În opțiunile de redundanță „la rece”, echipamentul redundant este în starea oprit și pornește numai atunci când redundantul este conectat la lucru. Până când echipamentul de așteptare este pornit, resursa acestuia nu este consumată, iar redundanța „la rece” oferă cel mai mare FBR.

Dezavantajul redundanței la rece este că pornirea echipamentului de rezervă durează ceva timp, timp în care sistemul nu este controlat sau inoperant. La acest interval de punere în funcțiune a echipamentului de așteptare „rece”, sursele de alimentare intră în modul, echipamentul este testat, încălzit. Informațiile necesare sunt încărcate în el.

În cazul redundanței „fierbinte”, toate elementele de rezervă ale computerului sunt pornite și sunt gata să înceapă să funcționeze imediat după comandă. Acest lucru poate oferi timpi de trecere mai rapid. Cu toate acestea, resursa echipamentului „fierbinte” în standby pornit este consumată, iar FBG realizabil în această metodă este mai mică decât în ​​cazul redundanței „la rece”. Timpul de trecere la rezervă este un parametru important, iar valorile sale acceptabile sunt determinate de o sarcină specifică a aplicației.

Pentru un sistem de substituție redundant cu rezervă la rece, WBR este egal cu:

Această aproximare este valabilă pentru FBG. Utilizarea dublării cu înlocuire la rece în exemplul nostru de computer digital de 100 LSI-uri cu

pentru fiecare UBR pentru un an de funcționare continuă va fi egal cu

Rdub.x \u003d 1 - 0,01 \u003d 0,99. În loc de 0,9 pentru un sistem neredundant.

Astfel, o simplă duplicare a computerului digital aduce valoarea WBG a acestuia în cadrul dorit.

Pentru un sistem cu triplu înlocuire cu rezervă la rece, WBR este egal cu:

Ptr.x.= 0,995

Pentru un sistem de substituție redundant cu un standby la cald, WBR este egal cu:

Și pentru exemplul nostru, computerul digital va avea valoarea VBR

Rdb.g.= 0,99

Pentru un sistem cu triplu înlocuire cu standby la cald, WBR este egal cu:

Graficul arată modificările P(t) pentru trei cazuri:

1) sistem neredundant

2) sistem redundant cu rezerva la rece

3) sistem redundant cu standby la cald

Redundanță la cald prin triplare cu organe de restaurare (cu elemente majoritare).

Această metodă implementează un hot standby cu recuperarea informațiilor asupra membrilor majoritari cu vot majoritar.

Elementul majoritar este un dispozitiv logic care operează pe majoritate. Dacă are 011,110,101,111 la intrare, atunci are 1 la ieșire. Dacă intrarea sa este 001.010.100.000, atunci ieșirea sa este 0.

Elementul majoritar (ME) rezolvă simultan problema detectării defecțiunilor - ieșirea unuia dintre elemente diferă de celelalte două și conexiunea backup-ului. În cazul unei conexiuni în serie a unor astfel de triple majorate de elemente, informațiile sunt restabilite în toate elementele după cel eșuat.

Sistemul este operațional atunci când fie toate canalele sunt operaționale, fie două dintre oricare trei canale (există trei astfel de combinații) sunt operaționale.

Aici P1 este FBG al fiecărui canal al sistemului triplu.

Această schemă este bună nu din cauza FBR-ului său ridicat (FBR pentru sistemele cu redundanță la rece și la cald este mai mare), ci pentru că funcțiile de control și conectare a rezervei sunt efectuate simultan și automat la nivelul ME. Controlul majoritar specializat trece bit cu bit asupra rezultatului fiecărei operațiuni a mașinii. Aici, ME în sine nu sunt redundante, iar acesta este un dezavantaj al schemei aplicate.

În calculatoarele digitale redundante conform schemei de triplare cu organe majoritare, sunt supuse majorizării toate cifrele (bit cu cifră) ale numărului transmis prin magistrala de date, numărul selectat din memorie sau scris în memorie etc. Conform exemplului nostru de VBR, contează un computer digital cu un singur corp majoritar după registrul de ieșire. Ptr.mf = 0,972

În opțiunile de redundanță „la rece”, echipamentul redundant este în starea oprit și pornește numai atunci când redundantul este conectat la lucru. Până când echipamentul de așteptare este pornit, resursa acestuia nu este consumată, iar redundanța „la rece” oferă cel mai mare FBR.

Dezavantajul redundanței la rece este că pornirea echipamentului de rezervă durează ceva timp, timp în care sistemul nu este controlat sau inoperant. La acest interval de punere în funcțiune a echipamentului de așteptare „rece”, sursele de alimentare intră în modul, echipamentul este testat, încălzit. Informațiile necesare sunt încărcate în el.

În cazul unui standby „fierbinte”, toate elementele standby sunt pornite și gata să intre în funcțiune imediat după comandă. Acest lucru poate oferi timpi de trecere mai rapid. Cu toate acestea, resursa echipamentului „fierbinte” în standby pornit este consumată, iar FBG realizabil în această metodă este mai mică decât în ​​cazul redundanței „la rece”. Timpul de trecere la rezervă este un parametru important, iar valorile sale acceptabile sunt determinate de o sarcină specifică a aplicației.

Pentru un sistem de substituție redundant cu rezervă la rece, WBR este egal cu:

Această aproximare este valabilă pentru FBG. Pentru un sistem cu triplu înlocuire cu rezervă la rece, WBR este egal cu:

Pentru un sistem de substituție redundant cu un standby la cald, WBR este egal cu:

Pentru un sistem cu triplu înlocuire cu standby la cald, WBR este egal cu:

Graficul arată modificările P(t) pentru trei cazuri:

1) sistem neredundant

2) sistem redundant cu rezerva la rece

3) sistem redundant cu standby la cald

Modificarea WBR este prezentată în timp relativ. Acest lucru este convenabil, deoarece graficele sunt valabile pentru orice . Iată rata de eșec a sistemului

Pentru circuitul de fiabilitate serial.

Rata de eșec a elementelor care alcătuiesc sistemul.

Clienții care cumpără Asigurare software pentru produsele server Microsoft, primiți o licență suplimentară de utilizare gratuită server de rezervă la receîn scopuri de recuperare în caz de dezastru în caz de eșec. este un server care era oprit înainte de producerea accidentului. Nu puteți utiliza acest server pentru a rula aplicații sau servicii de rețea.

Beneficii pentru client

• Reduceți riscul și timpul de nefuncționare în situații neașteptate.
• Economii la numărul de licențe la rezervare.

Activarea și Utilizarea Beneficiului

• Activarea nu este necesară.
• Instalare de pe același suport ca și software-ul serverului.

Condiții

Acest beneficiu este disponibil pentru clienții cu valabilitate Asigurare software achiziționate pentru produse server Microsoftși pentru licențe de acces client server. Utilizarea software-ului server este supusă următorilor termeni:

• Serverul de așteptare la rece trebuie să fie întotdeauna în starea oprit și poate fi pornit numai:

1. în scopuri limitate de testare și management al actualizării;
2. în caz de accident.

• Copiile software de recuperare în caz de dezastru nu pot fi instalate pe un server din același cluster cu un server de aplicații.
• În cazul unui accident, software-ul poate fi utilizat simultan atât pe serverul de așteptare, cât și pe serverul principal doar pentru timpul necesar restabilirii serverului principal. După restaurarea serverului principal, serverul de așteptare la rece trebuie oprit.
• Gratuit licențe de server recuperarea în caz de dezastru sunt temporare și vor expira la sfârșitul perioadei de valabilitate Asigurare software pentru serverul respectiv, sau licențe client. În cazul rezilierii Asigurare software trebuie să eliminați orice copii ale software-ului instalat sub o licență de recuperare în caz de dezastru.

Versiunea, ediția și tipul produsului server care este utilizat în scopuri de recuperare în caz de dezastru trebuie să corespundă licenței principale pentru produsul server (de exemplu, dacă dreptul Asigurare software cumparat pentru Microsoft SQL Server 2000 Standard per licențe de procesor, o licență gratuită pentru server de așteptare la rece va de asemenea Microsoft SQL Server 2000 Standard per licență de procesor).

• Licențe Software Assurance trebuie achiziționat atât pentru produsul server, cât și pentru toate client CAL-uri(daca este aplicabil). Acțiune licențe de server de așteptare la rece expiră la expirare Asigurare software.
• Acest beneficiu nu necesită activare pe site MVLS. Pentru fiecare licență de server cu curentul Asigurare software clientul este autorizat să instaleze o copie a acestui software pe server de așteptare la rece.
• Numărul de licențe de recuperare în caz de dezastru furnizate clientului corespunde numărului de licențe achiziționate Licențe Software Assurance.
• Clienții pot instala software-ul de pe mediile furnizate de programe de licențiere în volum.
• Utilizarea oricărui software licențe de server de așteptare la rece sub rezerva drepturilor de utilizare a produsului și condițiilor de beneficii aplicabile.
• Licențe și Software Assurance achiziționate pentru software-ul server și aferente licențe client, precum și informațiile conținute în Lista de produse cu licență de volum, va fi o confirmare a drepturilor clientului de a utiliza software-ul server pentru licențe de rezervă la rece.

Fiabilitate crescută prin redundanță hardware

Redundanța este una dintre cele mai comune și cardinale modalități de a crește fiabilitatea și capacitatea de supraviețuire a sistemelor de calcul. Cu toate acestea, redundanța vine la prețul unei creșteri semnificative a dimensiunii, greutății și consumului de energie.

De asemenea, este dificilă verificarea echipamentului și întreținerea acestuia. Deoarece numărul defecțiunilor crește din cauza creșterii numărului de echipamente. Redundanța reduce sarcina utilă a echipamentului și crește costul acestuia.

Principalul parametru al rezervării este multiplicitatea rezervării. Acesta este raportul dintre numărul de dispozitive de așteptare și numărul de dispozitive de lucru (primare). Raportul de redundanță este limitat de limite stricte privind masa, dimensiunile și consumul de energie al BTsVS.

Faceți distincția între rezervarea generală și rezervarea separată. Redundanța computerului de bord în ansamblu este o redundanță generală. În acest caz, computerele de bord principale și de rezervă funcționează în paralel.

Cu redundanță separată, computerul de bord este împărțit în subsisteme separate, fiecare dintre ele sau unele dintre ele fiind copiate separat. Când utilizați redundanța divizată, se pot distinge mai multe niveluri de redundanță:

1. Redundanță la niveluri de detaliu

2. Redundanță la nivel de articol

3. Redundanță la nivel de dispozitiv.

În prezent, cea mai comună redundanță separată este redundanța la nivel de dispozitiv (RAM, procesor, hard disk-uri etc.), deoarece computerele moderne de bord au un design modular, iar redundanța la nivel de modul crește semnificativ mentenabilitatea.

În funcție de metoda de pornire a elementului de rezervă sau a computerului de bord, se disting redundanța la cald și la rece.

În standby, elementele redundante funcționează în aceleași condiții ca și elementele principale și își îndeplinesc toate funcțiile. În același timp, consumul de energie crește, iar întreținerea devine mai complicată, deoarece este necesar să se identifice elementele defecte și să le înlocuiască în timp util.

Cu redundanță la rece, elementele redundante nu funcționează sau funcționează în condiții de lumină. În acest caz, elementul de rezervă este pus în funcțiune numai în cazul defecțiunii elementului principal. Redundanța la rece consumă mai puțină energie, este mai ușor de întreținut, iar elementele redundante nu își consumă resursa. Cu toate acestea, în cazul redundanței la rece, trebuie utilizate întrerupătoare speciale pentru a permite elementului redundant să intre în funcțiune. Includerea elementelor de rezervă poate avea loc atât manual, cât și automat.

Redundanța la rece este utilizată doar la nivelul elementelor mari sau a computerelor de bord întregi folosind diverse metode de detectare a defecțiunilor.

Hot standby poate fi aplicat la niveluri mai profunde folosind redundanța bazată pe logica de vot.

În echipamentele reale, standby-ul la rece și la cald sunt de obicei folosite în diferite combinații.

Să luăm în considerare diferite moduri de rezervare:

1. Rezervare bazată pe logica majoritară.

Acest tip de redundanță este utilizat pentru piese de schimb fierbinți ale elementelor sau computere de bord întregi. Semnalele de ieșire de la elementul principal și toate elementele de rezervă sunt convertite într-un singur semnal la elementul majoritar. În acest caz, toate semnalele sunt comparate, iar cel care se potrivește de mai multe ori (2 din 3, 3 din 5 și așa mai departe) este considerat corect.

Avantajele logicii de redundanță majoritară:

2. Nu este nevoie să găsiți un element defect și să treceți la unul de rezervă.

3. Toate defecțiunile sunt suprimate.

Defecte:

1. Crește semnificativ volumul, greutatea și consumul de energie al echipamentului.

2. Performanță scăzută, deoarece elementele majoritare sunt incluse în serie cu elementele principale ale sistemului de calcul.

3. Nu există nicio indicație de dispozitive defectuoase, ceea ce reduce mentenabilitatea.

4. Sistemul eșuează atunci când există încă elemente deservibile, deoarece elementul majoritar nu poate lua deciziile corecte dacă există mai multe elemente defectate decât cele care pot fi reparate.

La acest tip de redundanță, după fiecare element redundant, există un detector de erori care fixează discrepanța dintre rezultatele funcționării elementului principal și de rezervă. Dacă este detectată o nepotrivire, se lansează un program de diagnosticare care determină ce unitate anume a eșuat și o exclude din funcționare până când eroarea este eliminată.

Schematic, un astfel de circuit de comutare arată astfel:

Aici, Ao și Ap constituie primul bloc al sistemului de calcul, Ao fiind elementul principal și Ap fiind backup-ul. Ambele elemente, cu excepția cazului în care unul dintre ele este defect, au aceleași ieșiri.

In și Vp - alcătuiesc al doilea bloc. Ieșirile acestor elemente sunt, de asemenea, identice.

Semnalele de la elementele principale și de rezervă sunt combinate folosind elementul logic „sau”, astfel încât, atunci când un element defect este exclus de la funcționare, semnalul încă pătrunde pe ambele canale.

În mod similar, puteți aplica redundanță pentru trei, patru și așa mai departe elemente. Acest lucru crește probabilitatea de funcționare fără defecțiuni, cu toate acestea, crește semnificativ consumul de energie, dimensiunile, greutatea, complică structura sistemului informatic și programarea acestuia.

Beneficiile redundanței redundante cu detectarea defecțiunilor:

1. Crește semnificativ probabilitatea de funcționare fără probleme a sistemului de calcul.

2. Mai puține elemente redundante decât cu logica redundanței de vot.

3. Mentenabilitatea este crescută, deoarece se știe exact ce element a eșuat

4. Detectorul de erori nu afectează fluxurile de informații și nu reduce performanța sistemului de calcul, deoarece este conectat în paralel față de dispozitivele verificate.

Defecte:

1. Dacă este detectată o eroare, este necesar să întrerupeți funcționarea software-ului principal pentru a detecta elementul defect și a-l exclude de la lucru.

2. Software-ul devine mai complex, deoarece este necesar un program special pentru detectarea elementelor defecte.

3. Sistemul nu poate detecta o eroare dacă atât elementul principal, cât și elementul de rezervă eșuează.

3. Redundanță bazată pe degradarea treptată a sistemului de calcul.

În acest caz, dacă toate elementele sistemului de calcul sunt în stare bună, ele funcționează pe deplin și fiecare element își îndeplinește funcția. Cu toate acestea, de îndată ce cel puțin un element eșuează, este lansat imediat un program de diagnosticare, care determină ce element a eșuat și îl exclude de la funcționare. În același timp, funcțiile care au fost îndeplinite de elementul eșuat sunt redistribuite între elementele de lucru cu păstrarea întregii funcționalități, prin reducerea cantității de informații în curs de prelucrare sau prin reducerea funcționalității menținând cantitatea de informații procesate.

Deoarece sistemele de calcul la bord sunt proiectate pentru sarcina maximă, ceea ce apare destul de rar, această metodă de redundanță crește semnificativ fiabilitatea, fără costuri serioase.

Avantaje:

1. Crește capacitatea de supraviețuire a sistemului de calcul.

2. Dimensiunile, greutatea și consumul de energie nu cresc.

3. Mentenabilitatea este crescută, deoarece se știe exact ce element a eșuat.

4. Nu sunt necesare elemente specializate care să analizeze semnalele elementelor și, prin urmare, întregul sistem de calcul poate fi dezvoltat pe echipamente standardizate.

Defecte:

1. Software-ul devine mai complex, deoarece este necesar să se implementeze algoritmi care monitorizează starea de sănătate a elementelor sistemului de calcul și redistribuie sarcinile după eșecul unuia sau mai multor elemente

2. Atunci când elementele sistemului de calcul se defectează, volumul de informații sau funcționalitatea procesată scade.

3. Redundanța este posibilă doar la nivelul modulelor procesorului și calculatoarelor.

4. Întreținerea devine mai costisitoare, deoarece întreaga strălucire și computerele trebuie înlocuite.

Acestea sunt principalele metode de redundanță folosind echipamente. De obicei, în echipamentele reale, acestea sunt utilizate în diferite combinații, în funcție de rezultatul dorit, de gradul de fiabilitate și de supraviețuire necesare elementelor individuale ale sistemului informatic și a întregului complex în ansamblu.

1. Modul normal

Particularitatea sistemului de alimentare este că procesele de generare și consum de energie electrică au loc simultan, adică este imposibil să se acumuleze energia electrică generată în cantități apreciabile. Prin urmare, pentru sursa de energie și consumatorii electrici, trebuie respectat în fiecare moment un echilibru:

· capacitati active;

putere reactiva,

unde R g, Q g - puterea activă și respectiv reactivă a generatoarelor SP;

Puterea sarcinilor consumate;

Pierderi de putere în rețele;

Putere pentru propriile nevoi.

În stare normală de echilibru, toate generatoarele au o frecvență sincronă. Frecvența tăiată (𝜟f) este unul dintre principalii indicatori ai calității puterii (PQI), în modul normal, este permisă o abatere de ±0,2 Hz. Dacă echilibrul puterii active este perturbat, viteza generatorului se modifică și, prin urmare, frecvența curentului alternativ.

La ƩR G< ƩРп - частота снижается (например при резком увеличении нагрузки в связи с включением большого числа электрических нагревателей при падении температуры воздуха).

Când ƩР g > ƩР P - frecvența crește, cu o scădere a sarcinii, turbinele încep să accelereze și să se rotească mai repede.

Abaterile mari de frecvență pot duce la:

defectarea centralelor electrice;

Performanță redusă a motorului

încălcarea procesului tehnologic;

produse cu defecte.

Și cu reduceri de frecvență inacceptabile, sistemul se prăbușește.

În cazul opririlor de urgență ale unui generator sau linii cu transformatoare, se admite 𝜟f = +0,5 Hz, 𝜟f = -1 Hz, pe o durată totală de un an, nu mai mult de 90 de ore.

Creșterea frecvenței poate fi eliminată prin reducerea puterii generatorului sau oprirea unora dintre ele, cu o scădere a frecvenței:

mobilizarea rezervelor;

· utilizarea controlului automat al frecvenței (AFR).

Centralele electrice ar trebui să aibă o rezervă de putere „fierbinte” (atunci când generatorul este încărcat la o putere mai mică decât cea nominală), caz în care câștigă rapid sarcină în cazul unei încălcări bruște a balanței puterii și a unei rezerve „la rece” ( punerea în funcțiune a unui nou generator). Pe lângă rezerva de putere la centralele electrice ale sistemului, rezerva de energie necesară la TPP-uri trebuie să fie asigurată cu o alimentare corespunzătoare cu combustibil, iar la CHE - cu o alimentare cu apă.

Dacă rezerva centralei este epuizată, iar frecvența din sistem nu a atins valoarea nominală, atunci dispozitivele AChR, care sunt concepute pentru o recuperare rapidă, intră în acțiune prin oprirea unora dintre consumatorii mai puțin responsabili (în primul rând rotind off consumatori din a 3-a categorie de fiabilitate).

Când generatoarele sunt încărcate complet de curent activ, poate apărea un deficit de putere reactivă în sistem, dar dacă sarcina reactivă a consumatorilor depășește semnificativ puterea reactivă posibilă a generatoarelor (când unele dintre ele sunt oprite), atunci o cădere de tensiune. va avea loc la care curentul consumatorului va crește semnificativ, ceea ce va duce la o scădere suplimentară a tensiunii etc. Această scădere a tensiunii în sistem se numește avalanșă de stres.

În sistemele moderne, pentru a proteja împotriva tensiunii de avalanșă de urgență, toate generatoarele sunt echipate cu un regulator automat de tensiune și viteză de forțare a excitației, prin urmare, sistemul trebuie să aibă întotdeauna o anumită rezervă de putere reactivă, pentru aceasta, se face compensarea puterii reactive.

2. Utilizarea generatorului în modul compensator sincron

Un compensator sincron este un generator fără sarcină pe arbore.

Turbina generatoare și hidrogeneratoare pot funcționa în modul unui compensator sincron.

3. Moduri anormale:

Suprasarcină (funcționarea cu un curent la stator și rotor mai mare decât cel nominal);

· modul asincron;

modul asimetric.

Supracurentele pe termen scurt ale statorului și rotorului sunt de obicei cauzate de:

· scurtcircuite externe;

• generator în afara sincronismului;

excitare forțată.

Acest lucru crește temperatura înfășurărilor generatorului și, în cazul unui scurtcircuit, este posibilă și deteriorarea mecanică, prin urmare este permisă doar suprasarcina pe termen scurt, care depinde de sistemul de răcire.

Modul de funcționare asincron al generatorului are loc atunci când:

Pierderea excitației generatorului din cauza deteriorării sistemului de excitație;

Pierderea de sincronism a generatorului din cauza unui scurtcircuit în rețea;

Căderea bruscă sau creșterea sarcinii.

Modurile de funcționare asimetrice ale generatorului pot fi cauzate de întreruperi și opriri ale unei faze a rețelei, sarcină monofazată sub formă de cuptoare electrice de tracțiune și topire etc.