冗余的概念(转载)

冗余的概念冗余的概念，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。