孟君

（神华集团有限责任公司，北京 100011）

基于不同冗余结构的PLC系统可靠性与可用性研究

孟君

（神华集团有限责任公司，北京 100011）

冗余PLC是提高工业控制系统可靠性的重要手段，作为一种有效的容错技术已在诸多领域获得广泛应用，而在实际应用中，如何依据应用环境选择合适的冗余结构却是面临的现实问题。基于可靠性基础理论，分析了单系统、2单元并联冗余系统、3取 2表决冗余及2乘2取2冗余PLC系统的可靠性及平均故障时间（MTBF），并对比了不同冗余结构可靠度及MTBF随单元故障率的变化关系，同时分析了典型冗余结构PLC系统的可用性。研究成果为实际应用环境中冗余结构的选择提供了有效依据。

PLC；冗余技术；可靠性；MTBF；容错技术；可用性

0　引言

PLC(Programmable Logic Controller)系统被广泛应用于航空航天、军事、国防等诸多关键领域，这些领域对基于PLC控制系统的可靠性有极高要求，如何选择合适的措施提高系统可靠性已成为人们关注的研究课题[1]。鉴于各领域使用的控制系统越来越复杂、功能越来越丰富及各领域对系统可靠性的高要求，现今对重要控制系统的设计理念已由过去以功能、性能为中心逐渐向以可靠性为中心转变[2]。系统设计中存在的物理缺陷、设计不完善、软件错误等造成的系统故障是导致系统不可靠的重要因素。故障容错是提高系统可靠性的主要技术手段之一，该技术可以自动诊断设备的故障，并采取相应的措施保证设备维持其规定功能，或牺牲性能来保证设备在可接受的范围内继续工作[3-4]。……