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控制系統冗余的關鍵技術
?冗余是一種的可靠性設計技術,1:1熱冗余也就是所謂的雙重化,是其中一種有效的冗余方式,但它并不是兩個部件簡單的并聯運行,而是需要硬件、軟件、通訊等協同工作來實現。將互為冗余的兩個部件構成一個有機的整體,通常包括以下多個技術要點:
?1)信息同步技術
?它是工作、備用部件之間實現無擾動(Bumpless)切換技術的前提,只有按控制實時性要求進行高速有效的信息同步,保證工作、備用部件步調一致地工作,才能實現冗余部件之間的無擾動切換。
?在熱備用工作方式下,其中一塊處于工作狀態(工作卡),實現系統的數據采集、運算、控制輸出、網絡通訊等功能;而另一塊處于備用狀態(備用卡),它實時跟蹤工作卡的內部控制狀態(即狀態同步)。工作/備用卡件之間的正/負邏輯是互斥的,即一個為工作卡,另一個必定是備用卡;而且它們之間有冗余控制電路(又稱工作/備用控制電路)和信息通訊電路,以協調兩塊卡件同時而且有序地運行,保證對外輸入輸出特性的同一性,即對于用戶使用而言,可以認為只有一個部件。一般在設計中,工作、備用部件之間通過高速的冗余通訊通道(串行或并行)實現運行狀態互檢和控制狀態的同步(如組態信息、輸出閥位、控制參數等)。
2)故障檢測技術
為了保證系統在出現故障時及時將冗余部分投入工作,必須有高精確的在線故障檢測技術,實現故障發現、故障定位、故障隔離和故障報警。故障檢測包括電源、微處理器、數據通訊鏈路、數據總線及I/O狀態等。其中故障診斷包括故障自診斷和故障互檢(工作、備用卡件之間的相互檢查)
3)故障仲裁技術和切換技術
?精確及時地發現故障后,還需要及時確定故障的部位、分析故障的嚴重性,依賴前文提到的冗余控制電路,對工作、備用故障狀態進行分析、比較和仲裁,以判定是否需要進行工作/備用之間的狀態切換。控制權切換到冗余備用部件還必須保證快速、安全、無擾動。當處于工作狀態的部件出現故障(斷電、復位、軟件故障、硬件故障等)或者工作部件的故障較備用部件嚴重時,備用部件必須快速地無擾動地接替工作部件的所有控制任務,對現場控制不造成任何影響。同時要求切換時間應為毫秒級,甚至是微秒級,這樣就不會因為該部件的故障而造成外部控制對象的失控或檢測信息失效等等。另外,還需要盡快通過網絡通訊或就地LED顯示進行報警,通知用戶出現故障的部件和故障情況,以便進行及時維護。
4)熱插拔技術
?為了保證容錯系統具有高可靠性,必須盡量減少系統的平均修復時間MTBR。要做到這一點,在設計上應努力提高單元的獨立性、可修復性、故障可維護性。實現故障部件的在線維護和更換也是冗余技術的重要組成部分,它是實現控制系統故障部件快速修復技術的關鍵。部件的熱插拔功能可以在不中斷系統正常控制功能的情況下增加或更換組件,使系統平穩地運行
5)故障隔離技術
?冗余設計時,必須考慮工作、備用部件之間的故障應該做到盡可能互不影響或影響的概率相當小(0.01%),即可認為故障是隔離的。這樣可以保證:處于備用狀態的部件發生故障時,不會影響冗余工作部件或其他關聯部件的正常運行,保證冗余的有效性。
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Norgren RM/8016/MF/150
IAI RCS-RA55-A-100-?GN-L-100-T1-N IA600691
Dwyer Rate-Master Flowmeter RMB-53-SSV
Festo Switch PEV-W-KL-LED-GH
Balluff BES 516-3007-G-E4-C?-S49-00,2
Schunk LSE20-4-90 P/N355224 Swivel Unit
Elwood Gettys Hybrid P.M. Step Motor M21-23D-6108BA
Rockwell Full Voltage Starter 509-A0D
Wasp Nest WLS9000 Scanner 88-A0013525
Square D 9012 GAW-24 Series C
SMC EMXQ20-100
Ross 2783A7006
Parker Toggle Valve 6Z-V6LQ-11A0-SS
Pac Wrap PW27
Siemens Circuit Breaker 3RV1011-1FA10
Sill Optics S5LPJ1362 100533
Toshiba HCA-A5N Color Printing Set
Nordson RTD-Style Hot Melt Hoses 276946A
Bimba Stainless UH MRS-502-D
Hewlett Packard 6629A System DC Power Supply
Banner Mini-Beam SM31RL
Festo DNG-50-25PPV-5
Parker Hydraulic Replacement Filter Kit 921999
Desco TB-2000/TB-2007
Sanyo Denki Super L DC Servo Motor L404-151EL8
Sulzer Metco Tooth Wheel 1010837
Patlite Signal Voice PV-32JEX
Sunx DP3-80
Burkert 3-way Solenoid Valve 456646
INA RASEY25 Rolling Bearing
Allen Bradley Ultra 3000 2098-DSD-005-SE
Philips Tungsten Halogen Lamp 100Q/CL/DC 120V ESR
Danfoss 032F1225 00 ERV 15 Solenoid Valve Excl. Coil
Wenglor Reflex Sensor UF66VCF3
Asco Pneumatic 34600188
Watts R384-02C
Acme Electric SPS 15-12 Power Supply
Q-Mark Manufacturing VM5-18.60-A
Siemens 3UG3013-1BR60
IFM Electronic KI5208 Capacitive Proximity Switch
Uni-Pro LMA-25/50A F 24.002012X
BOSCH E24V 1070075324-103
EFD 5112LL-B
Parker GD475855A 01.06 DXPSRM 4.000
Parker GD474730 A 01.06 DXPSRM 4.000
Isopad ITW-SS 88301023
Bosch Rexroth 0 608 820 099
Isopad ITW-SS 88301021
Isopad ITW-SS 88301040
Isopad ITW-SS 88301020
Fafnir Self Locking Collar LCJT 1 1/2
Pressotechnik S4 50 12
Balluff Expander Unit BIS F-963
Isopad ITW-SS 88301022
Isopad ITW-SS 88301019
Bosch Brushless Servomotor SE-D1.010. 030-00.000
Oriental Motor Vexta Stepping Motor Pk564-NAA
Dunkermotoren GR 80x40
Amp Trap A6D200R
Phoenix Contact InterBus IBS SAB 24 DIO4/4/2
Concoa Regulator 3247002-01-000
Motion Plus EDC 100 Digital Servo Controller
Herion Cooling Water Flow Reg
Nais CM-Relay CM1 aF-D-12V ACM32211 M02 Lot of 37
Pressotechnik S2.30.50.6
Berger Lahr SER3913/4L7SS0C?O
Gec Alsthom Parvex Servo Motor RE430F R5000
Sony Magnescale MSD-705
Siemens Micro Master Junior 6SE9113-7JA13
baumer Electric CH-8501 PRRB K012.S70.C340
Power-One F15-15-A
EFD Dispensing Tips 5515-B
Festo DFM-12-20-P-A-G?F 170825
Ziehl Abegg 04077558 THCLFIP44
RTi Oil Extractor Combo 4P-060-PP4-DCi
Coors Ceramic Company 60198 80ml Box of 24
Uni-Pro ACPU90-VE C 23.050052X-0015?8
RSF Elektronik Ms 20.04-om
Siemens 6FC5103-0AC03-0?AA0
National Instruments SCXI-1100 32 Channel Multiplexer Amplifier
Allen Bradley W29 Lot of 20
Namco Receiver EP190-00243
Keyence Transmitter SL-C28H-T
Powermax II P21NSXC-LNN-NS-?03
Yaskawa AC Servo Motor SGM-01L3B4CL
Hoerbiger 25-2020/20x5.72?-BM
Mawomatic APA1.AK07
Sick WL12-2N420
Rasmi Electronics 3G3EV PFI 1015-E(N)
Atlanta 58 43 907 Gear Unit
Hoerbiger Origa AZV4D5080/50
Schafer ER Engberts BB07
Bosch Servo Motor 0 608 701 013
Oriental Motor AC Magnetic Brake Motor 2RK6GN-AWM
Coilhose Pneumatics 4042 1/4" in-line
Namco Receiver EP190-00242
SMC NVFS4300-5FV
Taiyo WFA200GMB0200-A?B air cylinder
SMC EMXS20L-75
Telemecanique Contactor LP1 D65004BD
Berger Lahr SER31117/4l7SS0?CO
Siemens Control relay 3TH42 71-0BB4
Parker Filtration 40CN2 10Q M2 50C1C1 1998
Sanyo Denki P50B03003PXS22
Omega RD100-ZFP Box of 23
Fuji Thermal Overload Relay TK-ON 4NK0AM 2.8-4.2A
Numatics B084A1H6DX
Rexroth Bosch 0 821 305 051 481
Leica Power Supply MTR38
Festo ADVU-25-30-P-A Short-Stroke Cylinder
Kobold DF-K DF-50ER10KOK31
BOSCH CL 100-E 048552-105
Balluff BES 516-325-BO-C-PU Proximity Sensor
BOSCH CL 300-500 062687-205
MAC 57C-12-501CA 250B-501CAAA 24VDC
Inmac p/n 90043 0827
ABB 1SAR504022R0002
Elan SRBF-2102
Siemens SMP-E213-A2
Chatillon TCM 201-MS Force Tester
UPC Lamp-031 Replacement Lamp-C9HB
Bosch 0 820 016 228
Tox Pressotechnik S4.15.6
Yaskawa AC servo Motor SGM-A3U3B2L
Siemens 3SB1320-0D Pushbutton Assembly
Movomatic Front Panel ES600
Festo LRS-1/4-D-7-I-M?IDI Filter Regulator Valve
BOSCH 0 608 750 100 LTE 12 230V~500VA
Pilz Relay PZE9
Lumberg ASBS 8/LED5-4 8 port
RaytekET3LTCFC
Berger Lahr VRDM368/4LWCOO 3phase stepping motor
Lithonia Lighting 250069 Emergency Light Unit NIB
Unitek Peco HF Inverter X11/4/460 903401
Robohand RA-325
Fafnir LAK 1 7/16 Self-Locking Collar
THK Linear Bearing 2RSRSWZMUU+170L?M
Hios CL-9000 Anti-Reaction High Torque Push Start Type Screwdriver
Square D 9001 KA 3 Ser J Finger Safe Contact Block Lot of 3
Storz 86590CF
Namco Limit Switch EA150-30275
LHA PGL-A-63-N-B-50?00-S
Bosch 0 821 100 022
Alco Controls Thermo Expansion Valve LCLE 3 B XB-1019 GL-1B
CFM Vacuum Type 3151 T
ICOM BP231 Lithium Ion Battery Pack
Oriental Motor Vexta Stepping Motor PK266-02A-C111
Ziehl-Abegg RH31M-2EK.31.2R Fan Motor
Fairchild 81412 Muilti Stage Regulator
Arburg 139.931A
Gec Alsthom RS240B R1105 Servo Motor
Ultrafilter AG0002
Eltra EL40G1000Z5L6X6?PR1.5
Supply Cartridges Label & Sign Maker White on Red B580 64824
Ultrafilter Element Filter 121804 SMF 02/05
HELLER UNI-PRO DIGI-DRIVE BOARD LMN-60/90A
MicroCentric Model 50 Air Cylinder
Wika CX99900AA Air?or?Gas Guage
UniPro Digi Drive LMA-5/10A C24.002009
Coax VMK 20 DR NC Valve
Supply Cartridges Label & Sign Maker Black on Clear Poly 64348
Balluff BCS 034-PS-1-C Switch
Festo VAD-ME-I-3/8 35533 Vacuum Generator
Supply Cartridges Label & Sign Maker Danger 64135
Ace Mobile Air Filtering 73-100M
Idec Switching Power Supply PS3L-D24AFF
Tescom D43372-AR-00-F3 Helium Regulator
Supply Cartridges Label & Sign Maker Black on Yellow STD 64924
Eltra EL40A1000Z5L6X3?PR1,5
UniPro Heller Digi Drive LMA 80/120 A-2 A24.002017-X88
New Disco Diamond Blade ZH05-SD2000-N1-?110 DC
TRICONEX 4118