试论计算机控制系统中的可靠性设计

摘要：计算机控制系统目前应用于国内外诸多行业，其可靠性关系到控制系统能否在专业领域内正常运行与应用。由于目前多行业的客户在使用计算机控制系统存在诸多问题，控制系统往往不能正常工作，所以人们越来越重视计算机控制系统的可靠性设计。基于此，本文中笔者从计算机的硬件和软件两方面研究提高控制系统可靠性的具体对策。

关键词：控制系统 可靠性设计 硬件 软件

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）12-0000-00

计算机控制系统在工程中发挥着重要作用，是工业领域中的仪表、机器等设备能否安全稳定工作重要保障。目前，计算机在人们的生活中应用越来越广，计算机控制系统中的可靠性出现了很多问题，如何避免外界对控制系统的干扰，让控制系统安全稳定地运行，成为我们研究的重点与热点问题。

1影响计算机控制系统的可靠性的设计因素

1.1系统输入可靠性设计

计算机控制系统中的输入和输出步骤较多，但是传感器是其中最为直接、可控的，其传播过程中会输入信号，同时也要保证其自身的安全。系统输入功能被应用于较多领域，比如工程管理工作中可依托于该系统实现智能自动化，当工作人员输入特定的程序后，计算机获得信息并且对其进行适当的处理，最后这些信息传达到机械，之后机械完成相应的操作。纵观该流程可发现，计算机控制系统主要由输入和输出两个环节组成，并且这两个环节都十分重要，只有保证这两个环节的正确性，机械才能顺利地完成相应的工作。所以，工作人员必须要输入准确的信息。

此外，设计输入接口电路时，我们一定要设定输入保护，并且保证多信号输入防御的安全处理正常运行，比如信号不稳定或者在其他干扰信号作用下，系统保护功能可提高强度。因为在日常工作中，传感器直接接收或者传达信号，其硬件接口很容易被破坏，所以，我们一定要根据情况及时设置越限报警设备。

1.2系统输出可靠性设计

系统输出是计算机所有命令中的最后一个指令，之后根据指令来执行需要完成的工作，可见其可靠性要求极高，这些指令应用于设备的电路和接口处等，其可靠性覆盖的范围广，执行器为主要的硬件。输出系统设备通过和电路连接，依靠软件进行驱动控制，需要大量的接口，而其中的软件成为了控制系统中最不可靠的部分。所以，必须要提高系统输出的可靠性，从而减少误操作。

1.3诊断技术

通过合理的诊断，我们可以弥补错误发生的可能性，能够及时保证信号的正确，这样才能使系统正常工作。诊断技术能够快速找到发生故障的位置，并及时地反馈相应的代码，这样可以保证工作人员快速解决所发生的问题，减小了工程延误所带来的损失。

例如，当我们检查CPU运算所运用的方法为：在每个特定的存储区会存储对应的数据，其中一个数据是其他数据做出运算后的特定结果。我们在使用诊断技术时，可根据先前设定好的运算规律，比如按位相加或异或等，使参与运算的数据进行计算，将这个运算结果与之前设定的好的结果相比较，出现差错进行报警提示。再者，对输出和输入通道的检查方法为：当我们使用诊断技术时，计算机会给输入通道输出一个随机数，再通过输入通道读出来，和输出的输入数比较。正常时，两个数字完全一样，但这模拟量通道中，如果误差不在允许的范围内，输出通道就会发出报警提示。

诊断技术对我们系统运行的可靠性不会有直接关系，但出现问题过后，我们能够及时诊断并解决，减小了系统故障问题的发生，从而直接保证了系统稳定的运行。因此，诊断技术能够及时地发现系统发生的问题并发出相应的报错信号，直接影响了计算机控制系统的可靠性设计。

2增强计算机系统控制可靠性的设计方法

2.1计算机硬件的可靠性设

为了提高计算机硬件可靠性设计，我们可以选择质量较好或者合理的维护措施：（1）计算机系统中元器件工作的效率和功能在一定程度上会受到环境的影响，因此需要考虑温度因素的影响。由此可见，在计算机可靠性设计中，电源的配置工作和散热系统至关重要，因此在配置设备过程中结合实际选择零件；（2）系统的可靠性很大程度上由各个元件的可靠性决定，只要性能指标达到系统要求，尽量使系统结构简单化，减小元件的数量；（3）如果一些需要执行的工作能够满足CPU有效的条件，我们要尽可能地使用软件功能来完成此项工作，尽量节约硬件资源，降低成本；（4）根据功能的需要，硬件系统一般会由很多元器件结合而成的，操作人员要认真检查它们之间的接触和焊接部位，避免故障的发生。同时，我们应该有针对性地高频率地对发生故障部位进行检查，防患于未然。

2.2软件可靠性设计

硬件可靠性的设计不足以保证计算机控制系统的可靠性，只有当硬件和软件同时满足要求时，可靠性才能得到满足，所以我们一定要采取相应的措施来提高软件可靠性设计。

（1）编制的程序需要达到很快的运行速度，在这种情况下，程序运行的周期比断电器等一些保险装置的反应时间小，这样就保证了运行程序时，不会因为小错误而发生很大的故障。可见，提高应用程序的运行速度十分重要；（2）在系统运行发生过负荷发生时，我们要对现场进行保护，尽快地换取备用装置，排除故障过后，保证系统尽快的恢复正常工作。完成这些工作后，我们需要使用系统信息管理相关的软件来调度控制系统；（3）操作人员可以编制相应的程序不断地对计算机系统进行测试，一旦发现系统运行不正常，可让系统发出相应的报警来提示工作人员对该系统采取措施进行保护。因此，日常工作中可以通过编制程序来监控控制系统的运行情况，确保系统的正常运行。

3结语

当前计算机在国内较多领域应用，各单位对其控制系统可靠性要求越来越高，所以我们需要过对计算机硬件和软件的设计来增强计算机控制系统的可靠性。对此，本文从两方面来探究提高计算机控制系统可靠性应对方法，相信随着科学技术的进步，还会出现更有效地提高计算机控制系统可靠性的方法与措施，而这也需要我们广大同仁一起努力。

参考文献

[1]马爱永.计算机控制系统可靠性设计[D].成都：西华大学，2011.

[2]丁健.计算机控制系统的可靠性技术研究[J].计算机工程与设计，2007（04）.

[3]丁健.计算机控制系统的可靠性技术研究[J].计算机工程与设计，2007（02）.