冗余系統(tǒng)
關(guān)注創(chuàng)建者：海ing 創(chuàng)建時間：2019-03-25
冗余系統(tǒng)的實例教程
05
硬件組態(tài)
1、項目中添加1515R
2、設(shè)置PLC的IP地址
冗余PLC的IP地址包含以下部分，
主PLC X1的IP地址：192.168.0.1
從PLC X1的IP地址：192.168.0.2
冗余PLC X1的系統(tǒng)IP地址：192.168.0.3
主PLC X2的IP地址：192.168.1.1
從PLC X2的IP地址：192.168.1.2
冗余PLC X2的系統(tǒng)IP地址：192.168.1.3
注意：當(dāng)需要與冗余系統(tǒng)進(jìn)行通訊時，需要啟用系統(tǒng)IP，并通過系統(tǒng)IP進(jìn)行通訊；設(shè)置系統(tǒng)IP時，需要同時設(shè)置虛擬MAC地址，并需確保以太網(wǎng)廣播域中存儲的所有MAC地址唯一，并確保主從PLC各端口系統(tǒng)IP的虛擬MAC一致。
展開 H系統(tǒng)中315-2DP中的模塊
最終組態(tài)如下圖Pic10所示。
Pic10. 硬件組態(tài)
3. S7-300和冗余系統(tǒng)下的編程
實際進(jìn)行通訊時，只要把H系統(tǒng)的I/Q區(qū)與315-2DP的Q/I區(qū)對應(yīng)即可。本例中的通訊地址對應(yīng)關(guān)系見下表。
Table1．通訊區(qū)域?qū)?yīng)表
無需為S7 300和冗余系統(tǒng)編制任何通訊程序，通訊數(shù)據(jù)通過上面配置的輸入/輸出接口區(qū)進(jìn)行自動的讀寫。各控制器內(nèi)如果需要讀取這些數(shù)據(jù)，只需要通過上表中的相應(yīng)地址直接讀取即可。
注意：通過Ylink和S7 300等從站通訊， Ylink后組態(tài)的所有從站通訊字節(jié)總和不能超過244 byte Input/244 byte output。
展開 原因
制動控制系統(tǒng)
強制
當(dāng)一路制動系統(tǒng)失效時需要另一路接管
供電系統(tǒng)冗余
強制
兩個制動系統(tǒng)共用一套供電存在共因失效
通訊冗余
不必要
主制動系統(tǒng)或備份制動系統(tǒng)任何收不到通訊信息都可以執(zhí)行緊急剎停，兩路制動力疊加沒有風(fēng)險
上層決策系統(tǒng)冗余
不必要
上層系統(tǒng)故障，主制動系統(tǒng)可以直接緊急剎停
RPA/AVP對制動系統(tǒng)的冗余要求
目前市場上主流的制動系統(tǒng)冗余組合為博世提供的ESC+i-Booster組合，特斯拉全系、小鵬P7、蔚來ES6、理想ONE的自主泊車系統(tǒng)中的制動冗余都是這套組合。博世車身穩(wěn)定性控制系統(tǒng)ESC（又叫ESP）和電子助力制動系統(tǒng)i-Booster在主流電動車中裝載率高，在其基礎(chǔ)上拓展出滿足制動冗余要求的組合是個兼顧性能和成本的選擇。不過這并不是冗余制動系統(tǒng)的唯一解，比如i-Booster主要搭載在混動或純電車上，在只有ESC系統(tǒng)的車型上需要其他制動冗余方案來支持RPA或AVP。
展開 寫在面前
大家好，前面以S71515R為例子給大家介紹了硬冗余：
什么是冗余系統(tǒng)—記1515R冗余編程組態(tài)調(diào)試
在其中我們介紹了冗余系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的差異，并做了詳細(xì)比較，但是說到冗余，除了硬冗余，還有軟冗余，今天我們就接著來談?wù)勥@個話題~
來源：西門子工業(yè)技術(shù)論壇 作者：綾，鏈接見文末
1. 軟冗余介紹
軟件冗余是Siemens實現(xiàn)冗余功能的一種低成本解決方案, 運行在標(biāo)準(zhǔn) S7-300 和 S7-400 自動化系統(tǒng)上，應(yīng)用于對主備系統(tǒng)切換時間要求不高的控制系統(tǒng)中。
Siemens軟件冗余系統(tǒng)的軟件為：STEP7編程軟件和軟冗余軟件包 。硬件為：2套PLC控制器及I/O模塊，可以是S7-300或S7-400系統(tǒng)；3條通訊鏈路，主CPU與從站通訊鏈路（PROFIBUS 1）、備用CPU與從站通訊鏈路（PROFIBUS 2）、主CPU與備用CPU的數(shù)據(jù)同步通訊鏈路（MPI 、 PROFIBUS 或Ethernet）；若干個ET200M從站，每個從站包括2個IM153-2接口模塊和I/O模塊。
軟冗余系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如下：
硬件配置概述
A、B系統(tǒng)中的PLC程序由非冗余（non-duplicated）用戶程序段和冗余（redundant backup）用戶程序段組成，主系統(tǒng)PLC執(zhí)行全部的用戶程序，備用系統(tǒng)PLC只執(zhí)行非冗余用戶程序段，而跳過冗余用戶程序段。
2.
展開 但軟件冗余屬于執(zhí)行程序的冗余，對于共享的硬件處理器故障無法檢測。
可以在執(zhí)行過程中加入指令的自測試，對不一致的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，對處理器進(jìn)行全面的功能測試。為了進(jìn)行有效的檢測，測試覆蓋率必須足夠（覆蓋應(yīng)用指令等），并且必須在正確的時間執(zhí)行（初始化，在每個周期內(nèi)，定期，在任務(wù)結(jié)束時）。這種做的缺點是增加了處理器的性能開銷。
軟件冗余相比硬件冗余更簡單，但檢測錯誤的有效性需要應(yīng)用其它技術(shù)進(jìn)行彌補，采用軟件的多樣化和自檢測技術(shù)可以作為很好的補充。另外，由于軟件的冗余執(zhí)行，執(zhí)行時間較長，適用于對時間性能要求不高的系統(tǒng)。
總結(jié)
以上是三種冗余技術(shù)的介紹，都是通過增加冗余的資源以實現(xiàn)故障的檢測，有硬件資源的冗余，數(shù)據(jù)信息的冗余和軟件執(zhí)行層的冗余，通過一些簡單的示例進(jìn)行了說明。在實際系統(tǒng)的設(shè)計中，往往不僅僅采用單一的技術(shù)，而是多種冗余技術(shù)相結(jié)合。同時，冗余技術(shù)在于它對隨機(jī)故障的檢測有效性，與異構(gòu)多樣化相結(jié)合，實際使用可以提高對系統(tǒng)性故障的檢測能力。
文章來源：薄說安全
展開 
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冗余系統(tǒng)的最新內(nèi)容
航空航天地面保障設(shè)備：在模擬高空環(huán)境的氣動/液壓測試平臺中，智能比例閥可實現(xiàn)多通道協(xié)同控制，確保系統(tǒng)安全冗余與高可靠性。
四、未來趨勢：AI賦能與預(yù)測性維護(hù)
諾冠（IMI Norgren）正積極探索將人工智能（AI）與邊緣計算引入高壓比例閥控制系統(tǒng)。
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其無人機(jī)配備冗余電池系統(tǒng)和8個電機(jī)，其中4個電機(jī)采用傾轉(zhuǎn)旋翼技術(shù)，以增強向巡航狀態(tài)的過渡的性能。
仿真技術(shù)可幫助Wingcopter評估無人機(jī)在各種條件下（包括強風(fēng)、暴雨、不同海拔等）的性能。仿真結(jié)果會與現(xiàn)場測試和運行數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，并且，結(jié)果將被反饋到虛擬環(huán)境中，形成一個數(shù)據(jù)驅(qū)動的設(shè)計循環(huán)，從而實現(xiàn)部件的快速優(yōu)化，提高性能和安全性。
如可靠性（充電并進(jìn)行最低限度的安全檢查）、故障保護(hù)和系統(tǒng)冗余、eVTOL有更大的電力需求，需要設(shè)計更高的功率密度以實現(xiàn)輕量化和性能提升、還有高速度帶來的工程挑戰(zhàn)、推力和轉(zhuǎn)子負(fù)載，這兩種負(fù)載均是電動汽車所沒有的。冷卻要求，需確保冷卻系統(tǒng)在高空以及俯仰和回轉(zhuǎn)機(jī)動操作期間的有效性。所有這些都需要在產(chǎn)品認(rèn)證前通過全面的測試加以驗證。
關(guān)于eVTOL適航認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，目前主要有2個：1.
（2）輕量化布局：基于車輛工程設(shè)計，線束走向遵循最短路徑原則，減少冗余布線，提升系統(tǒng)可靠性的同時便于后期維護(hù)。
（3）抗干擾優(yōu)化：采用屏蔽線纜與差分信號傳輸，降低電磁干擾對數(shù)據(jù)質(zhì)量的影響，保障高速率數(shù)據(jù)（如 LiDAR 點云、Camera 原始圖像）的穩(wěn)定傳輸。
可靠性：CAN轉(zhuǎn)WiFi模塊的設(shè)計增加了系統(tǒng)的冗余性和穩(wěn)定性，確保充電過程不受外部干擾。
2. 紅外通訊方案
紅外通訊方案通過紅外通信技術(shù)，將CAN通信轉(zhuǎn)換成紅外通信，實現(xiàn)充電機(jī)與電池（AGV）之間的雙向數(shù)據(jù)通信。這種方案不僅能夠替代傳統(tǒng)的光電IO通信，還能夠在其基礎(chǔ)上實現(xiàn)更強的數(shù)據(jù)通信能力，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。
<p>隨著自動駕駛技術(shù)的快速發(fā)展，多傳感器的數(shù)據(jù)采集和融合可以顯著提高系統(tǒng)的冗余度和容錯性，進(jìn)而保證決策的快速性和正確性。在項目開發(fā)迭代過程中，傳感器標(biāo)定扮演著至關(guān)重要的角色，它位于數(shù)據(jù)采集平臺與感知融合算法之間，是確保傳感器數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)，同時也是實現(xiàn)傳感器融合的關(guān)鍵先決條件。</p><p>在眾多傳感器中，相機(jī)以其豐富的信息獲取能力和成本效益而成為自動駕駛系統(tǒng)中的首選。
SolBank 3.0 配備電池組和電氣冗余保護(hù)系統(tǒng)、智能異常性能檢測、多級火災(zāi)報警和抑制保護(hù)，所有這些都確保了產(chǎn)品安全。同時，優(yōu)化的熱管理系統(tǒng)可降低多達(dá)30%的輔助功耗。SolBank 3.0 靈活的模塊化設(shè)計與不同的電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng) （PCS） 兼容。
阿特斯董事長兼首席執(zhí)行官表示：“SolBank 3.0為儲能解決方案樹立了新標(biāo)準(zhǔn)，并提供了更高的運營效率和可靠性。
對于關(guān)鍵服務(wù)器來說，要同時連接到兩個電源，以實現(xiàn)N+1冗余系統(tǒng)的可靠性。靜態(tài)開關(guān)有時用來確保在發(fā)生電力故障時瞬間從一個電源切換到另一個電源。
這里小編推薦一款由工采網(wǎng)代理的國產(chǎn)品牌MYSENTECH推出的溫濕度傳感芯片，寬量程多路數(shù)字溫度傳感芯片 - M401基于新的 CMOS 數(shù)模混合工藝，包含一路內(nèi)部本地測溫，四路可驅(qū)動外部遠(yuǎn)端測溫三極管（NPN 、PNP）或者二極管。
在安全系統(tǒng)設(shè)計中，為防護(hù)硬件隨機(jī)性故障造成的功能失效，會用到不同于一般電子產(chǎn)品的設(shè)計方法，這些設(shè)計方法在功能安全標(biāo)準(zhǔn)如IEC61508、ISO26262有推薦的方法列表，根據(jù)電子系統(tǒng)的不同組成部分，可以應(yīng)用不同的設(shè)計方法。本文來談?wù)剳?yīng)用比較多的冗余技術(shù)，具體有硬件冗余、信息冗余、軟件冗余。
硬件冗余：
硬件冗余是將多個硬件單元復(fù)制作為一個整體來提供功能。從組成部分來看，多個硬件單元可以是相同的
