计算机控制系统的可靠性设计

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摘 要

计算机控制系统的可靠性关系到其能否在工业市场上广泛应用.由于在使用的计算机控制系统中,常常会有大量的干扰存在,造成系统不能正常工作,所以可靠性设计越来越得到人们的重视.本文分析了计算机控制系统可靠性相关技术,并且从硬件和软件两方面给出提高控制系统可靠性的具体对策.

【关 键 词】计算机控制系统可靠性设计

计算机控制系统是工程项目中的重要组成部分,它关系到工程项目中的众多机器、仪表能否安全、正常、稳定运转.随着计算机控制系统在人们日常生活中的应用越来越广泛和深入,计算机控制系统的可靠性带来了更加突出的隐患,因而,必须要确保设计出的计算机控制系统的可靠性能比较高.

1计算机控制系统的可靠性设计

1.1系统输入可靠性设计

计算机控制系统的输入密切联系着计算机控制系统的输出,因为输入一旦发生错误,输出的结果就不可能正确.因此,对于传感器的选择一定要慎重,所选的传感器本身一定要具备良好的可靠性并且一定要合适.如果选择的传感器是模拟的,输入放大电路最好设计为绝对值放大电路,输入接口电路要设计输入保护,输入信号还要进行滤波处理,防止输入信号过大而损坏接口.针对那些比较重要的控制对象,应当对所选传感器可能发生的故障进行研究,比如传感器出现故障之后的输出信号是减小还是增加或者正常被控参数的范围是多少,然后根据情况及时越限报警.

1.2系统输出可靠性设计

计算机系统的输出可靠性涵盖的范围较大,一般由输出执行器、输出传输线、输出接口电路以及输出软件的可靠性组成.计算机输出的控制信号一般先通过数据锁存器进行锁存,然后如果驱动执行器来执行.众所周知,数据锁存器作为高速运转的元件,非常容易受到外界的干扰对锁存的内容进行破坏,从而造成误操作.

1.3诊断技术

所谓诊断也就是检测,通过诊断来判断被检信号是否在系统规定的正常范围以内及其正常性,要想快速的找到系统故障的位置,可通过系统中已经确定的事故现象与系统故障的对应关系来确定,从而减少了修复系统的时间,同时提高了系统的可靠性.

1.4冗余以及容错设计

容错设计指的是在设计的时候承认系统会有故障发生,但是要确保在故障产生之后仍能保证系统工作正常进行.在可能产生故障的地方增加冗余设计,对系统的容错能力有一定的提高.一般情况下,容错技术和冗余技术是同时使用的.

2增强计算机系统控制可靠性的设计方法

增强计算机系统的可靠性包括两种情况：一是对于发生的故障要快速排除,二是极大程度地降低系统发生故障的次数.为了增强可靠性,在设计计算机控制系统的时候,必须要同时考虑软件以及硬件的设计,即,计算机控制系统的可靠性也包括软件可靠性以及硬件可靠性.其中对于软件的可靠性需要考虑的是系统的恢复技术、测试技术已经故障自诊断技术等,而硬件的可靠性需要考虑的是提高设备以及元器件的可靠性.

2.1计算机硬件的可靠性设计

可以通过采取比较好的维护措施、采用高质量的元器件以及采用抗干扰技术来提高计算机硬件系统的可靠性.

（1）在计算机系统中大部分元器件的性能跟效率都与环境关系密切,在使用元器件时必须考虑温度因素的影响.因此,要做好电源的散热装置与配置工作的设置.

（2）计算机硬件系统一般由众多的元器件按照一定的功能组建在一起,因此应详尽检查元器件之间的接触与焊接部位,防止故障的发生.

（3）系统中每个元件的可靠性决定了整个系统的可靠性.应尽可能地对系统结构进行简化以降低元件的个数.

（4）依照系统的工作状况的防护措施,一般情况下包括气压、温度、湿度、雾、雪、雨、沙尘以及腐蚀性气体、辐射等的防护.

2.2软件可靠性设计

仅仅通过硬件系统可靠性的提高来保证计算机控制系统的可靠性是不够的,还需要通过一些措施来增强软件的可靠性,然后使得全部控制系统的可靠性得到增强.

（1）使用与系统信息管理相关的软件来调度系统.在过负荷时采取应急措施,在故障发生的时候对现场进行保护,快速地将故障装置用备用装置替代,当排除故障之后,确保系统以最快的速度恢复正常.

（2）计算机控制系统通过编制一定的程序来监控.可以通过编制相应测试程序来不断测试计算机软件系统,若发现有运行不正常的地方,则让系统本身发出报警信号并采取一定的安全防护措施确保系统的正常运行.

（3）用系统管理软件调度使用的计算机软件系统.若使用过程中出现问题,使用系统管理软件隔离保护出现问题的部位,并立刻用其它功能完好的软件代替使系统恢复正常.

3结束语

计算机控制系统在很多领域都有应用,因其具有实时性、广泛性以及功能性,因而对可靠性的要求比较高.对于计算机系统可靠性的增强,不仅可以通过硬件,还可以通过软件.每一位从事自动控制系统工作者比较关注的问题就是计算机控制系统的可靠性设计,计算机控制系统可靠性的发展还需要各位同行的共同探索与研究,希望未来计算机控制系统的可靠性技术会有更多更大的进展.