什么是工作冗余系统和非工作冗余系统

第二章 系统可靠性模型建立与冗余设计 Post By：2009-11-14 10:14:47 [只看该作者]

第二章 系统可靠性模型建立与冗余设计

第二章 系统可靠性模型建立与冗余设计

2.1 概述

2.2 可靠性模型

2.3 可靠性模型建立应注意问题

2.4 冗余设计

第二章 系统可靠性模型建立与冗余设计

2.1 概述

系统可靠性模型是指系统的可靠性结构模型（又称可靠性框图）和对应的可靠性数学模型总称。所谓可靠性结构模型是指从可靠性观点出发，依照系统各单元间存在的功能逻辑关系，用框图将这种关系表达出来。用数学方法对这种关系加已描述，这就是可靠性数学模型。

建立系统可靠性模型是可靠性工程中重要工作专案之一。它是进行可靠性指标预计、分配及可靠性分析、评估以及权衡和优化设计重要的基础和手段。建立系统可靠性模型应在系统研制早期进行，随着研制工作进展和设计上更动，系统可靠性模型要不断深入完善和修改。

系统的可靠性模型分为基本可靠性模型和任务可靠性模型。

基本可靠性模型包括一个可靠性框图和一个相应的可靠性数学模型。基本可靠性模型是一个串联模型，包括那些冗余或替代工作模式的单元都按串联处理，用以估计产品及其组成单元引起的维修及后勤保障要求。基本可靠性模型的详细程式应该达到产品规定的分析层次，以获得可以利用的资讯。而且失效率资料对该层次产品设计来说能够作为考虑维修和后勤保障要求的依据。

任务可靠性模型包括一个可靠性框图和一个相应的数学模型。任务可靠性模型应该能描述在完成任务过程中产品各单元的预定用途。预定用于冗余或替代的单元应该在模型中反映为并联结构或适用于特定任务阶段及任务范围的类似结构。任务可靠性模型的结构比较复杂，用以估计产品在执行任务过程中完成规定功能的概率。任务可靠性模型中所用产品单元的名称标志应该与基本可靠性模型中所用的一致。

建立系统可靠性模型有以下作用和意义：

1） 建立系统可靠性模型是可靠性工程重要工作专案，是可靠性保证大纲规定的必做的工作专案之一。

2） 建立系统可靠性模型是可靠性指标与维修性指标分配与预计的基础工作。

3） 建立系统可靠性模型是可靠性分析、估算、评价的工具。

4） 建立系统可靠性模型是对系统最佳方案权衡和优化设计首先应完成的工作专案。

5） 建立系统可靠性模型是进行可靠性设计重要措施之一。如余度设计等。

2.2 可靠性模型－－－548注：此节多为图形，没有贴出，只贴出小节；

2.2.1单元的故障均会导致整个系统的故障，对这种系统应建立串联模型。

2.2.2 可靠性并联模型

组成系统的所有单元都发生故障时系统才发生故障,对这样的系统建立可靠性并联模型。

2.2.3 (m,n)并联模型

这种模型又叫表决系统模型, 它是由m个可靠度相同的分系统组成并联结构, 其中有n个单元正常工作, 系统才能正常工作；

2.2.4可靠性混合模型

把若干串联模型与并联模型组合在一起，便构成混合模型

2.2.5简单旁联模型

组成产品的几个单元中只需一个单元工作, 当该单元工作故障时通过故障监测及转换装置接到另一个单元进行工作的模型, 就是旁联模型。

2.2.6复杂可靠性模型的建立

对于复杂结构模型,如果是简单的串并或并串的混联结构,其建模和数学模型的计算较简单。对很难转换为简单的串并结构模型的分析需采用其他方法,常用的有布林真值法、概率展开分析法、贝叶斯法等。下面就具体例项介绍用贝叶斯法分析复杂结构模型。如图2.8所示。

2.3 可靠性模型建立应注意问题

2.3.1可靠性模型框图的每个单元只表示一个功能单元。

2.3.2可靠性模型框图，应与电氯联接图相区别。图2.10a所示，是一个LC并联振荡回路，不论线圈L或是电容器C，任何一个失效，都导致回路失效。因而，虽在电氯联接上二者并联，但就可靠性框图而言它应是串联模型，如图2.10b所示。

2.3.3 建立模型要根据失效模式决定;举例说明,两电容并联完成滤波功能,如电容器开路失效为主要模式,其可靠性模型为并联结构模型, 如电容器短路失效为主要模式,其可靠性模型为串联结构模型。

(a)电路 (b)开路失效结构模型 (c) 短路失效结构模型

图2.11 并联电容与其可靠性框图

2.3.4可靠性结构模型框图与数学模型应与系统框图、原理图、工程图等相协调, 输入输出关系一致,并随其更改而变化。

2.3.5模型框图应在最低层次确定以后, 自上而下逐级展开,并逐级确定数学模型关系式。在附录中给出建立可靠性结构模型和数学模型的例项,见附录例A1和附录例A2。

2.3.6建立可靠性框图时,应确定系统功能,同一工作原理图中的各单元,因为完成的任务功能不同,其可靠性框图也不一定相同。对多工系统 应针对各个功能建立可靠性结构模型,如系统要求各任务功能都要保证,则系统的任务可靠性模型为各任务模型的串联结构。

2.4 冗余设计

当构成系统的单元可靠性不能满足系统要求时，所采取的一种设计方法，尤其对于无法维修或要求不停机维修的系统更需要这种设计方法，对于执行特殊任务和对于安全性要求非常高的系统特别需要这种设计方法，它是提高系统任务可靠性有效方法之一。

冗余系统可分工作冗余系统和非工作冗余系统,工作冗余系统是并联各单元同机工作,如本标准2.2.2 中可靠性并联模型和2.2.3中(m,n)并联模型,而非工作冗余系统中的非执行状态备用只有一个单元工作,其余处于单元待机状态,当工作单元失效时,储备单元通过开关逐个替换,直到所有单元失效,系统才失效, 如本标准2.2.5 中的简单旁联模型,其中的倒换开关也可作为一个单元加以考虑。另外, 非工作冗余系统还有执行状态备用,即所谓热备份,其结构模型工程上近似等同并联模型。

在工程中，冗余设计应注意下述问题：

2.4.1在进行冗余设计时应在可靠性、体积、重量及成本四者之间进行权衡优化设计。

2.4.2在进行冗余设计时，不是构成系统所有的单元都需要进行冗余设计，应选取那些可靠性薄弱环节和对执行任务及安全性影响至关重要单元进行冗余设计。

2.4.3为了提高系统的任务可靠性，可以对单元进行如下权衡：如果提高单元的元器件可靠性可以与进行冗余设计有相同可靠性水平。同时，提高单元的元器件水平较易且成本不高，那就采取提高单元的元器件可靠性水平，即选用高可靠元器件，尤其对长期工作的通讯产品尤为重要，往往在较长工作时间更显现出选用高可靠元器件的优越性

2.4.4在设计时，替代功能冗余能使完成不同功能的单元，一旦其中某单元发生故障时，其它单元可转换功能，予以替代。对移动通讯产品还可以采用实时动态重组冗余设计，如站与站之间通过呼吸吞吐予以发射讯号覆盖，使使用者接收不中断讯号，可以与硬体冗余设计有异曲同工的妙处，计算公式为

什么是冗余系统

冗余是指重复配置系统的一些部件,当系统发生故障时,冗余配置的部件介入并承担故障部件的工作,由此减少系统的故障时间。

什么是PLC冗余系统

PLC冗余可以分为：软体冗余和硬体冗余。硬体冗余对硬体型号有所要求，连线方式也不同，但对软体并无特殊要求。 在工业自动化系统中大量选用可程式设计逻辑控制器(PLC)作为控制器，随着技术的发展又组建冗余系统进一步提高系统的可靠性。目前冗余的分类方式很多，而采用PLC冗余方式的有两种，即软冗余和硬亢余。西门子公司在软、硬冗余两方面均给出了解决方案。而基于硬冗余的可靠性高，但构建系统成本也较高。而基于S7300或S7400的软冗余是一种成本低又能提高可靠性的方案。目前，软冗余系统已经在冶金、交通、电力、化工、污水处理等工业控制工程中得到了较广泛的应用。但是对于软冗余的效能仍没有进行系统的研究。 硬冗余系统的冗余结构确保了任何时候的系统可靠性，例如所有的重要部件都是冗余配置。这包括了冗余的CPU、供电模件和用于冗余CPU通讯的同步模组。根据特定的自动化控制过程需要，还可以配置冗余客户伺服器、冗余通讯介质、冗余介面模件IM153-2等。 硬冗余系统能够： 1. 平滑的主从切换 2. 自动事件同步 3. 整合的错误识别和错误定位功能 4. 操作期间可对系统进行修改 5. 类似标准CPU的线上程式设计 6. 下载程式时，只考虑单个CPU，程式可自动拷贝到另一个CPU中。 7. CPU修复后自动再进入。 8. 执行中所有部件可更换。 软冗余实现原理： 系统执行过程中两个CPU同时启动和执行，但是在正常执行时只有主CPU发出控制命令，而备用CPU检测主CPU状态和记录主CPU发出的命令，当主CPU发生故障时能够延续当时的实际状态接替主CPU发出执行命令。与主CPU通讯的IM1532模组处于启用状态时主CPU能访问I／0模组。当系统发生特定故障时，系统可以实现主备切换，备站接替主站继续执行。

为什么ABPLC需要冗余系统

冗余系统，是为安全考量，往往用于停机损失非常大的装置上

这种装置就需要冗余系统，一个坏了热切到第二个系统，不停机的情况下换掉坏的元件

哪些品牌plc能做冗余系统

西门子S400，西门子博途1500，AB Controllogic 5000系列，大型PLC一般都有这功能。国产的和利时LK系列好像也有

S7 400 冗余系统CPU 应用什么储存卡

可以使用Flash储存卡。

什么是系统中.DLL档案冗余？

冗余档案就是系统备分档案.格式有DLL和deb等.

动态连结库DLL档案即动态连结库档案，是一种可执行档案，它允许程式共享执行特殊任务所必需的程式码和其他资源。Windows提供的DLL档案中包含了允许基于Windows的程式在Windows环境下操作的许多函式和资源。

DLL档案即动态连结库档案，是一种可执行档案，它允许程式共享执行特殊任务所必需的程式码和其他资源。Windows提供的DLL档案中包含了允许基于Windows的程式在Windows环境下操作的许多函式和资源。

DLL多数情况下是带有DLL副档名的档案，但也可能是EXE或其他副档名。它们向运行于Windows作业系统下的程式提供程式码、资料或函式。程式可根据DLL档案中的指令开启、启用、查询、禁用和关闭驱动程式。

DLL的全称是Dynamic Link Library, 中文叫做“动态连结档案”。在Windows作业系统中, DLL对于程式执行是非常重要的, 因为程式在执行的时候, 必须连结到DLL档案, 才能够正确地执行。而有些DLL档案可以被许多程式共用。因此, 程式设计人员可以利用DLL档案, 使程式不至于太过巨大。但是当安装的程式越来越多, DLL档案也就会越来越多, 如果当你删除程式的时候, 没有用的DLL档案没有被删除的话, 久而久之就造成系统的负担了。

DLL是动态连线库。使用动态连线库的一些好处是：

1.多个应用程式共享程式码和资料：比如Office软体的各个组成部分有相似的外观和功能，这就是通过共享动态连线库实现的。

2.在钩子程式过滤系统讯息时必须使用动态连线库。

3.动态连线库以一种自然的方式将一个大的应用程式划分为几个小的模组，有利于小组内部成员的分工与合作。而且，各个模组可以独立升级。如果小组中的一个成员开发了一组实用例程，他就可以把这些例程放在一个动态连线库中，让小组的其他成员使用。

4.为了实现应用程式的国际化，往往需要使用动态连线库。使用动态连线库可以将针对某一国家、语言的资讯存放在其中。对于不同的版本，使用不同的动态连线库。在使用AppWizard生成应用程式时，我们可以指定资原始档使用的语言，这就是通过提供不同的动态连线库实现的。

VC++、C++ Builder、Delphi都可以编写DLL档案。Visual Basic 5.0以上版本也可以编写一种特殊的DLL，即ActiveX DLL。

DLL不是独立执行的程式，它是某个程式的一个部分，它只能由所属的程式呼叫。使用者不能，也不需要开启它。

博图软体能否组态西门子冗余系统

要看什么版本。博图软体 是西门子以后软体的趋势，也就是西门子以后准备就这一个软体了（西门子S-1200,S7-1500,S7-300,S7-400,稍作说明：西门子200是西门子公司收购产品应该不会整合到博图软体，而且200看样子西门子想把它淘汰了）。正题：SIMATIC Manager软体可以做的博图软体应该都行，强调最新版本。TIA10.5是1200专用，算是试水制作吧。其他的要根据它的软体说明。 希望能帮助到你。

什么是N+1冗余电源系统？

你是说UPS 系统吗？就是N+1并机，一是冗余备份的，如果有一台坏了，可以补上。平常都是均分负载

西门子414冗余系统怎么判断哪个cpu在执行

控制器和交换机怎么通讯？还需要443-1，win冗余需要冗余授权，如果win做伺服器还要有winserver授权。如果归档很多超过了512个点，还需要归档授权。