文档介绍：: .
罗克韦尔的三层网执行繁杂的判断决策程序，
实现了系统的无扰切换。
4 系统冗余性能优化
针对系统冗余性能的优化，不仅限于减少系统的切换
时间，而且由于冗余器件的介入，系统可靠性得到提
高，但一些相关的性能却有所降低。在第 3 节中已经
谈到，冗余系统的处理器相对于非冗余系统的处理器
在一个工作周期内多了一项任务：将所有输出指令的
结果传送给从控制器，因而增加了程序扫描周期。因
冗余系统数据交换量不同，所增加的扫描周期时间也
有所不同。因此，对于系统冗余性能的优化主要有两
个方面：降低冗余系统对程序扫描周期的影响和减少
系统切换时间。
降低冗余系统对程序扫描周期的影响
由第 3 节的分析所知，在不该变原有程序结构的情况下，只有减少主、从处理器之间的数据交换量才能减
少冗余系统对程序扫描周期的影响。ControlLogix 主
处理器每次向从处理器发送的同步数据包大小固定，
均为 256 字节。因此，可以通过充分利用每个数据包
来达到减少数据包交换次数的目的。ControlLogix 控
制器采用基于标记的寻址方式，数据结构比较灵活，
用户在程序中可以使用数组或者自定义结构数据。这
样，数据的传输可以大大被压缩，而且由于用户可以
将某一控制对象一系列相关数据集成在一个自定义结
构数据中，使得原来分散的数据可以被集中起来进行
传输，充分利用了每个数据包，从而在传送相同信息
时，所使用的数据包较分散的数据传输所使用的数据
包少，节省了数据传输时间，减少了程序扫描周期。
由于在 ControlLogix 主处理器中所有指令的执行结
果都要同时被写入从处理器，因此减少一些不必要和
无意义的指令执行也有助于减少程序扫描周期。如 OT
L、OTU（输出锁定/解锁）以及其它一些指令常常在梯
级条件为“真”的情况下反复执行，还有比如 ADD（加
法）指令，虽然两个相加的数都没变，结果也没变，
但是主处理器每次执行这个指令时都会将结果写入从
处理器。因此，可以通过比避免那些无意义的数据更
新来减少程序扫描周期。减少系统切换时间
在 ControlLogix 冗余系统中，系统切换时间受到 Con
trolNet 控制网 NUT（网络更新时间）的制约。当用户
完成了对 ControlNet 控制网的配置之后，NUT 时间便
被确定下来，从而就可以估算系统的切换时间，如表
1 所示。
错误原因类型 NUT 时间冗余系统切换时间(ms)
模块掉电 ≤6ms 60
≥7ms 5NUT+Max {2NUT, 30}
CNB 模块与其它模块出现通讯故障 14NUT+ Ma
x {2NUT, 30}+50
表 1 冗余系统切换时间估算
为了确保在系统切换时不至于造成输出数据的突变，
对 NUT 有一定的限制。通常情况下，如果冗余系统机
架中只有一个或者多个同一网络内的控制网通讯模
块，其 NUT 不得大于 90ms；如果有多个在不同网络内
的控制网通讯模块，其最小 NUT 网络和最大 NUT 网络
之间要满足一定的约束关系，如表 2 所示。
最小 NUT 网络的 NUT 值(ms) 2 7 14 …90
最大 NUT 网络的 NUT 值必须小于或等于以下值(ms) 1
5 15 39 …90
表 2 不同网络之间 NUT 的约束关系由于在切换过程中，主、从处理器框架内的控制网通
讯模块之间要交换对 I/O 的控制权。由于在切换过程
中，通讯模块自身的处理器占用率有 8%左右的攀升，
为了确保该通讯模块有足够的处理能力完成切换，应
确保该模块在正常工作时的处理器占用率低于 75%。
为了做到这一点，可以采用以下几点减少通讯模块的
处理器占用率：1、在控制系统允许的情况下，适当增
加 NUT 值；2、增加通讯连接的 RPI（请求数据包间隔）
值；3、减少通过该模块的通讯连接（如采用机架优化
方式）；4、减少