冗余控制

是如何冗余实现基于pc的控制?第一步是定义到现实世界的物理接口，该接口将提供控制相同I/O系统的多台计算机。

提供多个“控制器”的一种方法是实现“镜像备份”，这样另一个系统也可以收集所有数据。如果系统是实时控制的，有一个以上CPU在制度上是理想的，造就了一个无扰控制系统。这是冗余的常见需求。

例如，如果控制炉子的系统中的CPU出现故障，等待更换可能会破坏产品。连续的进程和CPU数据交换，保证了系统的可靠性。

利用Microsoft Windows NT的健壮性和在软件中包含冗余特性是工厂自动化中基于pc的控制的关键挑战。为了提供冗余，基于pc的控制软件承认系统上的多个CPU，无论是分布式控制还是集中控制。

冗余是通过更新一个CPU的所有I/O状态来实现的，而另一个CPU则中断来进行控制。通过这种转换，软件可以识别哪个CPU在进行控制。基于pc控制两个系统的系统需要共享数据，而一个系统进行控制，另一个系统接收数据。两个cpu不能相互竞争。CPU”手颤抖告诉控制软件哪个CPU系统正在运行。

热插拔

热插拔类似于冗余，允许用户在线时拔下一个硬盘，让另一个硬盘接管。有些软件可以同步状态通过传递数据空间从一台机器到另一台机器。如果发生故障，控制切换到备份处理器。

在基于计算机的系统中，冗余用于数据存储和文件服务器。为了保护文件系统中的数据，计算机系统可能使用廉价磁盘驱动器的冗余阵列或类似的技术磁盘镜像，通过将数据复制到多个磁盘驱动器来保护数据。工业pc采用配对驱动或电源，在运行过程中可以进行热插拔或交换。网络使用冗余来容忍故障，以增加满足严格时间约束的可能性，并(基于任务优先级)对有限的系统进行配给带宽。

对于这种时间紧迫的系统，采用冗余来确保所需的带宽和容错。监控和数据采集(SCADA)和分布式控制系统使用冗余来共享信息和数据。如果其中一台服务器出现故障，冗余系统仍会收集信息。一些软件允许从人机界面或视图节点查看工厂活动，如果SCADA节点通过将数据请求传送到备份SCADA节点而变得不可用。

可编程逻辑控制器(plc)也包含冗余。在一个层面上，系统采用多个plc控制单个I/O总线，因此如果任何一个CPU故障，备份将接管。

当一个I/O点连接一个PLC、CPU或I/O接口卡的两个相同系统时，PLC也可以是冗余的。在读取或写入输入和输出时，必须注意避免混淆。plc还使用多个cpu和电源的冗余。冗余可能需要在多个cpu之间进行通信，并将输出数据分发回服务器。基于I/ o的硬件还可以提供冗余。

虽然硬件可以提供冗余，但我们发现软件为关键任务操作提供了故障安全冗余。

作者信息

——gint Burokas, Intellution Inc.旗下Wizdom Controls的高级软件工程师

条款

带宽:系统运行的范围(通常是赫兹)。

无扰:在不影响进程的情况下更改控制进程的处理器(转换)的能力。

CPU:中央处理器。

数据空间:数据所在的位置。

磁盘镜像:通过磁盘驱动器上的复制来保护数据。

容错:允许系统在一定程度故障情况下继续运行的设计。

手发抖:cpu之间或cpu之间的联系，以便识别。

热插拔:操作过程中部件的交换。

突袭:廉价磁盘驱动器的冗余阵列。

冗余:复制以增强可靠性。

同步状态:确保两个系统的频率相等。

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