冗余其實是一個很寬泛的技術(shù)概念，而不是大家理解中的技術(shù)方法，冗余原始概念是重復(fù)配置系統(tǒng)的一些部件,當系統(tǒng)發(fā)生故障時,冗余配置的部件介入并承擔故障部件的工作,由此減少系統(tǒng)的故障時間。冗余按類型分為主動和被動形式，所謂主動和被動主要是主從切換的能動性上來分析，主動冗余是可以主動切換，就是可以隨時自行切換;被動冗余是指當正在運行的變頻器組件壞掉或者不正常的時候才會切換到備用組件，其中也包括用戶手動或者用戶程序切換方式，按照功能來分又分成Hot standby、Warm standby 和 Cold standby。
1、Cold standby
冷備用，其實說白了就是backup，他是通過備份所有正常運行的組件放在一旁或者倉庫里，等運行的組件壞了以后更換新的組件來完成系統(tǒng)的正常運行，這個冗余時間和更換時間息息相關(guān)。這種冷備用方式很少去關(guān)注響應(yīng)時間，并且需要運維人員干預(yù)操作。舉個例子，一套PLC運行系統(tǒng)，在做備件時做了完全的配置備件，當PLC控制柜系統(tǒng)在運行時因為夜晚雷電發(fā)現(xiàn)有一塊AI卡件燒毀了，運維人員馬上把系統(tǒng)斷電，然后更換卡件，在上電運行，這就是一個完整的cold standby的過程，至于其中耽誤的時間，只能視運維人員的對系統(tǒng)的熟練程度而定并且必須被動接受。
2、Warm standby
溫備用，是兩套完全一樣的配置組件，一個正常運行被視為主，另一個帶機并不運行備用被視為從，每隔一段時間，主從的內(nèi)容相互交換一次，當運行組件出現(xiàn)故障，備用組件才會運行承擔工作。舉個例子，西門子的300軟冗余系統(tǒng)，兩臺微處理器的冗余方式就是溫備，主處理器控制系統(tǒng)的輸入和輸出(I / O)，而備用處理器上電和主處理器停止控制過程中的等待時間。當發(fā)生這種情況，備用處理器承擔的I / O控制，并采取指定的主處理器，處理器允許脫機成為次要處理器，并可以在不犧牲過程控制維護。
在正常操作中，主處理器提供定期更新的備用處理器。這些更新通常發(fā)生在每個程序掃描結(jié)束，并可能在任何時間只涉及了部分數(shù)據(jù)。因此，當轉(zhuǎn)換發(fā)生時，備用處理器可以工作過的數(shù)據(jù)不完整，因為它可能會采取一些備用處理器程序掃描追上來這里的主要是前轉(zhuǎn)換。這可能有助于在轉(zhuǎn)換過程中顛簸。
從硬件的角度來看，溫，熱冗余系統(tǒng)幾乎相同，所以很容易混淆。
3、Hot standby
熱備用，是兩套完全一樣的組件，全部都是上電并運行的狀態(tài)，兩個組件同時進行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和計算，只是主組件擔任輸出控制任務(wù)，兩個組件實時交互，當主從切換的時候必須完成無擾動切換。而且熱備組件系統(tǒng)是隨時切換同時檢測組件狀態(tài)并報告。
熱備系統(tǒng)即使在一瞬間也不能讓系統(tǒng)go down，當主從切換的時候，需要完成系統(tǒng)通訊消息和數(shù)據(jù)更新以及堆棧的同步，從而苛刻實現(xiàn)程序執(zhí)行的速度和堆棧段內(nèi)容都是一致的，為了確保熱備系統(tǒng)的操作正確性，全部數(shù)據(jù)需要實時主從交互，其交互方法有兩種，第一種就是常規(guī)的掃描和傳輸方法，這種技術(shù)早期被施耐德的PLC廣泛使用，首先先是在程序掃描結(jié)束后傳輸所改變的內(nèi)容，首先程序掃描時間是程序執(zhí)行和傳輸?shù)臅r間組合，這也就是PLC的執(zhí)行周期為什么有時間周期定義之說了，這樣就不是每次把PLC內(nèi)全部程序進行交互，減少同步任務(wù)復(fù)合，但當從plc內(nèi)沒有程序的時候，主plc會把全部內(nèi)容同步過去，但這個過程只是上電或者首次運行時候做一次比較。這種熱備方式是一種經(jīng)典和準確的熱備方法，并且這種方法延續(xù)至今。
第二種方法就是異步傳輸方法，在異步傳輸，主系統(tǒng)中在其電路有兩個獨立的微處理器。第一個微處理器執(zhí)行程序。在執(zhí)行結(jié)束，所有數(shù)據(jù)被傳遞給第二個微處理器。這第二個微處理器處理所有的傳輸任務(wù)，而第一個微處理器執(zhí)行下一個程序掃描。因此，一個微處理器是執(zhí)行，而另一種是傳輸?shù)絺溆锰幚砥鞯臄?shù)據(jù)。 由于這種從主處理器輔助處理器的數(shù)據(jù)傳輸是異步的程序掃描，它隨時的數(shù)據(jù)傳輸，而不會影響程序執(zhí)行和系統(tǒng)負荷。這種熱備異步傳輸?shù)姆绞绞茿B的Contrologix一項技術(shù)，他的冗余配置中主從系統(tǒng)各有三個CPU，第一個就是執(zhí)行程序的CPU，第二個就是起到數(shù)據(jù)總線的背板CPU，第三個就是同步模塊RM的CPU，所以他的任務(wù)被分配在多個CPU當中。
最后還是要說一下，其實大家理解中的冗余技術(shù)其實就是熱備的方法，因為傳統(tǒng)DCS進入大家視野比較早，DCS廠家把冗余概念做到了極致，它把兩套物理硬件在邏輯上封裝成為一個獨立體，所以造成很多技術(shù)人員認為只有物理上兩個組件但在邏輯上是一個組件被稱為冗余，邏輯上是兩個組件的叫做熱備。
