【摘 要】
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通过使用各种硬件、软件冗余已成为提高DCS系统可靠性的主要技术措施,而DCS主从控制器切换过程中存在双主和“乒乓切换”问题,冗余系统存在实时性不足、通信速率低下、通信网
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通过使用各种硬件、软件冗余已成为提高DCS系统可靠性的主要技术措施,而DCS主从控制器切换过程中存在双主和“乒乓切换”问题,冗余系统存在实时性不足、通信速率低下、通信网络可靠性差、双冗余主机故障切换过程慢、故障切换过程中数据丢失等问题。本文提出以Power PC架构高性能处理器为主控制器核心的DCS冗余系统设计方案,采用了冗余以太网和冗余PROFIBUS现场总线作为主要通信网络。本文首先介绍了DCS冗余系统的整体结构,并详细研究设计了系统中采用的主控制器冗余容错技术,实现了控制器看门狗复位切主、自动抢主和智能升主等无扰冗余互锁切换逻辑,并利用PCI-E总线实现主从控制器数据同步。然后比较分析了几种现有的冗余以太网拓扑结构的优缺点,提出本次以太网冗余所采用的拓扑方案。并对冗余I/O通信总线的工作方式进行详细分析,并对本次设计双冗余I/O总线的通信控制技术进行论述。最后,使用已开发的输入、输出模块和DCS冗余系统监控软件,在实验室对所设计的冗余控制器进行了简单的冗余测试,测试结果表明所设计的冗余系统能在实验室的常规条件下能实现故障冗余切换工作。该冗余设计方案切实可行,显著提高了DCS系统的可用性。
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