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當系統內部有故障存在時，通過容錯技術消除故障的影響，使系統最終仍能給出正確的結果。按照時間劃分，故障可分為以下三種：永久性故障、間歇性故障和偶然性故障。永久故障是永遠持續下去直至修復為止的故障。對硬件來說，永久性故障意味著不可逆的物理變異。對軟件來說，這類故障也就是一個不可以自動恢復的錯誤狀態。間歇性故障是短暫的，但卻是斷續的，它既有偶然性，又有不定期的重復性。如一個處于臨界狀態的電路輸出時好時壞，而一個虛焊點就會引起這樣的故障。偶然性故障出現是短暫的，且可能是非重復性的。常常由于環境的變換、電源方面的干擾、元器件性能的波動、軟件的隨機變換、電磁干擾等因素而引起。這樣的故障有可能僅出現一次，或很長時間出現一次，但卻可能造成數據錯誤，甚至系統癱瘓。
針對不同故障應采取不同的容錯方法。容錯技術能自動適時地檢測并診斷出系統的故障，然后采取對故障的控制或處理的對策略。按照系統的失效響應階段，可以把各種容錯技術分成三種：故障檢查、靜態冗余、動態冗余。故障檢測并不提供對故障的容忍，而是發生故障時給出一個警告。故障檢測廣泛應用于微型機和小型機之類的小系統中，其中一些已體現了簡單的聯機檢測機理。嚴格地說，故障檢測不是容錯，它盡管檢測了故障，但是不能容忍這些故障，不給出故障警告。動態冗余用于糾錯碼存儲器或具有固定配置(即線路器件之間的邏輯連接保持不變)的多數表決冗余計算機之類的系統中。
根據不同情況，一個容錯系統可經歷以下階段：(1)故障檢測：大多數失效最終導致產生邏輯故障。有許多方法可用來檢測邏輯故障，如奇偶校驗、一致性校驗和協議違章都可以用來檢測故障。故障檢測技術有兩個主要的類別，即脫機檢測和聯機檢測，在脫機檢測情況下，進行檢測時設備不能進行有用的工作；聯機檢測提供了實時檢測能力，因為聯機檢測與有用的工作同時執行。聯機檢測技術包括奇偶校驗和冗余校驗；(2)故障限制：當故障出現時，希望限制其影響范圍。故障限制是把故障效應的傳播限制到一個區域內，從而防止污染其他區域；(3)故障屏蔽：故障屏蔽技術把失效效應掩蓋了起來，從某種意義上說，是冗余信息戰勝了錯誤信息，多數表決冗余設計就屬于故障屏蔽；(4)重試：在許多場合，對一個操作系統的第二次試驗可能是成功的，對不引起物理破壞的瞬間故障尤其如此；(5)診斷：對故障檢測技術沒有提供有關故障位置、性質的信息進行診斷；(6)重組：當檢測出一個故障并判明是永久性故障時，重組系統的器件替換失效的器件或把失效的器件與系統的其他部分隔離開來，也可使用冗余系統，確保系統能力不降低；(7)恢復：經檢測和重組后，必須消除錯誤效應。通常，系統會回到故障檢測前處理過程的某一點，并從這一點重新開始操作。這種恢復形式通常要后備文件、校驗點和應用記錄方法；(8)重啟動：如果一個錯誤破壞的信息太多，或者系統沒有設計恢復功能，那么恢復就不可能實現。僅當系統未受任何破壞時，才能進行“熱”重啟，并從故障檢測點恢復所有的操作。“熱”重啟相當于系統需要完全重新加載；(9)修復：即把診斷為故障的器件還原下來，修復也可以是聯機進行的或者脫機進行的；(10)重構：對元件進行物理替換之后，把修復的模塊重新加入到該系統中去。對聯機修復來說，實現重構不中斷系統的工作。
隨著計算機硬件和網路的快速發展，容錯計算機的系統開銷逐漸降低，且糾錯速度快。而軟件方法實現的容錯，對硬件不會提過高的要求。同時系統靈活，資源利用比較合理。更正檢測、診斷將會采取人工智能的處理途徑，以專家系統的各種智能工具來支持故障檢測和診斷。利用專家的知識，借助推理機構，迅速而準確地提供診斷結果。系統的動態重構、故障恢復功能及神經元芯片等將被用到容錯技術中來，都將在智能化的支持下得以實現。同時對電路內部的自檢、自重構研究，可以解決電路本身及子系統的可靠性問題，將會出現容錯的VLS1芯片及可直接支持系統容錯設計的可容錯設計芯片，為系統設計者提供一個具有透明性的容錯設計元器件。進入到芯片內部的容錯技術的研究將成為容錯研究的一大分支。
隨著網路時代的到來，對于一個成功的電子商務系統來說，必須響應在線客戶的需求并遵守服務的那個協議(SLA)，同時保護客戶的隱私及電子商務系統安全正常運營。對于客戶要求的響應程度及安全保護措施是一個基于Internet的電子商務系統成功的必要條件，容錯服務器就成為網絡時代電子商務運營商首要選擇。未來的智能化家庭都將擁有一個家庭數據中心，可提供全天候的服務，包括家庭安全、防盜和防煤氣泄漏以及各種家用電器的控制，這個家庭數據中心也只有采用容錯計算機才能擔當。今后容錯技術將同時在軟件和硬件上得到發展，將會出現初級的容錯軟件的設計方法，應用軟件方面的容錯設計將會產生一些實用的工具，同時產生一個通用操作系統和硬件相結合的容錯方法，走軟硬結合的道路。系統容錯設計將在分布式系統、CSCW等方面出現新的容錯設計方法。
[摘要]隨著計算機技術的發展，容錯技術和容錯計算機將成為新的研究發展方向。本文介紹了容錯技術的基本原理及內容，介紹了容錯系統的經歷階段和實現容錯功能的關鍵技術，總結了計算機容錯技術的現階段的應用情況。
[關鍵詞]容錯技術可靠性容錯功能
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參考文獻的寫作是幫助讀者更好的研讀這篇文章，可以知道作者在論文的撰寫過程當中查閱了哪些學術文獻資料，關注學術參考網，可以查看更多優秀的論文參考文獻。下面是小編采編收集的關于信息技術論文參考文獻，歡迎大家閱讀借鑒。
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Electronics System Design
Techniques for Safety
Critical Applications
2009
Hardback
ISBN 9781402089787
Sterpone著
隨著社會的發展和科技的進步,信息技術已經深入千家萬戶,人們周圍充斥著各種電子設備。電子設備的誤操作或故障時有發生,有時這些會造成對人員的傷害或者環境的破壞,為了避免這些,人們提出了安全性苛求系統的概念。這種系統是指通過各種設計和制造手段保證在其使用壽命范圍內,運行過程中不出現任何對使用者和環境造成傷害的錯誤。本書便是針對這個問題編寫的。
本書共分8章。1.介紹了可用于發射環境下的FPGA設計技術,主要包括硬件結構設計的可重構設計技術和冗余技術,還介紹了基于sram的FPGA的軟件結構及FPGA線路結構;2.首先介紹了輻射效應包括單粒子反轉和單粒子門鎖。基于單粒子反轉的FPGA內存優化,對SEUS的仿真分析和硬件分析,分析了三重冗余結構及容錯系統的約束條件;3.糾錯效率分析算法。首先介紹了靜態分析算法,然后介紹了該算法的基本原則,并分別介紹了用于SEU分析和MCU靜態分析的新算法;4.介紹了一種新的高可靠性的應用于S-RAM FPGA 的算法,該算法從定位和運行兩個方面進行了優化,減小了程序出錯的可能性,提高了運行可靠性;5.首先介紹了具有容錯功能的基于SRAM的FPGA系統設計的新流程,然后介紹了容錯線路的設計優化方法,最后進行了實驗,驗證了新設計的優越性;6.基于FPGA內部降壓機制的系統優化,介紹了一種可以用于SRAM-FPGA的減壓系統,他不需要外部任何器件,可以完成高效率的減壓,該系統在Xilinx SRAM FPGA上實驗驗后結果良好;7.介紹了一種用于DNA生物芯片的新型硬件結構,它采用雙核硬件結構,實現了不同單元的多指令操作,并在一種FPGA系統上采用這種結構制備了DNA芯片,顯示出這種優化結構的強大能力;8.首先介紹了RCF器件,然后介紹了ReCoM結構,最后實驗顯示新型的ReCoM結構性能更為優越。
本書的作者Luca Sterpone目前任教于都靈理工大學(意大利),研究方向為數字系統設計和計算機結構。他2003年畢業于都靈理工大學,獲得工程學士學位,之后在該校讀博士學位,并于2006年畢業,論文研究方向為“電子系統設計技術的安全關鍵技術應用”,獲得了2007年度歐洲優秀論文獎。
本書內容新穎,針對性強,適合電子工程師、硬件工程師以及計算機專業、電子專業的學生閱讀。
劉軍濤,博士生
(中國科學院電子學研究所)
一、基于微信公眾號創業的優點
高達6億用戶群體的微信平臺，對傳統營銷行業帶來顛覆性的影響。相比其他宣傳渠道，微信公眾號創業具有以下優勢。（1）傳播有效性高。不同于博客、微博等社交平臺，微信是從熟人朋友中發展起來的社交平臺，其最初的傳播模式是一種熟人傳播。這樣一種基于信任的小眾傳播發展起來的用戶群，具有極高的信賴度和有效性，是傳統媒介無法做到的。2016年，微信進入20時代，微信社交關系從熟人社交逐漸演變為半熟人社交，通過微信這一平成“六度人脈”銷售網絡的建設不再是天方夜譚，而是實實在在每天都在發生的事實。［1］一對多的公眾號傳播模式，直接將消息推送到手機，達到率和被觀看率幾乎是100％。（2）便捷的商家用戶溝通渠道。微信公眾號的推送與用戶留言這一功能，讓商家可以隨時隨地提供信息和服務，根據用戶需求調整銷售模式。微信公眾號的推出開放了微信對外接口，實現了第三方平臺的接入，讓微信公眾號營運者可以根據需要設置實現了微信會員卡、微信商城、微信團購等營銷功能。同時商家可以通過大數據分析，了解用戶活躍度、用戶消費特點，調整銷售策略，貼近用戶需求。［2］（3）成本低門檻容錯率高。微信創業最大的特點在于其“草根性”。申請微信公眾號手續非常簡單———有效身份證件與一個未綁定微信的電子郵箱，任何懷揣創業夢想的人都能在這一平臺上開設自己的公眾號。早期公眾號的運營，幾乎不需要創業者的資金成本，這樣幾乎“無門檻”的準入形式和低成本的運營模式，容錯率極高，非常適合早期創業的大學生團隊。
二、基于微信公眾號的大學生創業實踐探索
（1）做好公眾平臺的精準定位。大學生微信公眾號創業，首先做好平臺的精準定位。公眾號是準備面向本校“精耕細”做好推廣工作，還是面向整個大學生群體實施“廣撒網”策略，都值得創業者認真思量。公眾號的名稱和頭像要符合自己的微信定位，能夠直接體現定位，簡介一定要清晰明了，同時能夠吸引粉絲關注。公眾號的推送內容一定要突出自己的優勢，才能在眾多的公眾號推送中脫穎而出。（2）公眾號服務內容貼近大學生生活。豐富多彩的咨詢、實用便捷的服務是吸引大學生關注的最好方法。大學生創業公眾號若能抓住學生的需求提供服務，將極大提高創業成功率。大學生創業者可以立足在校生群體需求，通過便捷的網絡服務，提供訂餐、購物、查詢等功能，滿足用戶群體需求。最常見的大學生微信平臺服務功能有：校內便捷服務（校內失物招領、課表查詢、校內通知等）、公交線路查詢等服務。［3］以筆者所在高校為例，五個大三學生敏銳抓住學校畢業生論文修改苦不堪言，畢業生論文打印供不應求的市場需求，創建畢業生論文服務公眾號，面向本校畢業生提供論文格式修改工作和論文打印工作，因其緊貼學生需求、價格低廉、送貨上門等服務，通過微信裂變式傳播，讓這小小的創業團隊在2017年畢業季掙到創業的第一桶金。（3）做好線上線下推廣工作。首先做好線上推廣工作。除了利用朋友圈熟人鏈接推廣外，還可以通過學校相關網站、貼吧、論壇等發帖推廣，班級QQ群也是一個很好的推廣方式。除了線上推廣工作外，線下活動推廣的效果也不可小覷。例如與校園社團合作，幫忙校內社團招募通知、社團勤工助學宣傳、社團活動推廣等，做到社團推廣與公眾號推廣雙贏。線下推廣活動還可以考慮通過有獎活動的方式，例如掃碼抽水果，關注就送棒棒糖等方式，促使學生參與活動提高公眾號的粉絲數。（4）微信平臺與等級培訓掛鉤。大學生對各類技術等級證書培訓的需求也是一個巨大的市場。大學生創業團隊若能與校外優質培訓機構合作，為學生提供實用的培訓考試攻略，為培訓機構提供廣告推廣業務，將是一條營銷新途徑。
三、結語
大學生對微信的使用度與依賴度極大，大學生微信公眾號創業具有天然的受眾優勢，加之微信公眾號創業起點低，商家用戶互動較好，利用熟人和半熟人社交圈傳播的有效度較高等特點，做好大學生微信公眾號創業，推動大學生創業工作，具有重要意義。
作者:繆經緯 張永 單位:無錫科技職業學院
參考文獻：
［1］石明翰．基于校園微信公眾平臺的大學生創業實踐［J］．科教導刊，2015（10）：170－171．
【關鍵詞】冗余容錯設計 故障率 靜態冗余系統
0前言
硬件是計算機的基礎，硬件容錯技術主要是利用多份硬件來實現的，即是利用冗余來實現容錯。并且硬件冗余的級別越低，故障率降低的效果越好，但增加了故障檢測和電路設計的困難。在實際應用中，最常見的有靜態冗余、動態冗余和混合冗余等模式。
1計算機控制系統的硬件冗余容錯設計
1.1電路級冗余設計
1. 2靜態冗余系統
靜態冗余是指冗余結構相對固定，不隨發生故障的情況變化而變化的一種冗余形式。靜態硬件冗余的工作形式是將發生的故障加以隱蔽，來達到防止故障造成差錯的目的。靜態冗余的原理就是通過表決的形式來決定掩蔽發生的故障。靜態冗余模塊是系統運行時必要的組成部分，模塊在工作時全部參與運行，即多個模塊執行相同的功能，表決器通過多數一致原則輸出分析結果以達到隱蔽故障的目的。靜態硬件冗余的形式通常是三模冗余。即三個相同的模塊接收共同相同的輸入并將產生各自的結果，送至表決器。表決器的輸出則取決于模塊輸入結果。即如果有一個模塊故障，另兩個模塊正常，則正常模塊的輸出可將故障模塊的輸出屏蔽，以達到防止故障造成差錯的目的。
1.3動態冗余系統
動態硬件冗余系統是由若干相同模塊共同組成的，以故障檢測及系統恢復等方式來達到容錯的一種硬件冗余系統。動態硬件冗余系統的特點是系統的冗余結構是隨故障情況的變化而發生變化，并且動態硬件冗余系統在規定時間內進行模塊重組并恢復正常運行；因此動態硬件冗余系統是允許故障產生差錯，但避免差錯產生失效。
動態硬件冗余有備份替換和雙機比較兩種主要工作方式。
1.4混合冗余系統
混合冗余系統的實質就是將靜態冗余系統和動態冗余系統結合起來。通常，混合冗余系統由靜態冗余的TMR核心模塊、備份模塊、表決機構等組成，并由切換機構確保靜態冗余的TMR核心的完整性，即當TMR核心模塊中有一個發生故障，立即以無故障的備份模塊取代。
2.計算機控制系統的硬件冗余容錯設計分析
在電路級冗余設計中，從上面的結果可以看出，當開路故障率比短路故障率小時，以先串后并結構為好，反之以先并后串結構為好。
靜態靜態冗余系統中，以三模冗余系統與單模系統可靠度的關系為例。三模表決系統的平均無故障時間是單模系統的5/6，那么，我們把兩者的可靠性曲線一起繪于圖1。由圖可見，當Rt>0.5時，三模系統的可靠度高于單模系統，當R（t）
動態冗余系統由于系統恢復使用某種重組技術，，系統的冗余結構將隨故障情況發生的變化而變化，因此這種技術不防止故障產生差錯，但防止差錯產生失效。
在混合冗余系統中，當不一致檢測器檢測TMR模塊中有一個模塊的輸出結果與表決機構的輸出結果不一致時，則系統將該模塊切換，并用備份模塊予以替換。只要有多數模塊輸出正確，則表決機構的輸出就是正確的。備用模塊是TMR模塊輸出結果不一致時替換TMR模塊，直至備用模塊全部用完，所以備份模塊的數量的越多，混合冗余系統的可靠性也就越高。由上可知，混合冗余系統利用其自身結構有效地使計算機系統運行的可靠性提高，并延長了其無故障運行時間。
3總結
根據上述分析可知，在電路級冗余容錯設計中，應根據其短路故障概率及開路故障概率來判斷其容錯設計型式。靜態冗余系統中，只有當單模系統的可靠性比較高時，所構成的多模表決系統才能有比單模系統更高的可靠度。動態冗余系統則需注意其適用范圍。混合冗余系統則有較高的無故障運行時間。
參考文獻：
關鍵詞：蓄電池 車輛工程 車輛工程
蓄電池是電動汽車中的關鍵部件，其性能的好壞直接影響車輛的動力特性和續駛里程。因此，分析研究蓄電池的充放電特性對于提高電動汽車性能具有重要意義。可供電動汽車使用的蓄電池有多種，具有不同的充放電特性。通常我們關心的特性主要有：充電時間、充電模式、充電電流、充電電壓、充電溫升、不同放電電流下的放電時間、放電溫升、循環次數等。
1、國內外通常采用的蓄電池充電裝置模式
1.1自耦變壓器模式：該充電裝置不具備恒流功能，充電電流隨電網電壓變化，必須人工不斷調整才能進行充電作業。該充電裝置質量不易保證，處于淘汰狀態。
1.2可控硅整流型充電模式：該充電裝置采用可控硅的導通角進行電流調整和穩定，實現恒流充電。但在實際應用中，出現輸出電流的脈動成分較大，易使蓄電池電解液發熱而蒸發。
1.3功率晶體管模式：該充電裝置采用大功率晶體管作為恒流器件，通過調整功率晶體管C-E極壓降來穩定輸出電流，輸出的電流波形較好，對電網的干擾小。對于放電裝置，大多還采用相控式有源逆變蓄電池放電裝置或電阻放電裝置。
2、電動汽車蓄電池及充放電方案的設計
2.1 鉛酸蓄電池的參數分析
1）電池容量與放電率的關系：蓄電池的容量是指它的蓄電能力。它是以充足了電的蓄電池，放電至規定的終止電壓的電量。標準YD／T799-2002規定2V、6V、12V密封蓄電池的額定容量均為標準溫度下（25℃）10小時放電率（I=0.1C10A）的容量。該標準明確指出6V、12V蓄電池的容量以lOh放電率為基準。
2）放電率與容量的關系：蓄電池放出的容量隨放電電流的增大而減少。高放電過程是極板表面的有效物質發生強制性的變化，生成的硫酸鉛很容易堵塞極板上的小孔，極板深層的有效物質就沒有參加化學反應。這樣蓄電池的內阻增大，電壓下降就快，使電池不能放出全部的容量。
3）溫度與容量的關系：
環境溫度對電池的容量影響較大，隨著環境溫度的降低容量減小。環境溫度變化1℃時的電池容量變化稱為容量的溫度系數。根據國家標準，如環境溫度不是25"C，則需將實測容量按以下公式換算成25。C基準溫度時的實際容量Ce，其值應符合標準。
4）放電率與終止電壓的關系：蓄電池放電時電壓不能低于終止電壓，否則會損害電池壽命。
3、系統功能及特點
3.1集充放電試驗于一體。由于電動汽車蓄電池采用二次電池，在應用中用戶需要頻繁充電以補充能量，所以，將充放電試驗集于～體，可以在室內方便地了解電池的實際性能。用戶在使用電動汽車時，需要比較頻繁地行駛（放電）和住車（充電）。因此，試驗臺必須同時具有充電和放電功能，才能逼真地模擬電池的實際工況。我們的系統集充電和放電于一體，從而可以在實驗室環境下更有效地進行蓄電池性能試驗與分析。
3.2具有高、低壓兩套試驗系統
因為電動汽車采用電池組供電，電壓比較高（通常大于200V），所以，設計系統不但具有低壓（單節電池）試驗功能，還有高壓充電功能。
3.3具有智能充放電功能
系統不但能夠根據不同電池的特性，按事先編制好的方案進行充放電試驗，還可以根據實驗過程中電池的具體狀態隨時調整實驗方案。
4、系統容錯方案設計
考慮到在以后實際充電、放電操作中可能會出現種種不可預知的突發故障，一旦系統因硬件故障或操作不當，造成人員的傷亡和設備的損毀。為了避免這一現象的發生，在設計時充分考慮系統的特點，通過軟硬件相結合的辦法，提出了一套經濟、實用的容錯方案。
4.1硬件故障容錯
1）工控機故障的容錯：工控機故障主要是軟件系統的突然崩潰和病毒的感染；因此，工控機的接口均在實驗柜的內部，并用鎖鎖上，這樣就可以杜絕一些病毒的入侵的可能。另外，系統裝載正版殺毒軟件，并及時更新。如果，由于病毒或其它什么原因系統軟件在運行過程中產生崩潰，我們在硬件電路中設置了“急停”按鈕，可以手動關斷系統，終止設備運行。
2）單片機故障的容錯：單片機是用來產生PiN信號以控制放電電流大小的，當單片機程序產生“跑飛"時，可以利用看門狗自動復位。
3）電子器件故障的容錯
在硬件電路上設置了速熔器，這樣可以在意外信號、誤動作的情況下，迅速斷開設備的連接，從而對電子器件起到一定的保護作用。在IGBT等主要功能器件上設計了保護電路，可以起到有效地保護IGBT的作用。
4.2 操作錯誤容錯
為了避免因操作錯誤而可能對系統的安全運行造成的嚴重影響，在系統設計時對可能因操作而引起的錯誤也采取了相應的容錯措施。系統在設計時，考慮到操作人員可能會進行誤操作，因此，在關鍵的充放電動作開始的同時，同時關閉了可能的任何與控制有關的操作，使之無法操作，直至充電或者放電過程結束。保留了“使用幫助的按鈕，以備操作人員隨時查閱有關操作規程等。
5、結論
本論文的蓄電池性能研究，對維護蓄電池及提高電動汽車的續航里程的研究有重要意義，依靠現場實踐經驗結果作為判據，在目前階段的功能可以較好確認蓄電池的性能，提供蓄電池的運行狀況的準確數據，為蓄電池組的正確使用和維護提供了科學依據。本論文對以后其它的電池性能分析具有一定的參考價值。要深入研究整個電池性能問題，里面所涉及的工作量和研究內容是相當豐富的。由于作者的研究時間和研究水平的限制，會有許多考慮不到的地方。這項研究需要更多的人來參與和完善，希望以后的研究者可以結合實際多做些這方面的工作。
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關鍵詞：LNG ESD 保護方案
一、概述
LNG（Liquefied Natural Gas），即液化天然氣的英文縮寫。天然氣是在氣田中自然開采出來的可燃氣體，主要成分由甲烷組成。LNG是通過在常壓下氣態的天然氣冷卻至-162℃，使之凝結成液體。天然氣液化后可以大大節約儲運空間，而且具有熱值大、性能高等特點。LNG是一種清潔、高效的能源。由于進口LNG有助于能源消費國實現能源供應多元化、保障能源安全，而出口LNG有助于天然氣生產國有效開發天然氣資源、增加外匯收入、促進國民經濟發展，因而LNG貿易正成為全球能源市場的新熱點。迄今為止，在天然氣液化領域中成熟的液化工藝主要有以下三種：階式制冷循環工藝、混合制冷循環工藝和膨脹機制冷循環工藝。本裝置采用帶預冷的氮膨脹制冷天然氣液化流程，包括原料氣預處理、脫碳、脫硫脫汞、脫水、冷箱、制冷壓縮機、氮壓機、預冷系統、制氮系統、導熱油爐等工藝單元。
本論文主要針對ESD技術在LNG裝置中的應用做簡單的論述。
二、ESD技術的簡介
ESD緊急停車系統是對石油化工中的生產裝置可能發生的危險或不采取措施將繼續惡化的狀態進行響應和保護，使生產裝置進入一個預定義的安全停車工況，從而使危險降低到可以接受的最低程度，以保證人員、設備、生產和裝置或工廠周邊社區的安全。當生產裝置出現異常情況時，安全聯鎖裝置能繼續運行，但自動轉入另一種運行模式。
三、ESD技術在本裝置中的應用
在裝置發生緊急狀況時ESD 緊急停車系統開啟，用于隔離和關斷LNG或其它設備，并關閉那些如果繼續運行可能維持或增加災情、危險性的設備。以確保裝置的人員安全、設備安全、環境安全，ESD系統的安全性和整體性符合以下原則：
單個組件故障不給整個系統造成損失。
單個組件故障不給整個系統造成直接風險或系統跳閘。
單個組件故障不造成整個系統完全癱瘓。
LNG裝置屬易燃易爆、高危險、連續生產的重要化工裝置，必須配置先進的、高可靠的設備，ESD 系統采用冗余容錯自診斷技術，整個系統及部件是故障安全型，ESD系統采用先進的、可靠的軟件及硬件，保證工廠及裝置有效、可靠的運行，防止發生人員傷害、環境污染以及經濟損失，ESD系統符合IEC61508 SIL3、DIN V19250 TUV AK6 標準，ESD 系統及各類卡件、系統軟件的安全等級取得IEC61508 SIL3或TUV AK6 級認證，ESD 系統控制器（CPU）、I/O設備和網絡通訊部件應為二重冗余、容錯或三重冗余結構。
本裝置中LNG工廠緊急停車系統（以下簡稱ESD）的設計和制造遵循了IEC61508/61511，設計上采用西門子PLC完成對全裝置的緊急停車安全聯鎖。控制器采用三重化（TMR）及以上技術進行冗余配置，不得采用備用形式，制造商應采用主流系統，不得采用擴展性能差的小系統。ESD系統設計滿足SIL3的安全等級要求，并有TUV認證。某一冗余部件或冗余套件失效的情況，或者在單CPU運行的情況下，仍能滿足SIL3的安全等級要求，并有TUV認證。采用TUV認證的冗余和容錯的通訊系統，控制器與I/O卡件之間通訊1：1冗余。I/O卡件滿足SIL3安全級別且1：1冗余，I/O卡件帶電磁隔離或光電隔離且通道間相互隔離，所有I/O卡件均能帶電插拔，而不影響系統的正常運行。本項目中控制單元與I/O卡件安裝在同一機柜內，電纜從機柜下部引入，經柜內電纜槽板敷設。ESD系統設置了冗余的RS485 MODBUS通訊接口。本系統有順序事件記錄功能和過程歷史報告，報警及停機事件的記錄有毫秒級的時間標記，并按事件發生時間記錄。本系統接受2路UPS電源供電。系統遵循故障安全型設計原則，在出現停電等嚴重事故時，能夠保證生產設備和過程的安全。
四、ESD系統在本裝置中的主要聯鎖保護方案
1.LNG 裝置天然氣門站入口切斷閥、LNG 裝置入口切斷閥聯鎖切斷，用于切斷門站及LNG 裝置原料氣。
2.LNG 儲罐入口及出口閥聯鎖切斷，LNG 儲罐出口裝車泵聯鎖停泵。
3.BOG 壓縮機安全聯鎖停機。
4.空壓機、空氣預冷機組安全聯鎖停機。
5.冷箱出口閥聯鎖切斷。
6.原料氣壓縮機安全聯鎖停機。
觸發以上聯鎖及停車的條件有以下幾點：
①LNG 儲罐液位高高報警。
②人工確認工廠有火警發生或發生火災。
③人工確認工廠有可燃氣體大量泄漏 （一般性可燃氣體檢測器檢測的氣體泄漏經報警工作站報警，采取人工措施處理）。
④原料氣壓縮機同時停機。
⑤循環氮氣壓縮機同時停機。
本項目共設置1面ESD機柜，1個工程師站（操作站），通過冗余的通訊方式接在各控制器的通訊接口上，用于控制器的組態、除錯、修改、測試、軟件裝載及維護等。工程師站（操作站）具備打印組態數據和圖形的能力，具有順序事件記錄功能。配置一個輔助操作臺，設置報警燈屏及相應的操作開關和按鈕。
五、結論
以上內容是我對采用帶預冷氮膨脹制冷液化流程的LNG工廠的緊急停車系統ESD的設計方案，希望能為進行相關設計的工程人員以及設計方案提供有益的幫助。
參考文獻
[論文摘要]隨著計算機技術的發展，使存儲數據的技術手段也發生很大變化。存儲信息并且防止信息丟失就成為了一個首要問題。利用RAID技術可以把數據分布到多個硬盤上，從而取得更好的穩定性和性能。
一、引言
隨著計算機技術的快速發展和計算機應用的不斷深入，計算機已經逐漸介入了我們的生活的方方面面,同時各個方面對計算機技術提出了更高的要求，為了適應人們的需要，計算機技術不斷的在各個方面變革著。Internet的普及更加劇了信息的幾何化增長，于是存儲信息并且防止信息丟失就成為了一個首要問題。當然用于存儲信息數據的設備就是關鍵了：比如對于一個大型的網站來說，因為存儲設備的故障導致網站的片刻的癱瘓，也可能帶來巨大的損失。那么，如何解決這一問題呢？很顯然單靠用多個硬盤簡單的備份不能從根本上解決問題。這時一種叫做獨立冗余磁盤陣列（RAID）的技術就應運而生了,這種技術可以把數據分布到多個硬盤上，從而取得更好的穩定性和性能。
二、RAID技術
（一）RAID技術簡介。RAID就是一種由多塊廉價磁盤構成的冗余陣列，在操作系統下是作為一個獨立的大型存儲設備出現。RAID可以充分發揮出多塊硬盤的優勢，可以提升硬盤速度，增大容量,提供容錯功能夠確保數據安全性，易于管理的優點，在任何一塊硬盤出現問題的情況下都可以繼續工作，不會受到損壞硬盤的影響。
數據冗余的功能可以保證用戶數據一旦發生損壞，就可利用冗余信息使損壞數據得以恢復，從而保障了用戶數據的安全性。在用戶看起來，組成的磁盤組就像是一個硬盤，用戶可以對它進行分區，格式化等等。總之，對磁盤陣列的操作與單個硬盤一模一樣。不同的是，磁盤陣列的存儲性能要比單個硬盤高很多，而且可以提供數據冗余。
（二）RAID的幾種模式。RAID的級別從RAID概念的提出到現在，已經發展了多個級別，有明確標準級別分別是0、1、2、3、4、5等。但是最常用的是0、1、3、5四個級別。其他還有6、7、10、30、50等。
1．RAID0。RAID0又稱為Stripe或Striping，即DataStripping數據分條技術，它代表了所有RAID級別中最高的存儲性能。RAID0是由多個硬盤并發協同工作完成數據的讀寫，數據被均勻分布在各個硬盤上，一般情況下，使用的硬盤越多，讀寫的速度越快。RAID0的特點是讀寫速度快，并且價格便宜；缺點是安全性相對較差，因為在RAID0中的一個硬盤出現故障時，整個陣列的數據將會丟失。RAID0是最快和最有效的磁盤陣列類型，但沒有容錯功能。因此，RAID0不能應用于數據安全性要求高的場合。
2．RAID1。RAID1稱為磁盤鏡像。原理是在兩個硬盤之間建立完全的鏡像，即所有數據會被同時存放到兩個物理硬盤上，當一個磁盤出故障時，仍可從另一個硬盤中讀取數據，因此安全性得到保障。但系統的成本大大提高，因為系統的實際有效硬盤空間僅為所有硬盤空間的一半。
3．RAID3。RAID3是把數據分成多個“塊”，按照一定的容錯算法，存放在N+1個硬盤上，實際數據占用的有效空間為N個硬盤的空間總和，而第N+1個硬盤上存儲的數據是校驗容錯信息，當這N+1個硬盤中的其中一個硬盤出現故障時，從其它N個硬盤中的數據也可以恢復原始數據，這樣，僅使用這N個硬盤也可以帶傷繼續工作（如采集和回放素材），當更換一個新硬盤后，系統可以重新恢復完整的校驗容錯信息。由于在一個硬盤陣列中，多于一個硬盤同時出現故障率的幾率很小，所以一般情況下，使用RAID3，安全性是可以得到保障的。與RAID0相比，RAID3在讀寫速度方面相對較慢。
4．RAID4。RAID4即帶奇偶校驗碼的獨立磁盤結構，RAID4和RAID3很像，它對數據的訪問是按數據塊進行的，也就是按磁盤進行的，每次是一個盤，RAID4的特點和RAID3也挺象，不過在失敗恢復時，它的難度可要比RAID3大得多了，控制器的設計難度也要大許多，而且訪問數據的效率不怎么好。5．RAID5。RAID5把校驗塊分散到所有的數據盤中。RAID5使用了一種特殊的算法，可以計算出任何一個帶區校驗塊的存放位置。這樣就可以確保任何對校驗塊進行的讀寫操作都會在所有的RAID磁盤中進行均衡，從而消除了產生瓶頸的可能。RAID5的讀出效率很高，寫入效率一般，塊式的集體訪問效率不錯。RAID5提高了系統可靠性，但對數據傳輸的并行性解決不好，而且控制器的設計也相當困難。
6．RAID6。RAID6即帶有兩種分布存儲的奇偶校驗碼的獨立磁盤結構，它是對RAID5的擴展，主要是用于要求數據絕對不能出錯的場合，使用了二種奇偶校驗值，所以需要N+2個磁盤，同時對控制器的設計變得十分復雜，寫入速度也不好，用于計算奇偶校驗值和驗證數據正確性所花費的時間比較多，造成了不必須的負載，很少人用。
7．RAID7。RAID7即優化的高速數據傳送磁盤結構，它所有的I/O傳送均是同步進行的，可以分別控制，這樣提高了系統的并行性和系統訪問數據的速度；每個磁盤都帶有高速緩沖存儲器，實時操作系統可以使用任何實時操作芯片，達到不同實時系統的需要。允許使用SNMP協議進行管理和監視，可以對校驗區指定獨立的傳送信道以提高效率。可以連接多臺主機，當多用戶訪問系統時，訪問時間幾乎接近于0。但如果系統斷電，在高速緩沖存儲器內的數據就會全部丟失，因此需要和UPS一起工作，RAID7系統成本很高。
8．RAID10。RAID10即高可靠性與高效磁盤結構它是一個帶區結構加一個鏡象結構，可以達到既高效又高速的目的。這種新結構的價格高，可擴充性不好。
9．RAID53。RAID7即高效數據傳送磁盤結構，是RAID3和帶區結構的統一，因此它速度比較快，也有容錯功能。但價格十分高，不易于實現。
三、RAID級別的的選擇
使用的容錯算法和分塊大小決定RAID使用的應用場合，在通常情況下，RAID3比較適合大文件類型且安全性要求較高的應用，如視頻編輯、硬盤播出機、大型數據庫等；而RAID5適合較小文件的應用，如文字、圖片、小型數據庫等。RAID級別的選擇有三個主要因素：可用性（數據冗余）、性能和成本。
四、RAID技術的實現方法
RAID實現有兩種方法，一種是用專門的控制新片來完成，控制芯片可以做成RAID卡的形式，也可以集成在主板上。另一種方法是用軟件的方法來實現，比如WIN2000就含有軟件RAID的功能。
總之,冗余磁盤陣列RAID技術，能夠將有效數據和校驗數據均勻分布在多個硬盤中并加入校驗數據，當有硬盤損壞時，通過校驗數據恢復損壞硬盤申的數據。在恢復過程中，不影響系統的服務。同時，RAID系統可以大幅度提高磁盤數據1/0(input/outpu志；輸入輸出)的性能。通過配置并使用RAID系統，可以最大限度地減少由于硬件損壞造成的系統故障和數據丟失。
參考文獻：
[1]基于網絡RAID結構的IP存儲廣域網性能研究/崔寶江著。
論文摘要:近年來,隨著鐵路事業的跨越式發展,對機車信號設備顯示的準確性和工作的可靠性提出了更高的要求,機車信號正朝著主體化的方向發展。但是,由于機車信號的工作環境是十分惡劣的,機車信號的應該更多地考慮容錯技術。
1概述
隨著既有線提速和高速鐵路和客運專線的建設,列車運行速度越來越高,對機車信號的要求也越來越高,機車信號的地位也不斷提高。鐵路新《技規》明確規定:“作為行車憑證的機車信號為主體機車信號,是由車載信號和地面信號設備共同構成的系統,必須符合故障導向安全原則,車載設備應具有運行數據記錄的功能;地面信號設備應能提供正確信息。”主體化機車信號就是能夠滿足主體機車信號要求的機車信號系統。主體機車信號將徹底改變以往機車信號只能作為輔助信號,簡單地復示地面信號機顯示的地位。
2主體機車信號的組成與功能
主體化機車信號是一個系統工程,是由車載設備(機車信號)和傳輸通道(軌道電路)構成的一個完整的系統。傳輸通道(軌道電路)保證傳遞信息的準確性、連續性、唯一性;保證傳遞功率的可靠性,為接收設備創造良好的接收環境。車載保證譯碼的正確性,在惡劣環境下工作的高可靠性,各種信息的記錄分析功能,以及故障導向安全的性能。
3主體機車信號安全冗余系統
原先的機車信號一般是作為行車的輔助信號使用的。隨著我國鐵路的跨越式發展,列車運行速度的提高,機車信號已經不再作為簡單的輔助信號,而逐漸發展成為控指揮列車運行的主體信號。但是由于機車信號的工作環境十分惡劣,為了保證機車信號的安全性、可靠性,我國目前使用主體機車信號系統應用了多項容錯冗余技術。
3.1雙套主機板熱備冗余結構
為了保證系統工作的安全性、可靠性,機車信號的主機板采用了雙套熱備工作方式的冗余結構。
3.2DSP二取二容錯安全結構
每一個仲裁微處理器對兩路譯碼輸出結果按照仲裁原則進行碼型判決,兩路仲裁微處理器通過串口對各自仲裁的結果進行比較,當結果一致時,控制輸出。如輸出結果確實不一致,則禁止輸出,并立即退出工作狀態。此時認定這一塊主機板發生故障,主機切換到熱備板工作輸出。
3.3具有自檢測功能的雙套傳感器
機車信號線圈安裝在機車的走行部位,受損壞的幾率很高,所以對傳感器的冗余設計十分必要。
每只傳感器都有2套主繞組和1套副繞組(檢測線圈)。左、右兩端I線圈串聯使用,作為I路隔離放大的輸入;左、右兩端II線圈串聯使用,作為II路隔離放大的輸入。左,右兩端III線圈串聯作為自檢測信號互感線圈。在主機運行過程中,控制CPU不間斷的發出自檢測信號,通過傳感器本身的磁棒感應到2套主繞組,每套主繞組均接收軌道電路信號和自檢測信號,各自與主機的DSP子系統構成獨立的數據分析系統。
兩套主CPU板在解碼時首先從疊加的信號中分離出自檢測信號和軌道電路信號,當檢測到正確的自檢測信號時,表明I、II路線圈工作正常,分析CPU板使用I路軌道電路信號作為輸入。一旦I路自檢測信號不存在,說明該路線圈故障,分析CPU板即實施不間斷熱切換,選擇II路的軌道電路信號作為輸入,同時給出故障信息,以備查詢、修復。
如果由于自檢測線圈自身的故障或自檢測信號因故未發送出,那么3個分析CPU板在未檢測到自檢測信號的情況下,對各自A/D轉換器的兩個通道的采樣信號進行分析判別,如果兩路信號都滿足要求,任選其中一路作為輸入信號;若其中一路因故障無信號輸入或信號特性不滿足要求,則分析CPU會選擇特性好的進行運算分析,從而確保了系統的可靠性與安全性。
4結束語
主體化機車信號系統還應用了一些其他的新技術,如多種的總線技術、新型顯示器、新型電源等。正是由于這些新技術的應用,實現了具有高可靠性和高安全性的主體化機車信號,才使得機車信號成為主體化信號成為了可能。
參考文獻:
[1]傅彧,王小明,徐曄,等.微計算機信息.DSP在機車信號處理中的應用.2005.
[2]文小偉.中國西部科技.高速鐵路實現機車信號主體化的解決方案.2005.
