基于网络控制的可编程控制器软件冗余系统设计

简述了可靠性技术、冗余技术,通过对几种冗余系统的可靠性比较扣对备用系统可靠性的分析提出了一种基于网络控制的可编程控制器冗余系统的设计方案。并根据该设计思想,设计并实现了一个基于ControlNet控制的ControlLogix控制器冗余系统。     

装载机线控转向容错设计与实现

介绍了装载机线控转向原理,提出了装载机容错线控转向设计方案及实现方法。装载机线控转向容错设计主要采用硬件冗余容错技术,对传感器、控制器等主要部件采用冗余来提高系统容错能力和可靠性。     

一种双总线双控制器软件冗余系统的设计

设计了基于网络控制的可编程控制器冗余系统。在完成PC工作站、冗余控制器(ControlLogix控制器、SoftLogix控制器)、通信模块1203-CN1、变频器PowerFlex70、被控对象风动模型的安装和组态之后,采用NetLinx网络体系结构,架设了基于ControlNet的两个ControlLogix控制器之间以及ControlLogix控制器与SoftLogix控制器间的冗余控制系统。应用软件RSLogix5000为冗余系统中的控制器进行了I/O组态,编写了梯形图程序。并且应用软件RSView32制作了控制器冗余系统的监控画面。实验结果表明:双机软件冗余系统更加稳定,切换时间更小。     

高可靠性CAN总线网络的冗余设计

随着现场总线技术的不断发展,CAN总线广泛应用于分布式检测和控制系统中。虽然CAN的基本协议在可靠性方面提供了一些策略和保证,但在工作环境恶劣、要求高可靠性的场合,为了工程实际应用的需要,有必要进行高可靠性CAN网络的设计。本文从电路的硬件设计、电磁兼容、总线长度、通讯协议等几方面分析了其对网络可靠性的影响,并加以改进,设计了基于单片机和独立CAN总线控制器的双冗余多功能节点,进行了硬件及程序的开发,实现了冗余CAN通信功能。     

AMT控制器的系统安全性设计

为增强机械式自动变速器(AMT)的诊断和自保护能力,提高系统的可靠性,提出了控制器的系统安全性概念。采用系统分析方法,将传统的AMT控制器软硬件开发转化为对系统的输入处理、内部逻辑和控制输出处理3部分的设计。应用电路自适应、故障快速诊断、安全冗余、子系统替换、开环容错控制多种方法,对电源管理模块、传感器信号处理、系统内部控制和执行机构驱动进行了安全性设计,从而开发出了具有系统稳定可控、输入环境自适应、跛行和失效保护特性的AMT控制器。测试结果表明,所提出的设计方法能改善AMT的控制性能,增强系统的稳定性和可靠性。     

柔性控制器MMC子模块最优冗余数量双重协同优化方法

柔性直流系统中模块化多电平换流器(MMC)的子模块故障影响系统正常运行,可靠性和经济性的相互制约是MMC冗余数量配置优化的关键问题之一.对此,建立含冗余子模块MMC可靠性和经济性数学模型的多目标优化函数,提出一种柔性控制器子模块冗余数量双重协同优化方法.该方法结合权重系数和NSGAII多目标优化算法的优势,在冗余数量取...     

“复兴号”动车组网络控制系统冗余设计

为解决高速动车组网络系统在冗余性设计上的安全性及可靠性等问题,以“复兴号”动车组网络控制系统冗余设计需考虑的因素为基础,提出了高速动车组网络控制系统在硬件及软件上的冗余性设计原则、措施及方法.通过动车组的批量应用验证了网络控制系统冗余设计在保证动车组安全性、可靠性及可用性方面的良好效果.     

基于冗余删除的软件定义机载网络控制器部署策略

软件定义网络为弥补机载网络对多任务支撑能力的不足提供了新思路。为降低网络的部署成本开销,利用灵活易部署的无人机构成逻辑集中的控制平面,对高动态拓扑变化的有人机编队实施管控。针对基于无人机的控制器部署问题,为优化可靠性和部署成本开销指标,提出一种基于冗余删除的无人机控制器部署策略。首先,为实现任务区域的全覆盖以保证连通性,依据无人机的通信范围进行初步部署;然后,为判定和删除初步部署中的冗余无人机,依据部署约束和优化指标,提出了基于连接关系的冗余判定算法和基于网络连通的冗余删除算法。实验结果表明,与基于全域覆盖的控制器部署策略相比,所提策略在满足可靠性要求基础上,部署无人机的数量减少了25%,降低了网络的部署成本开销,能够适用于高动态网络环境下的控制器部署场景。     

PLC控制系统的可靠性研究

本文对PLC控制系统的可靠性降低的原因做了详细的分析,并针对性地对如何提高输入信号的可靠性、执行机构的可靠性以及故障报警和冗余设计等五个方面提出了解决的办法和思路。输入信号、执行机构和故障报警这三个方面的措施主要是针对PLC外部机构的失效进行规避。而冗余设计的引入,则对提高PLC自身的可靠性起到了关键的作用。     

阀门遥控及液位遥测系统的软件冗余设计的分析

以船舶阀门遥控及液位遥测采用电液分散型控制系统为例,针对现有船舶上的PLC(可编程逻辑控制器)控制系统的不足,本文提出了一种通过软件冗余设计来提高阀门遥控及液位遥测系统可靠性的方法,分析结论对提高控制系统的可靠性和充分利用系统资源提供了有益的参考。     

基于增强型BN的CTCS-1级ATP可靠性研究

结合CTCS-2级与CTCS-3级列控系统设计和运用经验,铁路总公司提出了CTCS-1级列控系统的研制需求,该系统车载ATP设备将取代LKJ与机车信号对既有线列车的控制.本文以CTCS-1级ATP为主要研究对象,对比分析模块级冗余与系统级冗余方案下CTCS-1级ATP系统可靠性.根据CTCS-1级列控系统总体技术方案,构建模块级冗余与系统级冗余ATP可靠性框图,建立对应增强型贝叶斯网络(BN)模型.借助增强型BN正向推理,求解两种设计方案下ATP可靠性定量指标,评估两种设计方案的优劣.利用增强型BN模型逆向推理,求解列车超速防护(ATP)设备故障下基本单元条件失效概率,查找两种冗余设计方案的潜在薄弱环节.评估结果表明:两种方案下CTCS-1级ATP RAM指标均满足需求规范要求,但采用模块级冗余设计的CTCS-1级ATP RAM指标更优;外围冷备模块条件失效率明显高于其他模块,为CTCS-1级ATP的薄弱环节.     

控制冗余和控制可重构舰艇

提出通过开发控制冗余提高舰艇操纵系统可靠性的思想，给出了控制冗余的严格定义和分类；讨论了控制冗余开发问题及可重构舰艇控制系统的基本结构和原理；研究了控制冗余的配置问题和控制可重构舰艇设计的基本准则，针对潜艇系统进行了具体讨论，提出了一种控制可重构潜艇布局方案，并与常规布局进行了可靠性对比。     

基于CAN总线的电子调速器可靠性设计

电子调速器的可靠性指标作为众多性能指标的一种,受到了普遍的重视,尤其在军事领域,更是衡量调速器性能的首要标准.为提高系统的可靠性水平,从CAN总线的技术特点出发,把CAN总线和冗余技术结合起来,提出了基于CAN总线的电子调速系统的双机冗余设计方法,并对冗余前后的2个系统进行可靠性计算和对比分析,结果表明冗余后的可靠性指标较冗余前有明显的提高.     

PLC软冗余系统在石化加热炉中的应用

介绍了PLC软冗余系统在石化加热炉中的应用,分析了系统的工作原理和具体的硬件配置、软件设计。相对于硬冗余,该系统提高了控制的可靠性,为加热炉的安全、稳定的运行提供保障,并很好地解决了可靠性和价格的矛盾。     

冗余设计火工装置的可靠性评定试验方法研究

研究冗余设计火工装置的可靠性评定问题.针对火工装置常用的冗余设计方案,通过制定相应的强化试验方法,按强化试验结果进行火工装置可靠性估计,并结合火工装置的工作特点推导出它在额定条件下的功能可靠性.计算验证结果表明:利用本方法,在0.95的置信度下,只需要少于10次的试验就能够评定0.999 90~0.999 99量级的可靠性.该方法对冗余设计火工装置具有较高的试验效率,满足航天产品可靠性评定的工程需要.     

面向飞行控制系统应用的容错计算机系统设计

在设计飞控计算机时采用了冗余技术(4余度容错计算机)，保证系统实现人以两次故障工作，三次故障安全(fo／fo／fs)．采用完善的余度管理技术和余度表决监控算法，进行故障的隔离定位和屏蔽，飞控计算机采用多速率任务调度策略，保证了系统的实时性．作者详细地描述了该容错计算机的软件／硬件设计结构、系统调度策略和余度管理算法，     

Evolutionary Design of Fault-Tolerant Digital Circuit Based on Cartesian Genetic Programming

In many areas, reliability of the digital circuits has become the key factor to restrict circuit development. Fault-tolerant design is the commonly used method to improve the reliability of digital circuits. The current fault-tolerant design methods are based on triple modular redundancy( TMR) or multiple modular redundancy( MMR). These redundancy designs rely on the experience of the designers,and the designed circuits have poor adaptabilities to a complex environment. However, evolutionary design of digital circuits does not rely on prior knowledge. During the evolution, some novel and optimal circuit topologies can be found, and the evolved circuits can feature strong adaptive capacities. Based on Cartesian genetic programming( CGP), a novel method for designing fault-tolerant digital circuits by evolution is proposed,key steps of the evolution are introduced,influences of function sets on evolution are investigated,and as a preliminary result,an evolved full adder with high fault-tolerance is shown.     

基于Linux的多进程MDSL研究与设计

针对Windows下MDSL(多通道同步数字记录仪)系统耦合度高,稳定性和实时性不够理想的缺陷,本文提出了新的系统架构和设计.该设计基于Linux操作系统(2.6内核),采用了多进程方式降低系统耦合度,提高系统可靠性,并采用双机冗余和守护进程等设计保证系统稳定性,同时采用了多线程管理方式实现远程控制单元.实践表明,新系统拥有更好的可靠性以及可维护性.     

中型水电厂无人值班计算机监控系统的研制

介绍了一种中型水电厂无人值班计算机监控系统的设计思想、系统结构、系统功能及抗干扰和可靠性措施.根据水电站的特点,采用全分布冗余结构对水电厂的电气量进行采集和控制,实现遥信、遥测、遥控和遥调功能;在系统设计中考虑了故障自动诊断和自动处理,同时还考虑了现场的抗干扰问题,工程实现取得了较好的效果.