计算机控制系统可靠性设计方案分析

赵义武 郭梦涵 杨天远

摘要：控制系统是计算机的核心部分，系统运行的可靠性和安全关系到计算机运行效率，因此加强研究计算机系统的可靠性，发挥很大的意义。本文主要了计算机系统的可靠性因素，提出计算机控制系统可靠性设计方案，主要为了提升计算机控制系统的可靠性。

关键词：计算机；控制系统；可靠性；设计方案

计算机控制系统是工程项目当中重要的部分，在具体工程项目当中，计算机控制系统关系到一起运转的安全性和稳定性。当前在日常生活和生产过程中，开始广泛利用计算机控制系统，这样可能会影响到计算机控制系统的可靠性，这就需要保障计算机控制系统的可靠性。

1分析计算机控制系统的可靠性设计

1.1系统输入的可靠性设计。计算机控制系统输入和输出之间的联系非常密切，如果输入出现错误，就会导致输出结果的错误。因此需要合理选择传感器，保证传感器的可靠性和适合性。如果传感器是模拟的，就要保证输入的放大电路为绝对值放大电路设计，同时在输入接口电路当中需要设置输入保护，此外需要对于输入信号实施滤波处理，避免因为信号太大损坏接口。如果控制对象比较关键，那么就要对于传感器发生的故障给予深入的分析，例如当传感器发生了故障之后，那么就要按照实际情况，针对输入信号的实际情况及时采取超限报警。

1.2系统输出的可靠性设计。计算机控制系统输出可靠性涵盖范围比较大，分别包括输出执行器可靠性和输出传输线可靠性等。计算机输出控制信号，需要利用数据锁存器进行锁存，利用执行器进行具体执行。数据锁存器运转速度非常快，此外外界因素的干扰很容易就会损坏锁存内容，导致操作错误。

1.3分析诊断技术。计算机控制系统的诊断指的就是检测，通过诊断可以判断被检的信号，保证计算机控制系统的正常性，快速确定系统故障的具体位置，可以利用事故现象和系统故障对应关系，有效的确定计算机控制系统当中的故障，使系统修复的时间得到有效的降低，此外可以使计算机控制系统的可靠性得到提高。

2计算机控制系统可靠性设计方案

2.1冗余设计和容错设计。冗余技术包括工作方面的冗余和后备方面的冗余。工作冗余指的就是多次重复配置设备，在工作过程中，如果一台设备出现问题，那么这台设备就会脱离系统，但是不会影响到系统。后备方面的冗余指的就是设置两台设备，一台设备负责工作，另一台设备负责备用，负责工作的设备出现故障，那么就会立即利用后备冗余设备。表决系统和备用系统等是比较常见的冗余系统，其中并联系统是最简单的冗余设计。如果系统针对某个部分提出较高的可靠性要求，但是利用当前的技术方法无法满足上述要求，那么就要利用冗余设计。

容错技术指的就是确定了发生的故障之后，可以保障系统工作的正常性。为了保证系统供电容错能力，通常都是在故障发生的单元当中设置冗余设计，发生了故障之后，冗余单位可以保证系统工作的正常性。单元发生故障，就要实现自我修复，完成修复工作之后就会实现单元冗余单元，使系统可靠性得到增强，可以同时利用容错技术和冗余技术。

2.2诊断技术。诊断技术也是一种检测技术，通过诊断可以判断信号的正常性，或者判断信号是否在系统可以接受的范围中。结合系统征兆，诊断技术可以判断系统发生的故障，这样就可以快速定位整个系统的故障，不仅可以缩短系统修复实践，同时可以提高系统的可靠性。在设计方案的过程中，需要全面考虑外界影响因素，设置监视跟踪定时器确定程序的运行状态。设定的定时器时间通常都大于循环周期时间。程序在正常运行过程中，那么定时器就不会发生定时终端的问题。如果程序出现失常的问题，主要是因为定时器的刷新没有按照固定的时间，出现定时中断的问题，可以利用定时中断程序，修复被破坏的程序。

2.3软件、硬件可靠性设计。软件容错策略：系统系统在错误的情况，利用容错能力开实现正常工作，处理出现的错误，使系统的可靠性得到提升。软件编程规范：软件编程规范包括六个部分，例如自检程序和指令冗杂法以及软件陷阱等，要想使软件编程的可靠性得到提高，组合和完善这些技术，就可以在根本上提高软件的可靠性。

在當前的控制系统中已经开始广泛利用硬件的冗余容错设计方案，结合硬件工作特点，可以分成电路级冗余和静态冗余等。设计电路级冗余容错，首先需要设计关键电路当中的二极管和三极管等，经过这种冗余设计，如果其中某个模块发生问题，那么就可以利用容许电路代替坏掉的模块。混合冗余容错设计方案可以有机的结合静态冗余容错和动态冗余容错系统，这样可以实现预定的设计目标，利用这种方案开提高计算机控制系统的可靠性。

结束语：通过以上综合的论述，计算机控制系统具有非常广泛的应用领域，因为计算机控制系统具有功能性和广泛性等特征，对于系统可靠性提出较高的要求。增强计算机系统可靠性，可以促进未来计算机事业的发展，这样可以促进未来计算机控制系统技术的发展。