高可靠性是過程控制系統的第一要求。

冗余技術是計算機系統可靠性設計中常采用的一種技

術，

是提高計算機系統可靠性的最有效方法之一。

為了達到高可靠性和低失效率相統一的目

的，

我們通常會在控制系統的設計和應用中采用冗余技術。

合理的冗余設計將大大提高系統

的可靠性，

但是同時也增加了系統的復雜度和設計的難度，

應用冗余配置的系統還增加了用

戶投資。因此，如何合理而有效的進行控制系統冗余設計，是值得研究的課題。

1

：冗余技術

冗余技術概要：

冗余技術就是增加多余的設備，以保證系統更加可靠、

安全地工作。冗

余的分類方法多種多樣，按照在系統中所處的位置，冗余可分為元件級、部件級和系統級；

按照冗余的程度可分為

1:1

冗余、

1:2

冗余、

1:n

冗余等多種。在當前元器件可靠性不斷提高

的情況下，和其它形式的冗余方式相比，

1:1

的部件級熱冗余是一種有效而又相對簡單、配

置靈活的冗余技術實現方式，如

I/O

卡件冗余、電源冗余、主控制器冗余等。因此，目前國

內外主流的過程控制系統中大多采用了這種方式。

當然，

在某些局部設計中也有采用元件級

或多種冗余方式組合的成功范例。

控制系統冗余設計的目的

:

系統運行不受局部故障的影響，而且故障部件的維護對整個

系統的功能實現沒有影響，

并可以實現在線維護，

使故障部件得到及時的修復。

冗余設計會

增加系統設計的難度，冗余配置會增加用戶系統的投資，但這種投資換來了系統的可靠性，

它提高了整個用戶系統的平均無故障時間(

MTBF

)

，縮短了平均故障修復時間(

MTTR

)

，

因此，應用在重要場合的控制系統，冗余是非常必要的。

二個部件組成的并聯系統(互為冗余)與單部件相比，平均無故障時間是原來的

1.5

倍。

系統的可用性指標可以用兩個參數進行簡單的描述，一個是平均無故障時間(

MTBF

)

，另

一個是平均修復時間(

MTBR

)

。系統的可用性可用下式表示：

系統可用性＝

MTBF/(MTBF+MTBR)

當可用性達到

99.999%

時，系統每年停止服務的時間只有

6

分鐘。

2

：控制系統冗余的關鍵技術

冗余是一種高級的可靠性設計技術，

1:1

熱冗余也就是所謂的雙重化，是其中一種有效

總結

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