有关控制系统冗余控制的探究

0 引言

伴随着机械自动化技术的迅猛发展，目前我国机械制造业中的常用设备面临着技术改造以提高其自动化程度，其中可编程序控制器即PLC是将电子、计算机和逻辑自动控制技术相结合，采用可编程序控制器即PLC技术改造通用、专用机床，并集合半自动及自动设备组成自动化生产线，可以实现编程灵活、控制简单、抗干扰强和适应性强等特点。但为了实现预防故障满足连续生产要求，还应对系统采用冗余控制技术，提高系统的可靠性运行。

1 冗余控制技术

PLC系统发生的故障包括设备器件生产过程中造成固有的故障，可以通过拆卸更换消除故障；以及由于外部环境如温度和湿度、设备运行中的振动冲击和操作人员操作不当等运行中造成的故障；还有设备软硬件缺陷或长时间运行造成的设备老化引起的故障，均降低了系统的安全性和可靠性。这样在自动化系统中的某一个故障造成停机便会使生产付出昂贵的代价和宝贵的时间。针对上述故障均应采用冗余控制设计技术，以减少由于故障对生产造成的影响。

冗余控制技术是在系统运行中，将某硬件或软件设置为准备状态，作为备用的设备及器件，当系统发生故障，自动将切换该备用设备，这样保证系统持续运行，实现系统不间断的正常工作。通常冗余控制是设置一套由设备及器件组成的控制系统，根据情况有时也设置多套控制系统参与控制。可以采用软件或人为的方式在统中的某一设备或器件损坏发生故障时，切换备用的设备及器件代替故障设备及器件，这样保证了系统持续运行，减少了由于控制设备损坏故障引起的停机情况，避免了由于影响生产造成经济损失，明显的提高系统可靠性。

2 冗余控制技术在控制系统中的应用

为了提高控制系统的可靠性，首先应针对系统电源采用冗余技术，避免由于停电造成停机影响生产。

电源冗余技术是设置两套或多套电源模块供电，分别接到不同的供电电源，可以有两种方式。一种是框架外冗余供电，即通过电源电缆将冗余电源适配器模块与系统框架连接，对PLC进行冗余供电。两套电源模块均出于工作状态，当某一套电源模块发生故障时，另外一套电源模块出于工作状态，仍然可以给PLC系统供电，保证正常工作。系统通过数据数据总线进行现场检测，当电源模块放生故障时可将其状态信息传送显示，使操作人员及时维护替换故障电源模块。另外一种是采用框架内冗余供电，即在PLC框架中设置两套或多套电源模块供电，两套电源通过冗余通信电缆连接交换信息，对PLC进行直接冗余供电。

除了针对系统电源采用冗余技术，同时还可以按照硬冗余方式及软冗余方式