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品牌：Bently 型號：3500/40

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數(shù)字輸入模塊，數(shù)字輸出模塊，冗余模塊，電源模塊，

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  高可靠性是過程控制系統(tǒng)的第一要求。冗余技術(shù)是計算機系統(tǒng)可靠性設(shè)計中常采用的一種技術(shù)，是提高計算機系統(tǒng)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(tǒng)一的目的，我們通常會在控制系統(tǒng)的設(shè)計和應用中采用冗余技術(shù)。合理的冗余設(shè)計將大大提高系統(tǒng)的可靠性，但是同時也增加了系統(tǒng)的復雜度和設(shè)計的難度，應用冗余配置的系統(tǒng)還增加了用戶投資。因此，如何合理而有效的進行控制系統(tǒng)冗余設(shè)計，是值得研究的課題。

  1、冗余技術(shù)

  冗余技術(shù)概要：冗余技術(shù)就是增加多余的設(shè)備，以保證系統(tǒng)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(tǒng)中所處的位置，冗余可分為元件級、部件級和系統(tǒng)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(shù)實現(xiàn)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(nèi)外主流的過程控制系統(tǒng)中大多采用了這種方式。當然，在某些局部設(shè)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(tǒng)冗余設(shè)計的目的:系統(tǒng)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(tǒng)的功能實現(xiàn)沒有影響，并可以實現(xiàn)在線維護，使故障部件得到及時的修復。冗余設(shè)計會增加系統(tǒng)設(shè)計的難度，冗余配置會增加用戶系統(tǒng)的投資，但這種投資換來了系統(tǒng)的可靠性，它提高了整個用戶系統(tǒng)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(tǒng)，冗余是非常必要的。

  二個部件組成的并聯(lián)系統(tǒng)（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(tǒng)的可用性指標可以用兩個參數(shù)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(tǒng)的可用性可用下式表示：

  系統(tǒng)可用性＝MTBF/(MTBF+MTBR)

  當可用性達到99.999%時，系統(tǒng)每年停止服務(wù)的時間只有6分鐘。

  2、控制系統(tǒng)冗余的關(guān)鍵技術(shù)

  冗余是一種高級的可靠性設(shè)計技術(shù)，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(lián)運行，而是需要硬件、軟件、通訊等協(xié)同工作來實現(xiàn)。將互為冗余的兩個部件構(gòu)成一個有機的整體，通常包括以下多個技術(shù)要點：

  1）信息同步技術(shù)

  它是工作、備用部件之間實現(xiàn)無擾動（Bumpless）切換技術(shù)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(diào)一致地工作，才能實現(xiàn)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(tài)（工作卡），實現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、運算、控制輸出、網(wǎng)絡(luò)通訊等功能；而另一塊處于備用狀態(tài)（備用卡），它實時跟蹤工作卡的內(nèi)部控制狀態(tài)（即狀態(tài)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(xié)調(diào)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(shè)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(xiàn)運行狀態(tài)互檢和控制狀態(tài)的同步（如組態(tài)信息、輸出閥位、控制參數(shù)等）。

  2）故障檢測技術(shù)

  為了保證系統(tǒng)在出現(xiàn)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(shù)，實現(xiàn)故障發(fā)現(xiàn)、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(shù)據(jù)通訊鏈路、數(shù)據(jù)總線及I/O狀態(tài)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(shù)和切換技術(shù)

  精確及時地發(fā)現(xiàn)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(tài)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(tài)切換。控制權(quán)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(tài)的部件出現(xiàn)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(wù)，對現(xiàn)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(wǎng)絡(luò)通訊或就地LED顯示進行報警，通知用戶出現(xiàn)故障的部件和故障情況，以便進行及時維護。

  4）熱插拔技術(shù)

  為了保證容錯系統(tǒng)具有高可靠性，必須盡量減少系統(tǒng)的平均修復時間MTBR。要做到這一點，在設(shè)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(xiàn)故障部件的在線維護和更換也是冗余技術(shù)的重要組成部分，它是實現(xiàn)控制系統(tǒng)故障部件快速修復技術(shù)的關(guān)鍵。部件的熱插拔功能可以在不中斷系統(tǒng)正常控制功能的情況下增加或更換組件，使系統(tǒng)平穩(wěn)地運行。

  5）故障隔離技術(shù)

  冗余設(shè)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(tài)的部件發(fā)生故障時，不會影響冗余工作部件或其他關(guān)聯(lián)部件的正常運行，保證冗余的有效性。

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主營：世界知名品牌的PLC 、DCS 系統(tǒng)備件 模塊

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Foxboro（福克斯波羅）：I/A Series系統(tǒng)，F(xiàn)BM全系列（現(xiàn)場輸入/輸出模塊）順序控制、梯形邏輯控制、事故追憶處理、數(shù)模轉(zhuǎn)換、輸入/輸出信號處理、數(shù)據(jù)通信及處理等。

Westinghouse（西屋）：1C3系列DCS系統(tǒng)、CPU、OVATION系統(tǒng)、WDPF系統(tǒng)、WEStation系統(tǒng)備件。

Triconex（英維思）:冗余容錯控制系統(tǒng)、基于三重模件冗余（TMR）結(jié)構(gòu)的最現(xiàn)代化的容錯控制器。

Bently（本特利）：3500/3300系統(tǒng)。

Rockwell（羅克韋爾）：ICS系統(tǒng)。

ABB：PM全系列DCS系統(tǒng)、IGCT高壓變頻器系列、工業(yè)機器人備件DSQC系列、INFI 90等。

Bailey（貝利）：BRC系列DCS系統(tǒng)等。

Allen-Bradley：1576、1785、1771、1757全系列系統(tǒng)等。

Yokogawa（橫河）：CP系列等。

Honeywell（霍尼韋爾）：TK/TC系統(tǒng)等。

Reliance（瑞恩）：57C系列等。

Schneider（施耐德）：140系列處理器、控制卡、電源模塊等。

Modicon（莫迪康）：AS系列PLC系統(tǒng)備件。

Siemens(西門子)：6ES5/6ES74系列PLC系統(tǒng)備件、Siemens MOORE，Siemens Simatic C1，Siemens數(shù)控系統(tǒng)等。

Motorola（摩托羅拉）：MVME 162、MVME 167、MVME1772、MVME177等系列。

XYCOM：I/O、VME板和處理器等。

GE（通用電氣）：IC698/IC697全系列PLC系統(tǒng)、模塊、卡件、驅(qū)動器等各類備件。

Yaskawa（安川）：伺服控制器、伺服馬達、伺服驅(qū)動器。

Bosch Rexroth（博世力士樂）：Indramat，I/O模塊,PLC控制器,驅(qū)動模塊等。

Woodward（伍德沃德）：SPC閥位控制器、PEAK150數(shù)字控制器。

工業(yè)機器人系統(tǒng)備件優(yōu)勢品牌：ABB Robots、FANUC Robots、YASKAWA Robots、KUKA Robots、Mitsubishi Robots、OTC Robots、Panasonic Robots、MOTOMAN Robots等。