锅炉PLC控制系统的后备冗余设计

基于对控制可靠性的考虑,锅炉的系统设计中引入了后备冗余技术,以确保生产过程的不间断控制.以75 t/h锅炉为例介绍了如何利用PLC-5/60C实现后备冗余控制,并对后备系统的硬件构成、工作机制、软件设计及程序调试等问题进行了详细讨论.实践证明,通过处理器、电源、框架、网络、RIO等方面的冗余设计,75 t/h锅炉控制系统的可靠运行得到了保障.     

工业控制网络系统中冗余的实现方法

基于工业控制网络系统对冗余功能的需求,结合工程实例从系统的冗余结构、硬件冗余和软件冗余几方面论证了工业控制网络系统冗余的实现方法,尤其对软件冗余的实现及在线检测手段等进行了重点阐述,指出冗余功能是一个工业控制网络系统成功的关键环节,是保证系统稳定、安全、可靠的重要手段。     

巨型机组工业微机励磁调节器多通道混合冗余容错技术的研究

为满足三峡巨型发电机励磁调节控制的要求,成功地研制了一种高可靠智能型工业微机励磁调节器。硬件上该调节器以32位工业微机为基本单元,应用综合动态冗余容错技术和静态冗余容错技术的混合冗余容错原理：采秀多通道并联冗余容错系统结构,在通道级硬件冗余的条件下,通过机内信息流和机间信息交流,部分实现单元级冗余容错,而且应用智能技术将三模表决机制发展为检测、表决和切换相综合的策略,使系统既可多模运行,亦可双模或单模运行。     

天生桥换流站交流站控冗余配置的研究和改进

主要针对天生桥换流站交流站控系统进行冗余配置的试验,通过大量试验验证,找到确保交流站控系统稳定可靠运行的冗余配置的改进措施,并验证改进措施的可行性和优越性。     

三微机混合冗余容错模式及其在水轮机调速器中的应用

容错是数字系统的存在属性,为了进一步提高工业过程微机控制系统的可靠性,在动态冗余容错技术和静态冗余容错技术的基础上,提出了一种三微机混合冗余容错模式,在系统级硬件冗余的条件下,通过机内信息流划分和机间信息交流,部分实现功能单元级冗余容错,而用应用智能技术将三模表决发展为检测,表决和切换相结合的策略,使系统既可三模运行,亦可双模或单模运行,该系统模式已被成功应用于水轮机调速器。     

基于MVB/WTB总线的磁浮车辆状态监测系统研究

由于磁浮列车的检修会有较大压力,所以对车辆关键部件进行长期的健康状态监测显得尤为重要。本文提出适应于中低速需求的基于MVB/WTB总线的磁浮车辆状态监测技术方案,同时对列车车载控制网络采用冗余机制,包括部分硬件冗余、总线的物理介质冗余和总线主冗余等,使磁浮列车不管是在所选硬件设备本身还是实现方法上都能足够保障系统的安全和可靠。     

数字化变电站通信网络冗余技术

介绍了IEC62439标准中的几种典型的网络冗余技术,包括跨网冗余协议(CRP)、分布冗余协议(DRP)、媒介冗余协议(MRP)、信标冗余协议(BRP)、并行冗余协议(PRP)和高可用性无缝冗余协议(HSR).CRP支持单网和双网冗余,通过2个端口跨接到1个或2个独立的网络中实现冗余.DRP是基于环网拓扑的冗余模式,在...     

双系统双网络通道架构下的HVDC冗余网络通信 故障检测与控制的研究

提出一种不依赖于特定通信介质的冗余通信检测及控制方法,其主要内容是对通信系统数据流进行分析,在接收方和发送方设计统一网络故障机制判断标准。在应用层的报文结构中设计了一种冗余控制数据块,应用程序通过对控制系统中接收和发送模块的冗余控制数据块的分析和处理,实现了系统中用户数据与测试数据生成、冗余发送通道选择、网络状态实时检测、网络切换及系统切换等功能。使用该监测及控制方法的HCM30000系统在溪洛渡-浙西直流输电工程的实验数据表明,该软件控制策略具有成本低、可靠性高、移植方便的特点,对于大型工业控制系统双系统双网络通道的冗余通信管理具有重要的应用价值。     

冗余技术在厂站端自动化系统中的典型应用

介绍了厂站端自动化系统中的冗余配置,介绍了冗余的概念,单元冗余比系统冗余有更高的可靠性和实现成本。通过实现服务的冗余而不是整台主机的冗余实现主机的单元冗余;通过跟踪每台装置的工作网而不是整个系统的工作网实现站级网络的单元冗余;给出了远动通道系统冗余、单元冗余的各种情况,并提出了典型应用;给出了电源冗余、对时源冗余的技术要求。提出了在厂站端自动化系统的设计过程中应根据不同的需求选择性价比高的冗余方式。     

异构三重冗余控制系统的设计与可靠性评估

针对传统的PLC三重冗余系统存在的共因失效问题,提出了一种异构的PLC三重冗余容错方案。系统采用OMRONCS1D、SIEMENSS7-400和ROCKWELLControllogix三个不同的PLC构成主处理器的三重化冗余,对输入、输出模块也进行了异构的冗余化设计。利用表决和表决自适应机制对冗余数据进行处理,并设计了一套适用于异构冗余的软硬件结合的检测机制。在考虑共因失效的条件下建立了系统的马尔科夫可靠性模型,利用MATLAB对其进行了可用度和可靠度仿真。仿真结果证实了异构冗余的方案能有效提高三重冗余系统的可靠性。     

双冗余CAN总线及其可靠性研究

为了保证配电系统的通讯可靠性,本文基于CAN总线的相关理论和技术特点,提出了一种双冗余容错的CAN网络设计理念,采用双模冗余结构同时运行的设计方案,对总线控制器、驱动器、传输介质进行了全面冗余。基于硬件冗余技术,本文设计了双冗余CAN总线,对通信链路采取双冗余热备份。并对双冗余CAN网络拓扑结构进行了可靠性分析。最后,通过试验验证了冗余总线设计方案的可行性和可靠性。     

喷淋泵控制系统的可靠性设计及分析

通过对喷淋泵控制系统各个子系统的分析,对影响控制系统可靠性的关键部分进行改进,并合理地采用冗余技术设计了经济、合理、可靠性高的喷淋泵控制系统。经运行证明,喷淋泵控制系统运行正常,具有良好的安全性和可靠性。     

表决冗余系统可靠性与安全性研究

表决冗余设计技术是冗余设计技术的延伸和拓展,对可靠性的提高是无庸置疑的,但与冗余设计技术相比,在可靠性与安全性方面孰优孰劣,未见有相关的定论,甚至于还有一些误解,因此很有必要对表决冗余系统与冗余系统在可靠性与安全性方面的关系作出确切的结论。作者根据自己的研究和应用经验,明确提出了冗余系统比表决系统更能提高系统的可靠性,而表决系统比冗余系统更能提高系统的安全性的论断,并从表决冗余系统和冗余系统的数学模型入手利用数学论证方法给出了关于可靠性论断的证明,并结合实例对该论断进行了仿真分析。     

无刷直流电机转子位置冗余检测方法研究

转子位置检测是影响无刷直流电机可靠性的关键因素之一。根据无刷电机转子位置传感器的冗余配置准则,提出一种基于霍尔元件和旋转变压器的非相似余度检测方案。详细分析了这两类传感器的输出与无刷电机的最佳换相逻辑关系,通过对传感器工作特点的讨论分别给出各传感器的故障判别准则,并基于传感器输出信息设计了"角度互检控+电平比对"的两级容错管理策略,最后通过可靠性建模与预测得到系统的可靠度达0.996 9,比由两组霍尔元件构成的相似余度可靠度高31.47%。实验结果证明了余度方案及其容错策略的有效性。     

基于分布式功能的站域保护

由于保护设备配置以及数据获取的单一化,影响现有智能保护方案在设备故障时的可靠性。为了提高保护方案的可靠性,保证设备故障或者数据丢失情况时保护方案的可靠运行,提出了保护功能分散化、信息获取多元化、数据处理并行化的优化方案。包括以智能保护设备IED为基础构建了基于二次保护信息的RIED;将源数据发送给多个IED/RIED构成数据冗余,提高数据冗余性;通过不同的算法实现相同的功能,并将算法分散到不同的IED,提高算法的冗余性;利用保护算法的中间量信息实现设备可靠性监测。分析表明该优化方案可有效地提高设备故障及数据丢失时的保护性能,增加了保护方案的可靠性。     

基于安全PLC的举高消防车冗余安全控制系统设计

举高类消防车,作为高层建筑灭火救援的高端主战装备,高安全性、高可靠性是其发展趋势,欧盟的机械电气安全标准ISO13849-1将其安全性能等级要求规定为最高等级。通过在车辆整个电气控制系统的输入、输出、通信、运算等各个环节引入冗余安全设计,设计了一套运用安全PLC的车辆冗余安全控制系统,实现了系统内部故障智能自诊断与快速响应。与原有常规电气控制系统相比,极大的提高了车辆的安全性、可靠性。     

基于VxWork的高度容错技术的应用

容错技术能够提高飞行控制系统的可靠性及安全性。主要介绍飞行控制系统的容错技术,针对嵌入式实时操作系统VxWork的特点,进行系统设计,并以高度测量为对象,探讨了一种三余度高度传感器,给出了余度配置、故障检测、任务设置等关键技术,优化及完善了Kalman故障检测。经过大量的测试及半实物仿真试验,该余度方案设计合理可行,不仅较好地完成了高度传感器的余度管理任务,而且有效提高了故障检测率,保证了控制系统的可靠性与容错能力。     

基于DSP的空间电源变换器的冗余调压设计

阐述传统电源系统在可靠性方面存在的问题。本设计利用DSP对电源系统模块进行检测和控制,并通过旁路故障模块接入正常模块提高电源系统整体可靠性,该系统综合利用数字和模拟电路,使传统空间电源智能化从而达到更高可靠性,同时利用数字芯片对各模块电源进行管理,提高了模块的精确度和寿命。通过试验测试,电源系统在模块发生故障情况下,实现了对模块的隔离和冗余设计,对于调压方案,本设计进行逐点采集,实现了数字对模块的调压控制。     

应用P2P技术的互联网电机控制方法

针对在internet场景下的网络化控制系统(networked control system,NCS)通常要面临的两个问题:第一是不同网域内的控制节点无法直接通信;第二是internet环境下不稳定的网络链路质量会导致控制系统性能的下降甚至引发系统故障,首先提出一种基于端对端(peer-to-peer,P2P)技术的NCS系统,解决了internet范围上控制节点间的通信问题;然后设计了控制任务的共享功能:被控端节点可以向网络中发布被控对象的控制算法文件,而系统内的其他远程计算机都可以通过下载控制任务文件成为远程控制器。上述方法实现了internet环境下NCS系统的拓扑动态性和数据链路的冗余性,从而增强了系统的容错能力。最终通过实验证明了P2P技术搭建的NCS系统在internet范围上的拓扑动态性,且验证了冗余控制策略增强系统容错能力的有效性。     

DCS在华能福州电厂控制系统改造中的设计与实现

针对华能福州电厂一期1号、2号机组分布式控制系统(DCS)设备老化和原控制系统结构存在的问题,确定DCS改造的范围及目标。分别从DCS系统结构的总体结构、可靠性、网络结构进行分析与设计,采用以可编程控制器为核心的智能化的分布式控制系统设计出整套控制系统的改造方案。提出采用网络冗余和分层次结构的设计思想,提高.DCS网络通讯的可靠性和实时性。介绍了DCS改造的实施过程,对改造后DCS效果进行分析。