工业自动化是现代工业生产中的重要技术手段，自动化系统的稳定性和可靠性对于生产过程的连续性和产品质量具有至关重要的作用。随着工业自动化技术的不断发展，自动化系统的复杂性和规模也在不断增加，这使得系统的容错性与可靠性成为了工业自动化领域的重要关注方向。

实践证明，通过对系统进行多种安全保护技术和措施的应用，来保证系统在面对各种异常情况下能够自动检测并对其进行处理的能力，不仅可以减少系统故障的发生，提高生产效率和产品质量，还可以降低维护成本和生产成本，对于企业的可持续发展具有重要意义。

容错性和可靠性对自动化系统的重要性

容错性是指在系统发生故障时，能够自动检测、隔离故障和恢复的能力，是保证自动化系统稳定运行的关键因素之一。可靠性是指系统在规定的时间内和规定的条件下完成规定功能的能力，是衡量自动化系统性能的重要指标之一。容错控制是指在自动化系统设计中，通过对系统进行多种安全保护技术和措施的应用，来保证系统在面对各种异常情况下能够自动检测并对其进行处理的能力。容错控制的作用是增加系统的可靠性和稳定性，减少系统故障，并且可以延长系统的寿命。

随着企业数字化转型的深入，智能化程度越来越高，企业对自动化系统的容错性与可靠性能力要求也在不断提高。在一些与民生息息相关的行业，企业对自动化系统故障是采取零容忍态度，即要保证关键系统在任何情况下不会停机，即使是硬件故障也能进行瞬时隔离，以保证生产业务的连续性。因此，如何确保自动化系统运行安全和高效，是管理者必须解决的问题。这里我们总结几种常见的容错技术和经验。

第一是冗余技术，即通过增加硬件、软件或信息等资源，提高系统的可靠性和可用性。在IT发展初期，为保证系统的稳定性，企业通常采取的办法是做双机热备，通过复杂的网络将两台或多台服务器级联起来，不仅实施复杂，而且实施周期长，运行成本高，出现故障时也无法做到即时隔离和恢复。

第二是故障检测与隔离技术，就是通过检测系统中的故障，将故障隔离在最小范围内，防止故障扩散。这种隔离技术需要软件和硬件一起参与控制。

第三是故障恢复技术，在系统出现故障时，能够快速恢复系统的正常运行，减少故障对生产的影响。传统双机热备模式，实际上也是为了快速地恢复系统，但却无法实现瞬时切换的，因此在很大程度上已经无法适应工业智能化和自动化系统的需求。

第四是持续改进与优化，通过对系统的运行数据进行监测和分析，不断改进和优化系统的设计，提高其容错性和可靠性。

容错性与可靠性在自动化系统中的应用

在自动化系统中，数据采集、传输、控制等环节中，容错控制都有着重要的应用价值。例如，生产线上的传感器故障、机器运行状态异常等异常情况，都可以通过容错技术来自动处理，减少生产过程的停止时间，保证生产的效率。当然，除了这些基于设备和控制层面的容错，还有基于系统的容错，如何保证自动化系统的健壮性，避免系统在出现故障时导致生产线停滞，将置企业于风险之中，尤其在化工、制药等领域，可能会给人员生命安全和财产造成重大损失。

容错技术可以在很大程度上解决这些风险。比如在自动化生产线控制中，通过采用容错技术，提高生产线的可靠性和稳定性，减少故障对生产的影响；在工业机器人控制中，采用容错技术可以提高机器人的稳定性和安全性，避免因机器人故障而导致的生产事故。在涉及人身安全的应用中，如工业生产线、交通控制等，自动化系统的可靠性是保障安全的关键。在生产制造领域，自动化系统的可靠性直接影响生产效率和产品质量。通过物联网、大数据和人工智能等技术，实现自动化系统的智能化监控和管理，提高其容错性和可靠性。通过预测性维护和预防性维护技术，提前发现并解决潜在的故障，减少故障的发生和影响。

再比如为了保证自动化系统运行的稳定，越来越多的企业不再采用传统的服务器架构模式，而更多的是采用可用性更好的容错服务器，比如通过部署Stratus容错服务器彻底解决系统故障宕机问题，达到零宕机的要求。

Stratus容错服务器最大的特点是，在硬件上采取与传统服务器相同的X86架构，不同的是，Stratus服务器在内部架构上进行了重新设计，通过构建冗余模块化的硬件架构，提高平台的容错能力，保证系统的高可靠性。同时平台可以简单、可靠地实现虚拟化，消除意外停机以及防止数据丢失——这是许多自动化环境中的关键要素，对于IIoT分析非常重要。

目前，Stratus已经被广泛应用到工业的各个行业，例如在青海盐湖三元钾肥股份有限公司的热溶车间，通过部署Stratus ftServer容错服务器，彻底杜绝了系统故障的发生，在出现系统故障时，冗余组件自动接管业务，I/O会瞬时将数据自动同步到冗余组件上，业务不会中断。系统上线后，热熔车间系统运营效率明显提升，既提高了生产效率，也减少了生产消耗；在陕西梅里众诚动物保健有限公司，Stratus ftServer被部署到核心生产控制系统中，提高了客户计算和控制系统环境的可靠性和稳定性。

随着工业智能化的推进，自动化系统对可靠性和可用性要求越来越高，容错控制以及硬件容错技术将成为自动化系统健壮性设计的重要技术手段，在工业自动化、智能硬件以及其他领域中都有广阔的应用前景。Stratus作为全球容错服务器技术的领导者，正致力通过技术创新和硬件架构设计变革，为企业日趋智能和复杂的自动化系统和智能化应用提供支撑。