发布时间:2023-08-03 12:00来源:www.51edu.com作者:畅畅
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。在HMI系统中,冗余提供保证系统有效性的方法
20世纪90年代以来,随着工业自动化的飞速发展,工业部门对生产设备及控制系统的可靠性也提出了越来越高的要求。仅仅通过提高单个硬件的可靠性已经不能满足特殊工业部门对可靠性的要求。所以如何提高系统的可靠性成为人们共同研究的课题。
冗余技术是提高控制系统可靠性的一种技术和最有效方法之一。冗余技术就是通过增加多余的同等功能的部件,并通过一定的冗余逻辑使它们协调地同步运行,使系统应用功能得到多重保证。冗余技术的目的是使系统运行时不受局部故障的影响,而且故障部件的维护对整个系统的功能实现没有影响,并可以实现在线维护,使故障部件得到及时的修复。
所以为了达到高可靠性和低失效率相统一的目的,通常会在控制系统的设计和应用中采用冗余技术。合理的冗余设计将大大提高系统的可靠性,有效地避免由于控制系统出现故障而引起的停产或设备损坏造成的极大经济损失。因此研究冗余技术的应用对工程应用具有很大的现实意义。
PLC冗余可以分为:软件冗余和硬件冗余。硬件冗余对硬件型号有所要求,连接方式也不同,但对软件并无特殊要求。 在工业自动化系统中大量选用可编程逻辑控制器(PLC)作为控制器,随着技术的发展又组建冗余系统进一步提高系统的可靠性。目前冗余的分类方式很多,而采用PLC冗余方式的有两种,即软冗余和硬亢余。
硬冗余系统的冗余结构确保了任何时候的系统可靠性,例如所有的重要部件都是冗余配置。这包括了冗余的CPU、供电模件和用于冗余CPU通信的同步模块。根据特定的自动化控制过程需要,还可以配置冗余客户服务器、冗余通讯介质、冗余接口模件IM153-2等。
1、以现有的系统为依托,不需要任何时间或科研投入,可以立即实现;
2、配置、安装、使用简单,无需额外的培训、设计等;
3、使用冗余系统,理论上来讲,系统的故障率可以接近为零。
1、使用冗余系统就代表该系统臃肿,不简洁;
2:投入成本巨大,需要购买额外的系统,以及增加该系统后的后期维护成本等;
3、完全独立的系统并不存在,所以冗余系统最大的缺点在于,相互独立的配置之间会互相影响(尤其是依靠人的冗余系统),可靠性相对理论计算会大幅度下降。
冗余系统因为前期投入巨大,后期的维护成本高,所以只有在高风险(包括金融风险、行政风险、管理风险以及危及生命安全的风险)行业应用比较广泛,如:金融领域、核安全领域、航空领域、煤矿等领域。银行中的数据非常重要,即使服务器小概率的故障,也会有很大影响,甚至会影响一个国家的金融体系的稳定。
所以,每一个银行的数据至少同时存在两个以上的不同地点的服务器中(这就是一个简单的冗余系统),需要明白的是这个跟备份不一样,备份可以是先存储,再备份,而银行系统的冗余系统是同时更改,以保证在任意时间,任意一个服务器的故障,都不会引起数据失真。
生活中,也有比较常见的冗余系统,如运货的重卡,在卡车载重的后轮胎上,任意一个轴承上的一边至少有两个轮胎,其实仅需要一个轮胎,重卡就可以正常运行,另外一个轮胎就是冗余系统了。冗余系统不一定非要是软件类的系统或机械类的设备,也可以是人(广义上来说人也是系统的一部分),但用人来当冗余系统的话,可靠性会更低,因为人的判断更易受外界因素的干扰。
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