冗余的概念。答杨雁 点击：2624 | 回复：7
发表于：2003-11-30 23:06:00
楼主
我原来发过有一个热备的帖子。
有兴趣可以去翻查一下老帖子。
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。
qiaopeng1231@163.com
发表于：2003-11-27 01:37:00
5楼
冗余与否取决于你的系统停机成本有多大。
如果你的系统故障停机问题不严重，停几分钟乃至几小时都无所谓时，花费很大成本去搞CPU热备系统甚至I/O冗余是没有多大意义的。
例如：火电厂除灰系统停1天都没有问题。
但是汽轮机保护就不一样。哼哼，几秒钟可以费掉你十个亿。
而出问题的原因可能很简单，也许是唯一的一根通讯电缆掉了甚至只是松动了，也许是唯一的一块电源烧掉了。也可能是一个模块上的数个点失效了。但你负不起这个代价。
这个时候，双电源，双通讯电缆，双倍I/O的有时就显现出来了。
而你只不过为此多付出了几千万而已。
实际上，元件的品质是在不断提高。但冗余用的却越来越多了。
当然，价格下降是很大的因素。稍显重要的系统动不动就上冗余系统也很常见。
说一句很难听的话。技术是在不断进步，工人素质却在下降，尤其是敬业精神。欧姆龙C200HS曾经被美国国家宇航局用到太空实验站中去。而现在C200HG 在上海工厂也在产，但有几个人敢将它再用到太空中去。很可笑不？上海工厂的水平比那时候的欧姆龙美国工厂设备进步约10-13年的水准。
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