计算机联锁系统硬件的冗余结构与可靠性探讨

在计算机联锁系统中，冗余结构起着至关重要的作用，尤其是在确保信号系统的安全性与可靠性方面。联锁机作为核心组件，其设计必须考虑到双重保障。本文将着重介绍联锁机采用的主要冗余结构——双机热备冗余。 双机热备冗余结构是通过两台功能相同的计算机（联锁机）同时运行，一台为主用机，另一台为备用机。当主用机正常工作时，所有处理的安全信息和控制命令通过这台机器执行。然而，为了预防故障，一旦主用机出现异常，备份机能够在短时间内自动接管，实现无缝切换，从而确保系统的连续性和安全性。 首先，让我们深入理解这种冗余结构的实现方式。工业控制计算机是计算机联锁系统的核心，其硬件包括主机板、内部总线、外部总线、人机接口、存储设备、通信接口和过程输入/输出通道。工业控制计算机强调了高可靠性、抗干扰能力、环境适应性、实时控制、通用扩展性、通信能力以及适当的精度和运算速度。 内部总线，如STD、VME、ISA、PCI等，是系统内部模块间的通信桥梁，负责在各个模板之间传递信息。外部总线则用于不同计算机系统之间的通信，如IEEE-488并行总线和RS-232、RS-422、RS-485串行总线，它们确保了系统的连通性和数据交换的高效性。 冗余设计的关键在于主备机的同步与切换。当系统检测到主用机故障时，通过预设的切换逻辑，备份机立即启动并接管控制，而无需人工干预，确保了关键信号操作的连续性。此外，为了进一步增强安全性，可能还会包含其他冗余措施，如故障隔离、故障诊断和恢复机制，以及定期的故障切换演练。 联锁机采用的冗余结构不仅考虑了硬件的可靠性，如工业控制计算机的优良特性，还特别关注系统的安全性，通过双机热备冗余设计，确保在任何情况下都能维持信号系统的稳定运行。这样的设计对于现代铁路、交通控制、电力调度等领域至关重要，以防止因单点故障导致的重大事故。