分布式控制系统（DCS）系列：Emerson DeltaV_（7）.冗余系统与故障恢复.docx

PAGE1

PAGE1

冗余系统与故障恢复

在制药工业控制系统中，分布式控制系统（DCS）如EmersonDeltaV的冗余系统和故障恢复机制是确保生产过程连续性和数据完整性的关键。本节将详细介绍冗余系统的设计原理、配置方法以及故障恢复的具体步骤和策略。

冗余系统的设计原理

1.冗余的概念

冗余是指在系统中增加额外的组件、路径或设备，以便在主系统发生故障时，备用系统可以立即接管，确保系统的连续运行。在EmersonDeltaV系统中，冗余设计主要应用于以下几个方面：

控制器冗余：主控制器和备用控制器同时运行，数据同步，确保控制器故障时备用控制器可以无缝接管。

通信冗余：通过多个通信路径或网络，确保数据传输的可靠性。

电源冗余：提供双电源或备用电源，防止电源故障导致系统停机。

I/O模块冗余：关键I/O模块采用冗余配置，确保输入输出数据的可靠性和完整性。

2.控制器冗余

2.1.原理

控制器冗余是通过两个或多个控制器之间的数据同步和故障切换来实现的。主控制器和备用控制器同时运行，主控制器负责实际的控制任务，备用控制器则保持与主控制器相同的状态和数据。当主控制器发生故障时，备用控制器可以立即接管，确保控制过程的连续性。

2.2.配置方法

在DeltaV系统的配置中，控制器冗余可以通过以下步骤实现：

选择冗余控制器：在DeltaV的硬件配置中选择冗余控制器。

配置冗余路径：在DeltaV的工程软件中配置冗余路径，确保主控制器和备用控制器之间的数据同步。

设置故障切换条件：在DeltaV的工程软件中设置故障切换的条件，例如主控制器的故障检测阈值。

验证冗余配置：通过模拟故障来验证冗余配置的有效性。

2.3.代码示例

以下是一个简单的DeltaV脚本示例，用于配置主控制器和备用控制器之间的数据同步和故障切换：

//定义主控制器和备用控制器

DEFINECONTROLLERPRIMARY_controllerASPrimaryController

DEFINECONTROLLERBACKUP_controllerASBackupController

//设置冗余路径

SETREDUNDANT_PATH(PRIMARY_controller,BACKUP_controller)ASRedundantPath1

//设置故障切换条件

SETFAULT_SWITCH_CONDITION(PRIMARY_controller)AS

CONTROLLER_FAULT(PRIMARY_controller)OR

COMMUNICATION_FAULT(PRIMARY_controller)

//验证冗余配置

TESTFAULT_SWITCH(PRIMARY_controller,BACKUP_controller)

//主控制器故障检测脚本

FUNCTIONPRIMARY_controller_fault_detection

IFCONTROLLER_FAULT(PRIMARY_controller)THEN

ALARMPrimaryControllerFault

SETACTIVE_CONTROLLER(BACKUP_controller)

ENDIF

ENDFUNCTION

3.通信冗余

3.1.原理

通信冗余是通过多个通信路径或网络来确保数据传输的可靠性。在DeltaV系统中，通信冗余可以应用于控制器之间的通信、控制器与I/O模块之间的通信以及控制器与操作站之间的通信。

3.2.配置方法

在DeltaV的通信冗余配置中，可以通过以下步骤实现：

选择冗余网络：在DeltaV的硬件配置中选择冗余网络，例如双以太网或双HART网络。

配置冗余路径：在DeltaV的工程软件中配置冗余路径，确保数据可以通过多个网络传输。

设置网络切换条件：在DeltaV的工程软件中设置网络切换的条件，例如主网络的故障检测阈值。

验证通信冗余：通过模拟网络故障来验证通信冗余的有效性。

3.3.代码示例

以下是一个简单的DeltaV脚本示例，用于配置通信冗余和网络切换：

//定义主网络和备用网络

DEFINENETWORKPRIMARY_networkASPrimaryNetwork

DEFINENETWORKBACKUP_networkASBackupNetwork

//设置冗余路径

SETREDUNDANT_PATH(PRIMARY_network,BACKUP_network)ASRedun