DCS体系冗余技能是计算机体系牢靠性规划中常选用的一种技能，是进步计算机体系牢靠性的最有用办法之一。为了到达高牢靠性和低失功率相统一的意图，咱们一般会在操控体系的规划和运用中选用冗余技能。合理的冗余规划将大大进步体系的牢靠性，可是一起也添加了体系的复杂度和规划的难度，运用冗余装备的体系还添加了用户出资。
1、冗余技能
冗余技能概要：冗余技能便是添加剩余的设备，以确保体系愈加牢靠、安全地作业。冗余的分类办法多种多样，依照在体系中所在的方位，冗余可分为元件级、部件级和体系级；依照冗余的程度可分为1:1冗余、1:2冗余、1:n冗余等多种。在当时元器件牢靠性不断进步的状况下，和其它办法的冗余办法比较，1:1的部件级热冗余是一种有用而又相对简略、装备灵敏的冗余技能完结办法，如I/O卡件冗余、电源冗余、主操控器冗余等。因而，现在国内外干流的进程操控体系中大多选用了这种办法。当然，在某些部分规划中也有选用元件级或多种冗余办法组合的成功典范。
操控体系冗余规划的意图:体系运转不受部分毛病的影响，并且毛病部件的保护对整个体系的功用完结没有影响，并能够完结在线保护，使毛病部件得到及时的修正。冗余规划会添加体系规划的难度，冗余装备会添加用户体系的出资，但这种出资换来了体系的牢靠性，它进步了整个用户体系的均匀无毛病时刻（MTBF），缩短了均匀毛病修正时刻（MTTR），因而，运用在重要场合的操控体系，冗余是十分必要的。
二个部件组成的并联体系（互为冗余）与单部件比较，均匀无毛病时刻是本来的1.5倍。体系的可用性目标能够用两个参数进行简略的描绘，一个是均匀无毛病时刻（MTBF），另一个是均匀修正时刻（MTBR）。体系的可用性可用下式表明：
体系可用性＝MTBF/(MTBF+MTBR)
当可用性到达99.999%时，体系每年中止服务的时刻只需6分钟。
2、操控体系冗余的要害技能
冗余是一种高档的牢靠性规划技能，1:1热冗余也便是所谓的两层化，是其间一种有用的冗余办法，但它并不是两个部件简略的并联运转，而是需求硬件、软件、通讯等协同作业来完结。将互为冗余的两个部件构成一个有机的全体，一般包含以下多个技能要害：
1）信息同步技能
它是作业、备用部件之间完结无扰动（Bumpless）切换技能的条件，只需按操控实时性要求进行高速有用的信息同步，确保作业、备用部件步骤共同地作业，才干完结冗余部件之间的无扰动切换。
在热备用作业办法下，其间一块处于作业状况（作业卡），完结体系的数据收集、运算、操控输出、网络通讯等功用；而另一块处于备用状况（备用卡），它实时盯梢作业卡的内部操控状况（即状况同步）。作业/备用卡件之间的正/负逻辑是互斥的，即一个为作业卡，另一个必定是备用卡；并且它们之间有冗余操控电路（又称作业/备用操控电路）和信息通讯电路，以和谐两块卡件一起并且有序地运转，确保对外输入输出特性的同一性，即关于用户运用而言，能够以为只需一个部件。一般在规划中，作业、备用部件之间经过高速的冗余通讯通道（串行或并行）完结运转状况互检和操控状况的同步（如组态信息、输出阀位、操控参数等）。
2）毛病检测技能
为了确保体系在呈现毛病时及时将冗余部分投入作业，有必要有高准确的在线毛病检测技能，完结毛病发现、毛病定位、毛病阻隔和毛病报警。毛病检测包含电源、微处理器、数据通讯链路、数据总线及I/O状况等。其间毛病确诊包含毛病自确诊和毛病互检（作业、备用卡件之间的彼此查看）
3）毛病裁定技能和切换技能
准确及时地发现毛病后，还需求及时确认毛病的部位、剖析毛病的严峻性，依靠前文说到的冗余操控电路，对作业、备用毛病状况进行剖析、比较和裁定，以断定是否需求进行作业/备用之间的状况切换。操控权切换到冗余备用部件还有必要确保快速、安全、无扰动。当处于作业状况的部件呈现毛病（断电、复位、软件毛病、硬件毛病等）或许作业部件的毛病较备用部件严峻时，备用部件有必要快速地无扰动地顶替作业部件的一切操控使命，对现场操控不形成任何影响。一起要求切换时刻应为毫秒级，乃至是微秒级，这样就不会由于该部件的毛病而形成外部操控目标的失控或检测信息失效等等。别的，还需求赶快经过网络通讯或就地LED显现进行报警，告诉用户呈现毛病的部件和毛病状况，以便进行及时保护。
4）热插拔技能
为了确保容错体系具有高牢靠性，有必要尽量削减体系的均匀修正时刻MTBR。要做到这一点，在规划上应努力进步单元的独立性、可修正性、毛病可保护性。完结毛病部件的在线保护和替换也是冗余技能的重要组成部分，它是完结操控体系毛病部件快速修正技能的要害。部件的热插拔功用能够在不中止体系正常操控功用的状况下添加或替换组件，使体系平稳地运转
。
5）毛病阻隔技能
冗余规划时，有必要考虑作业、备用部件之间的毛病应该做到尽可能互不影响或影响的概率适当小（0.01%），即能够为毛病是阻隔的。这样能够确保：处于备用状况的部件产生毛病时，不会影响冗余作业部件或其他相关部件的正常运转，确保冗余的有用性。
3、冗余技能在操控体系中的运用完结剖析
经过操控体系冗余原理与办法的详细剖析能够看到，体系的可用性在很大程度上取决于那些MTBF值较低而能对体系正常运转形成严重影响的部件，如主操控卡、网络、电源、通讯转发卡等。在体系规划中对要害部件进行冗余规划，能够大大进步体系的可用性。
下面以SUPCONJX-300X为例剖析冗余的完结办法：
SUPCONJX-300X型集散操控体系[1]的各个部件的冗余，完结了从电源、主操控器、进程操控网络，直至I/O卡件的冗余。
JX-300X型DCS选用全智能化、全数字化规划，在此基础上成功地完结了卡件的热插拔、毛病确诊、信息同步等前文说到的各项技能。该体系选用典型操控体系三层模型，每个层次内均可冗余装备，而层次之间选用全冗余衔接。即整个体系内以冗余进程操控网络（SCnet）和冗余现场I/O总线(SBUS)为高牢靠的衔接通道，体系内各个部件的运转和部件之间点对点衔接都可冗余。
依据操控体系内各个部件功用定位的不同，选用了详细办法有所不同，详细策略为：
1)主操控卡的冗余
主操控卡是整个体系的中心操控单元，完结体系的操控使命。而冗余技能各个规划要害在此得到充沛运用。互为冗余的两块主操控卡软件、硬件完全共同，它们履行相同的体系软件和运用程序，在作业/备用冗余逻辑电路的操控下，其间一个运转在作业状况（作业卡），别的一个运转在备用状况（备用卡），如图2所示。作业卡和备用卡之间具有公共的冗余逻辑操控电路和专用的高速对等冗余通讯通道，一起也能够经过I/O总线和进程操控网络进行信息交互或毛病诊测。互为冗余的主操控卡都能拜访I/O和进程操控网络，备用形式下的主操控卡履行确诊程序，监督作业卡的状况，经过周期查询作业卡件中的数据存储器，承受作业卡发送的实时操控运转信息。备用处理器可随时保存最新的操控数据，以确保作业/备用的无扰动切换，但作业形式下的主操控卡起着操控、输出、实时进程信息发布，等决定性的效果（具有讲话权）。冗余技能的要害在于完结信息同步，而信息同步的终究意图是为了完结冗余部件之间无扰动切换。咱们把信息同步的办法分为“天然同步”和“强制同步”。
互为冗余的两个主操控卡作为一个全体与外界交流信息（网络通讯、I/O通讯），同享进入这个全体的输入信息，这便是冗余部件的同一性（也能够称为单一性）。对外输出信息时作业卡掌握主动权，代表这个全体讲话，即冗余的协同性。浅显地讲，两个互为冗余的部件，关于用户运用和外部操控目标而言，可被视为一个全体。
为了确保互为冗余的两个卡件具有相等获取外部信息（I/O通讯、网络通讯）的权力，冗余部件具有相同的通讯接口，确保卡件内输入信息的共同。冗余的两块卡件有各自的通讯通路，只需确保相同的输入信息在两个通讯通路上一起进行传输，两块卡件就能够取得相同的信息。这种凭仗外部设备完结输入信息的同步称为“天然同步”。“天然同步”产生在冗余体系和外部设备之间。作业卡掌握主动权，代表全体讲话，并经过冗余通讯将各种状况信息传送给备用卡，到达操控使命的同步，这便是“强制同步”。“强制同步”经过冗余通讯使备用卡内部操控状况与作业卡保持共同，它产生在互为冗余的卡件之间。依据变量特性的不同，详细选用的同步办法也各不相同.
2)电源体系冗余。
电源是整个操控体系得以正常作业的动力源泉，一旦电源单元产生毛病，往往会使整个控。
