在某天然气输配控制系统中软冗余技术的研发

【摘要】：本课题源自某城市天然气输配工程(二期)控制系统。由于天然气控制系统对系统可靠性的要求严格,控制系统设计上采用了西门子软冗余的解决方案。虽然软冗余技术在工程上的应用已经非常广泛,但对其实现冗余的原理及实际性能指标尚缺乏足够的理论分析,本文的目的就是在此方面进行比较深入地研究。 文章首先介绍了软冗余系统的组成结构,并对西门子S7-300/400为实现软冗余所提供的软冗余软件包进行了详尽地分析,掌握了软冗余软件包提供的功能块工作的过程,得到了实现软冗余技术的基本原理。在熟知软冗余工作原理的基础上,本文对软冗余的两个重要性能指标:主备切换时间和数据同步时间,进行了进一步的研究。经过分析得出了主备切换时间和数据同步时间的计算公式,研究了改善这两个性能指标的方法,并结合可靠性理论对软冗余可靠性进行了分析。 最后针对软冗余在某城市天然气输配工程(二期)控制系统中的实际应用,分析了此控制系统的性能指标。本课题为软冗余在工程中的应用提供了一定的理论依据。 【关键词】：PLC 软冗余 数据同步时间 主备切换时间 可靠性
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TP273.5;TU996
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-11
• 1-1 选题来源8
• 1-2 冗余技术的国内外研究现状8-9
• 1-2-1 冗余技术应用的意义8
• 1-2-2 冗余技术的发展8-9
• 1-3 本文研究内容9-11
• 第二章 软冗余系统的工作原理11-20
• 2-1 系统的体系结构11-12
• 2-2 软冗余系统的实现原理12-13
• 2-3 软冗余包的功能13-19
• 2-3-1 软冗余包的组成13-15
• 2-3-2 软冗余包的功能模块15-19
• 2-4 本章小结19-20
• 第三章 软冗余系统的性能分析20-28
• 3-1 软冗余系统的性能概述20
• 3-2 数据同步20-23
• 3-2-1 数据同步时间20-22
• 3-2-2 系统发生故障时的数据同步过程22-23
• 3-3 主备切换时间分析23-27
• 3-3-1 主备切换的条件23
• 3-3-2 主备切换的时间23-27
• 3-4 本章小结27-28
• 第四章 冗余控制系统可靠性的分析28-36
• 4-1 可靠性的基本概念28-29
• 4-2 可靠性分析29-34
• 4-2-1 并联冗余系统的可靠性29-32
• 4-2-2 备用系统的可靠性32-33
• 4-2-3 表决系统的可靠性33-34
• 4-3 提高可靠性的方法34-35
• 4-4 本章小结35-36
• 第五章 工程应用36-47
• 5-1 软冗余系统的应用范围36
• 5-2 软冗余系统在某天然气输配工程中的应用36-47
• 5-2-1 系统硬件组成36-39
• 5-2-2 系统软件编程39-43
• 5-2-3 本控制系统的性能分析43-44
• 5-2-4 本控制系统可靠性的分析44-45
• 5-2-5 现场调试45-47
• 第六章 总结与展望47-48
• 6-1 工作总结47
• 6-2 未来工作展望47-48
• 参考文献48-50
• 致谢50-51
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果51

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