4.4.2. Способы структурного резервирования

По способу подключения резервных элементов и устройств различают следующие способы резервирования (рис. 4.4.1).

Резервирование раздельное (поэлементное) с постоянным включением ре­зервных элементов (рис. 4.4.2).

Такое резервирование возможно тогда, когда подключение резервного элемента несущественно изменяет рабочий режим устройства. Достоинство его — постоянная готовность резервного элемента, отсутствие затраты вре­мени на переключение. Недостаток — резервный элемент расходует свой ресурс так же, как основной элемент.

Резервирование раздельное с замещением отказавшего элемента одним резервным элементом (рис. 4.4.3). Это такой способ резервирования, при котором резервируются отдельные элементы объекта или их группы.

В этом случае резервный элемент находится в разной степени готовно­сти к замене основного элемента. Достоинство этого способа в том, что

152

Г ЛАВА 4

_л

Общее

_I

С целой кратностью

_i

Постоянное

Резервирование

₁

Раздельное

Сдробной кратностью

Замещением

Резерв нагруженный

Резерв облегченный

Резерв ненагруженный

Рис. 4.4.1. Способы структурного резервирования

>k >к

>к д

Рис. 4.4.2. Резервирование

раздельное с постоянным

включением резервных элементов

резервный элемент сохраняет свой рабочий ресурс, либо может быть использован для выполнения само­стоятельной задачи. Рабочий режим основного устройства не искажает­ся. Недостаток способа в том, что необходимость затрачивать время на подключение резервного элемен­та. Резервных элементов может быть меньше, чем основных.

_{^ ^ ^ ft}

Рис. 4.4.3. Резервирование

раздельное с замещением

отказавшего элемента

Отношение числа резервных элементов к числу резервируемых называется кратностью резервиро­вания — m. При резервировании с целой кратностью величина m есть целое число, при резервировании с дробной кратностью величина m

есть дробное несокращаемое число. Например, m = 4/2 означает наличие ре­зервирования с дробной кратностью, при котором число резервных элемен­тов равно четырем, число основных — двум, а общее число элементов равно шести. Сокращать дробь нельзя, так как если m = 4/2 = 2/1, то это означает, что имеет место резервирование с целой кратностью, при котором число ре­зервных элементов равно двум, а общее число элементов равно трем.

При включении резерва по способу замещения резервные элементы до момента включения в работу могут находиться в трех состояниях:

• нагруженном резерве;

• облегченном резерве;

• ненагруженном резерве.

153

Г ЛАВА 4

Нагруженный резерв — резервный элемент, находящийся в том же режи­ме, что и основной.

Облегченный резерв — резервный элемент, находящийся в менее нагру­женном режиме, чем основной.

Ненагруженный резерв — резервный элемент, практически не несущий нагрузок.

Резервирование общее с постоянным подключением, либо с замещением

_tl

_it

Рис. 4.4.4. Резервирование общее

(рис. 4.4.4). В этом случае резервируется объект в целом, а в качестве резер­вного — используется аналогичное сложное устройство. Этот способ ме­нее экономен, чем раздельное резервирование. При отказе, напри­мер, первого основного элемента возникает необходимость подклю­чать всю технологическую резерв­ную цепочку_.

Резервирование мажоритарное («голосование» n из m элементов)

(рис. 4.4.5). Этот способ основан на применении дополнительного элемен­та — его называют мажоритарный, или логический, или кворум-элемент. Он позволяет вести сравнение сигналов, поступающих от элементов, вы­полняющих одну и ту же функцию. Если результаты совпадают, тогда они передаются на выход устройства. На рис. 4.4.5 изображено резервирование по принципу голосования «два из трех», т. е. любые два совпадающих резу­льтата из трех считаются истинными и проходят на выход устройства. Мож­но применять соотношения три из пяти и др. Главное достоинство этого способа — обеспечение повышения надежности при любых видах отказов работающих элементов. Любой вид одиночного отказа элемента не окажет влияния на выходной результат.

154

1 ^					V	И	W	ИЛИ
							1-2 2-3
2
	>					и			1 • 2 или 2 • 3 или 1 • 3
					—>►		1-3		г
3	L>					и
					г		^

Рис. 4.4.5. Резервирование мажоритарное