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西門子代理|低壓總代理

在學(xué)習(xí)S7-300和S7-400系統(tǒng)的過程中，接觸到了冗余的概念，300采用的是軟冗余，400呢？既可以軟冗余又可以硬冗余。兩者的冗余功能是相同的，但是究竟有什么區(qū)別呢？

一、概念

軟冗余通俗的講就是軟件冗余，軟件冗余 (SWR) 是一個(gè)軟件包，可以應(yīng)用于對(duì)主備系統(tǒng)切換時(shí)間要求不高的控制系統(tǒng)中，需要安裝

硬冗余是指物理上的硬件冗余，通過同步模塊使兩套互為冗余的系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換、通訊。

二、 兩者的區(qū)別

1、軟冗余是通過軟件冗余包實(shí)現(xiàn)的冗余，軟冗余是兩個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的CPU通過標(biāo)準(zhǔn)的通信接口，如MPI口或者PROFIBUS-DP模塊或者以太網(wǎng)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的同步，I/O 設(shè)備的連接是通過兩個(gè)冗余 PROFIBUS DP 網(wǎng)絡(luò)與帶有冗余IM 153-2接口模塊的ET-200M 站實(shí)現(xiàn)。通俗的說就是軟冗余實(shí)際上就是CPU之間的冗余和DP網(wǎng)絡(luò)的冗余，主、備系統(tǒng)通過軟冗余專用程序進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，備份以及故障切換。

硬冗余是通過同步光纜和同步模塊實(shí)現(xiàn)的冗余功能，不需要軟件包支持。

2、軟冗余主、備系統(tǒng)的CPU型號(hào)可以不同，例如一個(gè)為300，一個(gè)為400；硬冗余主、備系統(tǒng)的CPU型號(hào)必須相同。

3、軟冗余的數(shù)據(jù)同步是周期性同步；硬冗余數(shù)據(jù)同步是時(shí)間同步。

3、軟冗余中主cpu工作時(shí)，備用cpu是暖待機(jī)，也就是說當(dāng)主 CPU 正在處理程序組件時(shí)，備用CPU 則跳過這些程序，這樣可以防止在兩個(gè)程序組件中出現(xiàn)不一 致，也就是待機(jī)站上的程序一直準(zhǔn)備接管程序進(jìn)行處理。因此軟冗余系統(tǒng)中，主、備系統(tǒng)切換時(shí)間長(zhǎng)，一般為秒級(jí)。

硬冗余的主CPU和備用CPU都處于RUN模式，兩個(gè)CPU同步地處理用戶程序，主站故障后，備用cpu可以立即進(jìn)行切換，兩個(gè) CPU 的處理密切協(xié)調(diào)，時(shí)間為毫秒級(jí)。

4、當(dāng)dp從站的接口或profibus鏈路故障，軟冗余的主備cpu會(huì)進(jìn)行切換，而硬冗余系統(tǒng)中，從站故障不會(huì)出現(xiàn)主、備cpu切換的情況。

5、軟冗余不支持IO冗余，IO冗余只能在硬冗余中實(shí)現(xiàn)。

注意：400系統(tǒng)只有400H才能實(shí)現(xiàn)硬冗余。

散逸因數(shù)─損失角
    散逸因數(shù)dissipation factor(DF)存在於所有電容器中，有時(shí)DF值會(huì)以損失角tanδ表示。想想，損失角，既有損失，當(dāng)然愈低愈好。塑料電容的損失角很低，但鋁電解電容就相當(dāng)高。DF值是高還是低，就同一品牌、同一系列的電容器來說，與溫度、容量、電壓、頻率……都有關(guān)系；當(dāng)容量相同時(shí)，耐壓愈高的DF值就愈低。舉實(shí)例做說明，同廠牌同系列的10000μF電容，耐壓80V的DF值一定比耐壓63V的低。所本刊選用濾波電容常會(huì)找較高耐壓者，不是沒有道理。此外溫度愈高DF值愈高，頻率愈高DF值也會(huì)愈高。
    但許多電容器制造廠，在規(guī)格書上常不注明散逸因數(shù)DF值，因?yàn)閿?shù)值甚高很難看。以瑞典RIFA為例，其藍(lán)色PHE-420系列是MKP塑料電容，它的DF值是0.00005/最高是0.0008。但白色*級(jí)PEH169系列鋁質(zhì)電解電容，就未標(biāo)示損失角規(guī)格。若真注明DF值，可能會(huì)是1.0000，小數(shù)點(diǎn)是在1的後面。

漏…漏電流
    哇！漏電！zuihao沒有?？墒菦]辦法，鋁電解電容在工作時(shí)一定會(huì)產(chǎn)生漏電流。
    漏電流(leakage current)當(dāng)然要低，它的計(jì)算公式大致是:I＝K×CV。漏電流I的單位是μA，K是常數(shù)，例如是或0.03，每家制造廠會(huì)選擇不同的常數(shù)。但不論如何，電容器容量愈高，漏電流就愈大。如果你有容量愈大平滑效果愈好的想法，這個(gè)「漏電流」也請(qǐng)考慮在內(nèi)。從計(jì)算式可得知額定電壓愈高，漏電流也愈大，因此降低工作電壓亦可降低漏電流。
    但降低電容器的漏電流并不容易，低漏電流low leakage current-LL系列價(jià)格高昂，我曾向國內(nèi)廠商訂制一批低漏電流LL系列電容，價(jià)格比許多進(jìn)口電容還貴。漏電流規(guī)格，鋁電解電容就比鉭電解電容差許多，鉭質(zhì)電容也有乾式及濕式兩種，不過它的容量及耐壓都較低。
    除特別定制外，面對(duì)一般品，想要降低它的漏電流可設(shè)法提高Vs對(duì)Vr的比值。Vs是涌浪電壓，其值當(dāng)然比Vr額定電壓高，但施加電壓(真正的工作電壓)還應(yīng)該比Vr低，例如取Vr的90％；找高耐壓品種可說是正確。

等效串聯(lián)電阻ESR
    一只電容器會(huì)因其構(gòu)造而產(chǎn)生各種阻抗、感抗，比較重要的就是ESR等效串聯(lián)電阻及ESL等效串聯(lián)電感─這就是容抗的基礎(chǔ)。電容器提供電容量，要電阻干嘛？故ESR及ESL也要求低…低；但low ESR/low ESL通常都是gaoji系列。
    ESR的高低，與電容器的容量、電壓、頻率及溫度…都有關(guān)，當(dāng)額定電壓固定時(shí)，容量愈大 ESR愈低。有人習(xí)用將多顆小電容并接成一顆大電容以降低阻抗，其理論是電阻并聯(lián)阻值降低。但若考慮電容接腳焊點(diǎn)的阻抗，以小并大，不見得一定會(huì)有收獲。
    反過來說，當(dāng)容量固定時(shí)，選用高WV額定電壓的品種也能降低 ESR；故耐壓高確實(shí)好處多多。頻率的影響：低頻時(shí)ESR高，高頻時(shí)ESR低；當(dāng)然，高溫也會(huì)造成ESR的提升。
    串聯(lián)等效電阻ESR的單位是mΩ，gaoji系列電容常是low ESR及l(fā)ow ESL。若比較低內(nèi)阻及低漏電流兩種特性，則低內(nèi)阻容易達(dá)成，故標(biāo)示low ESR的電容倒很常見。ESR與損失角有關(guān)聯(lián)，ESR＝tanδ/(ω×Cs)，Cs是電容量。
    有時(shí)電容器規(guī)格上會(huì)有Z，它與ESR的意義不同，但Z的計(jì)算示與ESR有關(guān)，同時(shí)也考慮到容抗及感抗，是真正的內(nèi)阻。剛才提到電容的ESR單位是mΩ，那是指大電容，若是220μF小容量電容，其ESR單位就不是mΩ而是Ω。何種電容器的ESR？答案只有一個(gè)：Sanyo的OS有機(jī)半導(dǎo)體電容！