提高可靠性与安全性的二乘二取二计算机联锁系统详解

二乘二取二系统是计算机联锁系统中一种重要的可靠性保障机制，它通过两个独立且互为备份的子系统（系统I和系统II）实现系统的双重冗余。每个子系统内部又进一步划分成系统A和系统B，每个系统内的A和B都需正常运行，才能确保整个子系统对外提供服务。这种结构设计的核心理念是"故障隔离"和"故障-安全"，即一个子系统出现故障时，不会影响另一个子系统的工作，从而维持系统的正常运行。 系统I和系统II的结构如图7-15所示，它们通过总线相连，总线作为信息交换的公共平台，将各个模块和设备集成在一起。其中，工业控制计算机是核心组件，它具备良好的可靠性、抗干扰能力和环境适应性，支持实时控制、通用扩展以及通信功能。工业控制计算机硬件主要包括主机板、内部总线、外部总线、人机接口、磁盘系统、通信接口以及过程输入/输出通道等。 内部总线，如STD、VME、ISA或PCI总线，负责系统内部模块之间的数据传输，构成计算机测控系统的骨架。外部总线，如并行的IEEE-488总线和串行的RS-232、RS-422、RS-485总线，用于不同系统间的通信，增强了系统的交互能力。 在设计上，采用二乘二取二系统的一个关键目标是安全性，确保在任何时刻至少有一个系统能够正确响应，避免因单点故障导致整个系统的瘫痪。这种冗余设计广泛应用于信号控制、铁路信号系统、电力调度等领域，以提高系统的可用性和防止意外事故的发生。 总结来说，二乘二取二系统是计算机联锁系统中通过双套独立子系统来增强系统稳定性和安全性的重要组成部分，它的成功应用依赖于高效的硬件设计、可靠的总线通信以及严格的故障管理策略。理解并掌握这一原理对于维护和优化计算机联锁设备至关重要。