冗余的概念.pdfVIP

冗余的概念，严格的来讲是采用成倍增加的元件的方式来参加控制，以期使得因控制设备的意外而导致的 损失降到最低。 冗余的意思不是留有余量，设计院现在写标书，都把留有余量的意思表达为富裕量，以避免混淆。 从冗余部件来讲，有： A.处理器冗余： 一用一备或一用多备，在主处理器（称热机）失效时，备用处理器（称备用机）自动投入运行，接管 控制。 又因切换的机制和速度的快慢分为： 冷冗余（冷备用）和热冗余（热备用） 另有部分厂家打出温备用的口号，也是冷备用的方式，但切换速度较快而已。 B.通讯冗余： 最常见的就是双通道通讯电缆。如双缆 Profibus 通讯或双缆 ControlNet 通讯。 通讯冗余简单的分，单模块双电缆方式，两套单模块单电缆双工方式。 C.I/O 冗余： 相对处理器和通讯，I/O 的冗余是最不容易实现的。 通常较少使用 I/O 的冗余，成本增加较多。 但相对重要的场合，使用 I/O 冗余的也不少。 如几乎所有的 DCS 都可以实现 I/O 冗余。 模拟量的冗余好实现一些，开关量不太好实现。 I/O 冗余最常见的是 1：1，但也有其他方式如 1：1：1 表决系统等。 一般的 I/O 都实现了冗余的系统，处理器往往是热备用的。 一些含糊不清的概念： 软冗余：一般指代处理器的冷备用。冷备用采用软件方式切换。 处理器一般也是成双使用的，一个使用，一个备用。主处理器失效时，通过软件的方式切换至备用处 理器。速度慢，成本低。 硬冗余：一般指代处理器的热备用。热备系统采用硬件方式切换。 除了成双使用的处理器外，一般还有一套热备模块，或者叫双机单元，热备模块负责检测处理器，一 旦发现主处理器失效，马上将系统控制权切换至备用处理器。相对更稳定，更安全，但成本较高。 一般的热备模块如果只有一个，那么，2 个处理器肯定是插在同一个底板上的，如欧姆龙 CS1D 和 CVM1D。如果热备单元有2 个，那么，应该是分属于 2 套底板的，2 个热备单元之间一般采用光纤通讯， 保证数据传输的同步。也有一个例外，S7-400H 可以把 2 套系统（电源、处理器、热备单元、通讯单元） 插在同一个底板上，但那个底板实质上是完全隔离的 2 个底板，只是为了节省空间，作成了一个而已。 N：1 冗余：基本上这种方式用于 I/O 模块。在部分 I/O 失效时，用来替代失效的模块，一般需要认为 干预。就是说，你需要把失效模块的配线端子拆下来，安装到此备用模块上去。一般的这种模块都是支持 热插拔的。原来的霍尼维尔 TDC3000 就曾采用过这种方式的 I/O 冗余。 按照现在的严格定义，这种方式，并不算是冗余。 双机热备：一般指处理器的硬冗余。通常 I/O 不冗余。 热备的经典是施耐德的 Quantum 。 当然，其他的也不错。 表决系统：安全控制系统经常会用到。1：1：1 方式。可实现 1 用 2 备，或 3 取 2 投票表决等特殊功 能。典型的产品就是 GE 的 S90-70. 火电厂的气轮机保护系统，石化行业的 ESD 系统都是这种方式的。 另外，听说 4 重热备，5 重热备也出来了。我可能孤陋寡闻没见过。 但估计，大家能用上的时候不会太多吧。