和指定时间内完成指定功能的能力。

产品通常是指任何系统、设备和组件。

描述可靠性的度量参数包括故障间隔时间、故障概率和可靠性。

可靠性是可靠度的定量指标，产品寿命分布有多种类型，最常见的是正态分布、对数正态分布、指数分布和威布尔分布。

指数分布是最基本，最常用的分布，不仅广泛应用于电子元件的意外失效期间，而且还广泛应用于复杂系统和机械技术的可靠性领域。

适用于故障率λ（t）为常数的状况，具有指数分布的常见电子设备的可靠性和故障率之间的数学关系如下：R(t)=e-λt(t＞0)其中，R（t）是可靠性，失效率是λ，是一个常数。

通过提高DCS系统关键组件的可靠性，可以有效地提高DCS系统的运行可靠性。

在工程实践中，DCS系统的关键组件（例如电源系统、通信网络和控制器）被设计为并行模型结构，以提高操作可靠性。

两个或多个单元并联连接，也称为冗余结构。

冗余系统仅在所有单元均发生故障时才会发生故障，模型可以分为静态冗余和动态冗余。

基于DSP和CAN总线的多电机控制系统冗余设计

ｉｔｙｏｆｔｈｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅＣＡＮｂｕｓｎｅｔｗｏｒｋｓｉｎｈａｒｓｈｉｎ－
ＳＵＮＹｕ — ｓｈｅｎｇ，ＸＵＥＨｅ－ｊｉｅ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＬｉｇｈｔＩｎｄｕｓｔｒｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００２，Ｃｈｉｎａ）
ｄｕｓｔｒｉａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ．ａｎｅｗｔｙｐｅＣＡＮｂｕｓｒｅｄｕｎｄａｎｔｃｏｎｔｒｏ１ｎｅｔｗｏｒｋｂａｓｅｄｏｎＴＭＳ３２０Ｆ２８３３５ｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄａｃｃｏｍｐｌｉｓｈｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ａｍｅｓｓａｇｅｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇｓｔｒａｔｅｇｙｂａｓｅｄｏｎｔｉｍｅ — ｔｒｉｇｇｅｒｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ｔｈｅｈｉｇｈｅｒｂａｎｄｗｉｄｔｈｃａｎｂｅａｃｈｉｅｖｅｄ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｈｅｔｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｃｏｎｒｏｔｌｎｏｄｅｗｈｉｃｈｎｅｅｄｒｅａｌ・ｔｉｍｅｓｔｏｒｅｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｄａｔａ．ａｎｅｗｔｙｐｅｄａｔａｓｔｏｒａｇｅｍｏｄｕｌｅｂａｓｅｄｏｎＦＲＡＭｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｈｅｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｉｎｄｉ — ｃａｔｅｔｈｉｓｓｙｓｔｅｍｈａｓａｇｏｏｄｒｅａｌ — ｔｉｍｅｐｅｆｏｒｍａｒｎｃｅ，ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，ｒｅｌｉａｂｌｅｐｅｆｏｒｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｒｅ — ｄｕｎｄａｎｃｙｓｗｉｔｃｈｉｎｇ，ｃａｎｍｅｅｔｓｈｅｔｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｍｕｌｔｉ－ｍｏｔｏｒｃｏｎｒｏｔｌｓｙｓｔｅｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｕｌｔｉ－ｍｏｔｏｒｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌ；ＣＡＮＢｕｓ；ｒｅｄｕｎｄａｎｔｃｏｎｔｒｏ１

浅议冗余设计在自控系统中的重要性

制系统为例进行阐述。三、冗余设计在ＤＳ控制系统中的应用Ｃ
式，这种情况下，台操作站或电源发生故障，在一系统可切换到
后备的操作站；且可以接Ｅｈｒｅ（Ｃ／Ｐ议）部网络。并ｔｅｎｔＴＰＩ协局对于企业来说，旦出现故障，难处理，且损失会很一很而
一
定或成倍量的设备或元器件的方式组成控制系统来参加控协议）根据现场的实际情况，，通信采用冗余总线网方式。（）４电
制，当某一设备或元器件发生故障而损坏时，它可以通过硬件、源冗余。控制系统电源采用２０Ａ２ＶＣ交流供电系统，有两路彼此软件或人为方式，互切换作为后备设备或元器件，相替代因故独立交流电源输入并具备双回路自动切换功能。（）５输入输出障而损坏的设备或元器件，保持系统正常工作，使控制因意外模块冗余（８０／）８０是用于过程控制站的分布式ｉｏ采Ｓ０ＩＯ。￥０／，而导致的停机损失降到最低。二、在煤焦企业自动控制系统中冗余技术运用的重要性用模块化设计，ＩＤＮ标准导轨式安装，它们通过ＰｏｉｕＤｒｆｂｓＰ现场总线与其所属的控制器通信，具有多种模拟及数字输入输出
无论在国内还是国外的自动控制系统有多大区别，冗余技产控制室３台。操作员站安装ＩｄｓｒａＩｉｉｉｎｕｔｉｌＴＤｇＶＳ中文版术已在控制系统中都被广泛采用。现在以我厂煤焦企业ＤＳＣ控本软件，行在Ｗｎｏｓ２０Ｘ运ｉｄｗ００Ｐ中文系统上，用１１备方采：后

冗余控制系统的原理及性能优化

冗余控制系统的原理及性能优化。

摘要本文以ControlLogix为例，介绍了可编程控制器冗余系统的冗余原理，对影响冗余性能的关键问题进行了分析，通过减少扫描周期和切换时间来对其冗余性能进行优化，为类似冗余系统的性能优化提供的参考方法。

关键词ControlLogix 冗余控制器切换The Theory and Optimization of Redundancy Control SystemFeng Li Wang Liangyong Qian Xiaolong(Institute of Information Sci. & Eng.,Northeasten Univ.,Shenyang 11004,China )Abstract This article introduces the theory and optimization of redundancy control system based on ControlLogix, and the key problems of the performance are discussed. At the same time, it presented a way to improve the performance of redundancy system via minimizing scan cycle andtchover time, which is useful forusers to realize on the similar system.Keywords ControlLogix Redundancy Controller tchover1 引言随着制造业竞争的加剧，制造商更加追求生产设备的可靠性，尤其是那些控制关键性生产工序的设备，往往需要采用冗余配置。

目前，多数的基于可编程控制器的冗余系统采用了两套CPU处理器模块，一个处理器模块作为主处理器，另外一个作为从处理器。

dcs 冗余的逻辑

DCS冗余逻辑详解一、引言随着工业自动化技术的不断发展，分布式控制系统（DCS）已成为工业领域重要的自动化解决方案。

在DCS系统中，冗余逻辑是实现系统高可用性和稳定性的关键技术。

本文将详细介绍DCS冗余逻辑的概念、工作原理、实现方式及其在工业领域的应用。

二、DCS冗余逻辑的概念冗余逻辑是指在DCS系统中，通过增加额外的硬件、软件或通信资源，以提高系统的可靠性和可用性。

当系统中的某个部分出现故障时，冗余部分可以迅速接管并继续执行相应的功能，从而确保整个系统的稳定运行。

三、DCS冗余逻辑的工作原理1.硬件冗余：通过在关键部件，如控制器、I/O模块、电源等采用冗余设计，当主部件出现故障时，备份部件可立即替换并接管其功能。

硬件冗余通常包括热备份和冷备份两种方式。

热备份是指备份部件始终处于工作状态，与主部件同步更新数据；而冷备份则是备份部件在需要时才启动并接管功能。

2.软件冗余：通过编写具有容错能力的软件程序，当某个程序段或任务出现故障时，其他程序段可以继续执行，确保系统的正常运行。

软件冗余通常采用多线程、多进程或分布式计算等技术实现。

3.通信冗余：通过采用多通道、多路径的通信方式，确保数据传输的稳定性和可靠性。

当某条通信线路出现故障时，其他线路可以继续传输数据，保证系统各部分之间的信息交互不受影响。

四、DCS冗余逻辑的实现方式1.控制器冗余：在DCS系统中，控制器是实现控制策略的核心部分。

通过采用双控制器或多控制器冗余设计，可以确保在单个控制器故障时，系统仍能保持正常运行。

控制器之间的数据同步和切换逻辑是实现控制器冗余的关键技术。

2.网络冗余：DCS系统中的通信网络是实现数据传输和信息交互的基础。

通过采用环形、星形或网状等多拓扑结构的网络设计，可以实现网络的冗余性。

同时，在网络设备上也可以采用冗余配置，如交换机、路由器等设备的热备份技术。

3.电源冗余：电源是DCS系统稳定运行的基础保障。

通过采用双电源或多电源供电设计，并配备UPS（不间断电源）设备，可以在主电源故障时确保系统的连续供电。

DCS系统的容错与冗余设计技术

DCS系统的容错与冗余设计技术随着科技的不断发展和进步，现代工业领域越来越依赖于自动化控制系统，尤其是分散控制系统(Distributed Control System, DCS)。

在诸如能源、化工、制药等行业中，DCS系统被广泛应用于实时监控和控制设备及过程操作。

然而，在这些复杂而关键的应用环境中，系统的稳定性和可靠性至关重要。

因此，DCS系统的容错与冗余设计技术成为必不可少的一部分。

容错设计技术主要是为了提高系统的可用性和可靠性，在系统发生故障或意外情况下能够自动实现故障转移和恢复。

容错技术通常包括硬件冗余、软件冗余和信号冗余三个方面。

首先，硬件冗余是最基本和常见的容错设计技术。

在DCS系统中，硬件冗余常常通过配置备用控制器、输入/输出模块和电源等设备来实现。

当主控制器或模块故障时，备用设备会自动接管并继续保持系统的正常工作。

这种容错技术可以有效地提高系统的可靠性和稳定性。

其次，软件冗余是通过在系统中使用备份软件来实现容错。

在DCS系统中，软件冗余常常采用双重工作站或冗余控制器。

当一个控制器或工作站发生故障时，备份系统会自动接管，并保持系统的正常运行。

通过软件冗余技术，可以显著降低系统故障对生产过程的影响。

另外，信号冗余技术也是DCS系统容错设计中的关键部分。

信号冗余可以通过多重传感器或冗余通信网络来实现。

多重传感器可以同时监测同一物理量，并将数据传输到控制系统中。

如果其中一个传感器故障，系统可以自动切换到其他正常工作的传感器，从而保证系统的连续性和正确性。

冗余通信网络则是通过配置冗余的通信链路来避免因通信故障而导致的系统中断。

总的来说，DCS系统的容错与冗余设计技术是确保系统在故障或意外情况下仍然能够稳定和可靠运行的关键措施。

硬件冗余、软件冗余和信号冗余的结合应用可以减少系统故障造成的影响，并提高系统的可用性和可靠性。

这些技术的应用是DCS系统设计中不可或缺的一部分。

随着工业自动化的不断发展和进步，DCS系统在生产过程中扮演着越来越重要的角色。

dcs 冗余的逻辑

dcs 冗余的逻辑（原创版）目录1.DCS 系统简介2.DCS 冗余逻辑的定义3.DCS 冗余逻辑的实现方式4.DCS 冗余逻辑的优点5.DCS 冗余逻辑在实际应用中的案例正文一、DCS 系统简介DCS（Distributed Control System，分布式控制系统）是一种广泛应用于工业自动化领域的控制系统。

它主要由控制器、I/O 模块、操作站和通讯网络等组成，通过对生产过程中的参数进行实时监控和调整，以实现生产过程的自动化控制。

二、DCS 冗余逻辑的定义DCS 冗余逻辑是指在 DCS 系统中，为了保证系统的可靠性和安全性，对关键设备和控制环节采用两套或多套相互独立的控制系统，当一套系统出现故障时，另一套或多套系统可以自动或手动接管，确保生产过程的连续稳定。

三、DCS 冗余逻辑的实现方式1.硬件冗余：通过备份关键硬件设备，如控制器、I/O 模块等，以实现冗余。

当主设备故障时，备份设备可以自动切换成主设备，保证系统的正常运行。

2.软件冗余：在软件层面实现逻辑控制，通过编写两套或多套相互独立的控制逻辑，实现冗余控制。

当一套逻辑出现故障时，另一套或多套逻辑可以接管，确保系统的正常运行。

3.容错控制：通过设置故障检测和故障恢复机制，对系统的异常状态进行检测和恢复，提高系统的可靠性。

四、DCS 冗余逻辑的优点1.高可靠性：通过冗余设计，提高了系统的抗故障能力，降低了故障发生的风险。

2.高可用性：当一套系统出现故障时，另一套或多套系统可以迅速接管，确保生产过程的连续稳定。

3.易于维护：冗余设计使得系统具有较高的透明度和可维护性，便于及时发现故障和进行维修。

4.安全性：冗余设计可以降低系统故障对生产过程的影响，提高生产过程的安全性。

五、DCS 冗余逻辑在实际应用中的案例1.火电厂的 DCS 控制系统：火电厂的 DCS 控制系统对锅炉、汽轮机等关键设备采用冗余逻辑控制，以实现安全生产。

2.化工厂的 DCS 控制系统：化工厂的 DCS 控制系统对反应釜、泵等关键设备采用冗余逻辑控制，以实现安全生产。

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浅谈控制系统冗余控制的实现
现阶段我国机械制造业都是以自动化生产线作为主要生产形式，为了进一步提高整个自动化生产线在运行过程中的稳定性，需要在自动化生产线上采用冗余控制技术进行配置设计，这样才能确保整个控制系统通过冗余控制来提高其运行效率。

本文就控制系统冗余控制的实现策略进行简要分析。

标签：机械制造业；冗余控制；PLC；切换
1.冗余控制技术简介
现阶段机械制造业所使用的PLC系统在运行中的设备的器件故障可以通过拆卸更换来消除，但是整个系统在运行中因外部因素影响、设备振动冲击以及操作不当，以及系统中一些设备软硬件缺陷或设备老化引起的故障，都会对整个PLC系统在运行中的安全性、可靠性等产生极大影响。

上述多种故障发生后，不仅需要整个系统停机来对其进行维修维护，同时也需要企业花费大量的资金成本与时间成本来维持整个PLC系统的正常运行。

所以企业可以通过冗余控制技术的应用来避免上述故障发生后对其产生影响，这对确保整个自动化生产线的生产效率与生产质量有着重要作用。

冗余控制技术在PLC控制系统的应用主要是备用设备或器件的应用，即将某些特定的软硬件设置为准备状态；如果PLC控制系统在运行中发生故障，则会将其自动切换到备用设备，以便于各类故障发生后不会对整个自动化生产线的正常生产带来影响与限制。

2.冗余控制技术在控制系统中的具体应用
（1）系统电源中的应用。

现阶段机械制造业为了进一步提高整个自动化生产线的运行效率，开始将冗余控制技术广泛应用于系统电源设计中，避免整个系统在运行中因断电对整个生产线的运行产生影响。

电源冗余控制技术主要是利用两套或多套电源模块为系统供电，企业一般会采用框架外冗余供电与框架内冗余供电等作为电源冗余控制系统的主要设计形式。

前者主要是利用电缆将冗余电源适配器模块与控制系统框架连接，以便实现对整个PLC控制系统的冗余供电。

该种设计形式下两套电源模块均处于工作状态，如果其中一套电源模块发生故障，则另一套可以维持正常供电；PLC控制系统会通过数据总线将发生故障电源模块状态信息反馈给控制台，以便于技术人员可以对发生故障的电源模块进行及时的更换与维修。

后者主要是在PLC控制系统框架中设置两套或多套电源模块进行冗余供电。

（2）基于硬冗余方式的冗余控制技术。

硬冗余主要是将对应的硬件模块及采用固化程序来确保PLC控制系统的故障切换，处理器的硬冗余方式主要是通过设置两套处理器来维持两套设备的同时运转，并且技术人员要将其中一套处理器设置为主处理器，其在正常工况下主要是负责信号的输入与输出，另一套处理器设置为从处理器来进行信号的输入与数据的运算处理，但是从处理器在运行过程中并不需要输入信号。

主处理器与从处理器在设置过程中以硬件链接方式为
主，主处理器发生故障后，要对其完成从处理器的切换，并且技术人员在该种冗余控制系统设计过程中应合理设置两套热备模块，这是因为热备模块不仅可以实现对上述两套处理器运行状态的实时监测功能，同时也要完成两套处理器相互数据的传输来确保其时钟的同步；主处理器一旦发生故障，则其立即切换至从处理器，并且可以确保从处理器在切换后可以从断点处开始进入工作状态，从而使整个PLC控制系统可以保持在正常的运行状态。

3.基于软冗余方式的冗余控制技术
软冗余控制技术主要是利用软件编程的方式来实现PLC控制系统的故障切换。

设计人员在具体应用该种冗余控制技术时也要设置两套处理器，其中一套处理器设置为主处理器，负责维持系统的正常运行；另一套处理器作为备用处理器，以便于主处理器发生故障后可以进行切换，并且要通过关键编制同步控制程序来实现对其冗余的控制，并要通过数据处理程序来判断处理器的工作状况。

其在设计过程中一般要通过通信电缆将两套处理器模块进行连接，并由备用处理器向主处理器发出查询其运行状态的信息：如果主处理器发生故障，控制程序会立即启动备用处理器来代替主处理器以保持系统的正常运行，该种冗余控制技术对进一步提高整个PLC控制系统的稳定性有着重要作用。

控制系统中所使用的冗余控制技术对于机械制造业来说有着极为重要的作用，其主要体现在冗余控制系统的设置可以进一步提高PLC系统运行中的安全性、稳定性，从而确保整个机械制造业的生产效率、生产质量。

参考文献：
[1]马文忠，李耀荣，张伟.NPC三电平逆变器冗余控制技术的研究[J].电力电子技术，2012，（9）.
[2]刘志颖，郑松，张瑜.浅谈三重冗余控制系统及其表决机制[J].控制工程，2013，（1）.。