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某些过程控制系统，如化学、石油、造纸、冶金、核电站等工业部门的某些系统，要求控制装置有极高的可靠性。如果控制系统出现故障，由此引起的停产和设备的损坏将造成极大的经济损失，某些复杂的大型生产系统，如汽车装配生产线，只要系统中一个地方出问题，就会造成整个系统停产。仅仅通过提高控制系统的硬件及软件的可靠性来满足上述工业部门对可靠性的要求是不可能的。因为可编程序控制器本身的可靠性的提高有一定的限度，并且可靠性的提高会使成本急剧增加。使用冗余（Redundancy）系统或热备用（HOT Back－up）系统能够有效地解决上述问题。
在冗余控制系统中，整个可编程序控制器控制系统（或系统中最终要得部分，如CPU模块）由两套完全相同的“双胞胎”组成。是否使用备用的I/O系统取决于系统对可靠性的要求。两块CPU模块使用相同的用户程序并行工作，其中一块是主 CPU，另一块是备用CPU，后者的输出是被禁止的。当主CPU失效时，马上投入备用CPU，这一切换过程是用所谓冗余处理单元RPU (Redundant processing)控制的，I/O系统的切换也是用RPU完成的。在系统正常运行时，由主CPU控制系统的工作，备用CPU的I/O映像表和寄存器通过RPU被主CPU同步的刷新；接到主CPU的故障信息后，RPU在1～3个扫描周期内将控制功能切换到备用CPU。
另一类系统没用冗余处理单元RPU，两台CPU用通信接口联在一起，当系统出现故障时，由主CPU 通知备用CPU，这一切换过程一般不是太快。这种结构较简单的系统叫做热备用系统。