冗余技术在控制系统中的应用实现分析

通过控制系统冗余原理与方法的具体分析可以看到，系统的可用性在很大程度上取决于那些MTBF值较低而能对系统正常运行造成重大影响的部件，如主控制卡、网络、电源、通讯转发卡等。在系统设计中对关键部件进行冗余设计，可以大大提高系统的可用性。

下面以SUPCONJX-300X为例分析冗余的实现方式：

SUPCONJX-300X型集散控制系统[1]的各个部件的冗余，实现了从电源、主控制器、过程控制网络，直至I/O卡件的冗余。

JX-300X型DCS采用全智能化、全数字化设计，在此基础上成功地实现了卡件的热插拔、故障诊断、信息同步等前文提到的各项技术。该系统采用典型控制系统三层模型，每个层次内均可冗余配置，而层次之间采用全冗余连接。即整个系统内以冗余过程控制网络(SCnet)和冗余现场I/O总线(SBUS)为高可靠的连接通道，系统内各个部件的运行和部件之间点对点连接都可冗余。

根据控制系统内各个部件功能定位的不同，采用了具体方式有所差别，具体策略为：

1)主控制卡的冗余

主控制卡是整个系统的核心控制单元，完成系统的控制任务。而冗余技术各个设计要点在此得到充分应用。互为冗余的两块主控制卡软件、硬件**，它们执行同样的系统软件和应用程序，在工作/备用冗余逻辑电路的控制下，其中一个运行在工作状态(工作卡)，另外一个运行在备用状态(备用卡)，如图2所示。工作卡和备用卡之间具有公共的冗余逻辑控制电路和的高速对等冗余通讯通道，同时也可以通过I/O总线和过程控制网络进行信息交互或故障诊测。互为冗余的主控制卡都能访问I/O和过程控制网络，备用模式下的主控制卡执行诊断程序，监视工作卡的状态，通过周期查询工作卡件中的数据存储器，接受工作卡发送的实时控制运行信息。备用处理器可随时保存的控制数据，以保证工作/备用的无扰动切换，但工作模式下的主控制卡起着控制、输出、实时过程信息发布，等决定性的作用(具有发言权)。冗余技术的关键在于实现信息同步，而信息同步的zui终目的是为了实现冗余部件之间无扰动切换。我们把信息同步的方法分为“自然同步”和“强制同步”。 ABB PLC AC500-ECO模块接线端子TA564-11

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