朱煌庆

（第七一五研究所，杭州，310023）

在对可靠性要求较高的控制系统中，经常需要引入冗余和故障诊断技术。冗余控制系统的关键是冗余和故障诊断方法。现代工业的各个行业中，都使用PLC 控制器作为冗余控制系统的核心。冗余控制的方式在工控领域根据产品的不同和客户需求的不同，采用的方式也不尽相同。一般分为硬冗余（采用特殊的硬件模块或PLC 固化的程序来实现）和软冗余（即采用软件编程方式来实现）[1-2]。两者优点是比较通用且价格比较便宜，缺点是未综合足够多的信息，不能对故障信息准确的定位。

本文控制系统的冗余包括CPU 冗余、输入通道冗余、输出通道冗余和通信通道冗余。故障诊断包括CPU 故障诊断、输入通道故障诊断、输出通道故障诊断和通信通道故障诊断。冗余和故障诊断程序存储在CPU 模块专用区域，独立于运动逻辑控制程序。CPU 模块诊断输入、输出、通信通道故障的准确性越高、速度越快，对故障的处理越及时，则对系统整体性能的影响就越小。本文提出的故障诊断方法综合了多个方面的判断条件，对冗余控制系统故障状态实现了较为及时、准确地定位和处理。

1 系统设计组成

本文介绍的冗余控制系统以可配置的冗余控制器（下文简称控制器）为核心，系统包括主从两套控制器、冗余接口模块、人机界面、主从两套交换机。每套控制器内部由CPU 模块、输入/输出模块、通信模块等组成。CPU 模块通过专用电路底板与各模块通信，通过输出模块将控制指令传送给执行器，通过输入模块采集外部传感器信息，通过通信模块和主从交换机连接到外部状态参数监控系统。……