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冗余

CECwiki  发表于 2009/3/3 10:32:30      2604 查看 7 回复  [上一主题]  [下一主题]

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定义
  冗余,即“一个具有相同设备功能的备用设备系统”,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,保证系统更加可靠、安全地工作。


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分类
  按照在系统中所处的位置,冗余可分为元件级、部件级和系统级;
  按照冗余的程度可分为1:1冗余、1:2冗余、1:n冗余等多种。
  在当前元器件可靠性不断提高的情况下,和其它形式的冗余方式相比,1:1的部件级热冗余是一种有效而又相对简单、配置灵活的冗余技术实现方式,如I/O卡件冗余、电源冗余、主控制器冗余等。
  因此,目前国内外主流的过程控制系统中大多采用了这种方式。当然,在某些局部设计中也有采用元件级或多种冗余方式组合的成功范例。


系统配件
  电源:高端服务器产品中普遍采用双电源系统,这两个电源是负载均衡的,即在系统工作时它们都为系统提供电力,当一个电源出现故障时,另一个电源就承担所有的负载。有些服务器系统实现了DC的冗余,另一些服务器产品如 Micron公司的NetFRAME 9000实现了AC、DC的全冗余。
  存储子系统:存储子系统是整个服务器系统中最容易发生故障的地方。以下几种方法可以实现该系统的冗余。
  磁盘镜像:将相同的数据分别写入两个磁盘中;
  磁盘双联:为镜像磁盘增加了一个I/O控制器,就形成了磁盘双联,使总线争用情况得到改善;
  RAID:廉价冗余磁盘阵列(Redundant array of inexpensive disks)的缩写。顾名思义,它由几个磁盘组成,通过一个控制器协调运动机制使单个数据流依次写入这几个磁盘中。RAID3系统由5个磁盘构成,其中4 个磁盘存储数据,1个磁盘存储校验信息。如果一个磁盘发生故障,可以在线更换故障盘,并通过另3个磁盘和校验盘重新创建新盘上的数据。RAID5将校验信息分布在5个磁盘上,这样可更换任一磁盘,其余与RAID3相同;
  I/O卡:对服务器来说,主要指网卡和硬盘控制卡的冗余。网卡冗余是在服务器中插上双网卡。冗余网卡技术原为大型机及中型机上的技术,现在也逐渐被PC服务器所拥有。PC服务器如 Micron公司的NetFRAME9200最多实现4个网卡的冗余,这4个网卡各承担25%的网络流量。康柏公司的所有 ProSignia/Proliant服务器都具有容错冗余双网卡;
  PCI总线:代表Micron公司最高技术水平的产品NetFRAME 9200采用三重对等PCI技术,优化PCI总线的带宽,提升硬盘、网卡等高速设备的数据传输速度;
  CPU:系统中主处理器并不会经常出现故障,但对称多处理器(SMP)能让多个CPU分担工作以提供某种程度的容错。


应用
  DCS控制系统中采用的主要冗余技术
  1)网络冗余技术;
  2)分布处理单元冗余技术;
  3)IO卡件冗余技术;
  4)电源冗余技术。


用户观点


  以dcs冗余为例
  现阶段DCS的冗余包括电源、网络、主控、模块等等,这样可以保证其中一块出现问题时,另一块可以继续工作,不至于出现停车等安全生产事故的发生。


  以重要的冗余系统为例
  冗余不是简单的两个(多个)部件并行。
  冗余技术需要硬件、软件、通讯等协同工作,将互为冗余的两个部件构成一个有机的整体,以比较重要的冗余系统为例说说。
  比如主控制器的冗余:互为冗余的两块主控制器软件、硬件完全一致,它们执行同样的系统软件和应用程序,在工作/备用冗余逻辑电路的控制下,其中一个运行在工作状态,另外一个运行在备用状态。备用处理器可随时保存最新的控制数据,以保证工作/备用的无扰动切换。工作模式下的主控制器起着控制、输出、实时过程信息发布等决定性的作用。冗余技术的关键在于实现信息同步,而信息同步的最终目的是为了实现冗余部件之间无扰动切换。
  再说电源系统冗余:电源是整个控制系统得以正常工作的动力源泉,一旦电源单元发生故障,往往会使整个控制系统的工作中断,造成严重后果。要使控制系统能够安全、可靠、长期、稳定地运行,首先稳定的供电必须得到保证。常用冗余电源,正常工作时,两台电源各输出一半功率,从而使每一台电源都工作在轻负载状态,有利于电源稳定工作。当其中一台发生故障,短时由另一台接替其工作,并报警。设计为可热插拔的冗余电源,这样系统维护时可以在不影响系统正常运行的情况下更换故障的电源。
  其他常见冗余应用还有网络系统冗余和信息数据冗余等。

 

 

冗余,即“一个具有相同设备功能的备用设备系统”,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。

 

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  • dingxiubing

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    dingxiubing   发表于 2009/2/27 12:36:31

       冗余技术就是增加多余的设备,以保证系统更加可靠、安全地工作。
       冗余的分类方法多种多样,按照在系统中所处的位置,冗余可分为元件级、部件级和系统级;按照冗余的程度可分为1:1冗余、1:2冗余、1:n冗余等多种。
       在当前元器件可靠性不断提高的情况下,和其它形式的冗余方式相比,1:1的部件级热冗余是一种有效而又相对简单、配置灵活的冗余技术实现方式,如I/O卡件冗余、电源冗余、主控制器冗余等。
       因此,目前国内外主流的过程控制系统中大多采用了这种方式。当然,在某些局部设计中也有采用元件级或多种冗余方式组合的成功范例。
    2楼 回复本楼

    引用 dingxiubing 2009/2/27 12:36:31 发表于2楼的内容

  • xilinxue

    xilinxue   |   当前状态:在线

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    xilinxue   发表于 2009/2/27 13:10:32

    原意:冗余

      rǒngyú

      [redundancy redundance] 多余的重复或啰嗦话

      冗余,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

      Redundan,自动备援,即当某一设备发生损坏时,它可以自动作为后备式设备替代该设备

      冗余系统配件主要有:

      电源:高端服务器产品中普遍采用双电源系统,这两个电源是负载均衡的,即在系统工作时它们都为系统提供电力,当一个电源出现故障时,另一个电源就承担所有的负载。有些服务器系统实现了DC的冗余,另一些服务器产品如 Micron公司的NetFRAME 9000实现了AC、DC的全冗余。

      存储子系统:存储子系统是整个服务器系统中最容易发生故障的地方。以下几种方法可以实现该系统的冗余。

      磁盘镜像:将相同的数据分别写入两个磁盘中:

      磁盘双联:为镜像磁盘增加了一个I/O控制器,就形成了磁盘双联,使总线争用情况得到改善;

      RAID:廉价冗余磁盘阵列(Redundant array of inexpensive disks)的缩写。顾名思义,它由几个磁盘组成,通过一个控制器协调运动机制使单个数据流依次写入这几个磁盘中。RAID3系统由5个磁盘构成,其中4 个磁盘存储数据,1个磁盘存储校验信息。如果一个磁盘发生故障,可以在线更换故障盘,并通过另3个磁盘和校验盘重新创建新盘上的数据。RAID5将校验信息分布在5个磁盘上,这样可更换任一磁盘,其余与RAID3相同。

      I/O卡:对服务器来说,主要指网卡和硬盘控制卡的冗余。网卡冗余是在服务器中插上双网卡。冗余网卡技术原为大型机及中型机上的技术,现在也逐渐被PC服务器所拥有。PC服务器如 Micron公司的NetFRAME9200最多实现4个网卡的冗余,这4个网卡各承担25%的网络流量。康柏公司的所有 ProSignia/Proliant服务器都具有容错冗余双网卡。

      PCI总线:代表Micron公司最高技术水平的产品NetFRAME 9200采用三重对等PCI技术,优化PCI总线的带宽,提升硬盘、网卡等高速设备的数据传输速度。

      CPU:系统中主处理器并不会经常出现故障,但对称多处理器(SMP)能让多个CPU分担工作以提供某种程度的容错。

      冗余可以理解为备用

      多次储存相同的数据
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    引用 xilinxue 2009/2/27 13:10:32 发表于3楼的内容

  • whs1

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    whs1   发表于 2009/2/27 14:23:01

    现阶段DCS的冗余包括电源、网络、主控、模块等等,这样可以保证其中一块出现问题时,另一块可以继续工作,不至于出现停车等安全生产事故的发生。
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    引用 whs1 2009/2/27 14:23:01 发表于4楼的内容

  • hq0769

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    hq0769   发表于 2009/2/27 20:53:30

    预备一个,就叫冗余。

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    引用 hq0769 2009/2/27 20:53:30 发表于5楼的内容

  • goldjack

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    goldjack   发表于 2009/2/28 0:29:55

    1)网络冗余技术;


    2)分布处理单元冗余技术;


    3)IO卡件冗余技术;


    4)电源冗余技术。


    ...

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    引用 goldjack 2009/2/28 0:29:55 发表于6楼的内容

  • dingxiubing

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    dingxiubing   发表于 2009/3/3 10:32:30

      冗余技术需要硬件、软件、通讯等协同工作,将互为冗余的两个部件构成一个有机的整体,以比较重要的冗余系统为例说说。

      比如主控制器的冗余:互为冗余的两块主控制器软件、硬件完全一致,它们执行同样的系统软件和应用程序,在工作/备用冗余逻辑电路的控制下,其中一个运行在工作状态,另外一个运行在备用状态。备用处理器可随时保存最新的控制数据,以保证工作/备用的无扰动切换。工作模式下的主控制器起着控制、输出、实时过程信息发布等决定性的作用。冗余技术的关键在于实现信息同步,而信息同步的最终目的是为了实现冗余部件之间无扰动切换
     
      再说电源系统冗余。
      电源是整个控制系统得以正常工作的动力源泉,一旦电源单元发生故障,往往会使整个控制系统的工作中断,造成严重后果。要使控制系统能够安全、可靠、长期、稳定地运行,首先稳定的供电必须得到保证。常用冗余电源,正常工作时,两台电源各输出一半功率,从而使每一台电源都工作在轻负载状态,有利于电源稳定工作。当其中一台发生故障,短时由另一台接替其工作,并报警。设计为可热插拔的冗余电源,这样系统维护时可以在不影响系统正常运行的情况下更换故障的电源。

      其他常见冗余应用还有网络系统冗余和信息数据冗余等。

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    引用 dingxiubing 2009/3/3 10:32:30 发表于7楼的内容

  • nihaobb

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    nihaobb   发表于 2021/10/12 1:10:06

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