本课题源自某城市天然气输配工程(二期)控制系统。由于天然气控制系统对系统可靠性的要求严格,控制系统设计上采用了西门子软冗余的解决方案。虽然软冗余技术在工程上的应用已经非常广泛,但对其实现冗余的原理及实际性能指标尚缺乏足够的理论分析,本文的目的就是在此方面进行比较深入地研究。文章首先介绍了软冗余系统的组成结构,并对西门子S7-300/400为实现软冗余所提供的软冗余软件包进行了详尽地分析,掌握了软冗余软件包提供的功能块工作的过程,得到了实现软冗余技术的基本原理。在熟知软冗余工作原理的基础上,本文对软冗余的两个重要性能指标:主备切换时间和数据同步时间,进行了进一步的研究。经过分析得出了主备切换时间和数据同步时间的计算公式,研究了改善这两个性能指标的方法,并结合可靠性理论对软冗余可靠性进行了分析。最后针对软冗余在某城市天然气输配工程(二期)控制系统中的实际应用,分析了此控制系统的性能指标。本课题为软冗余在工程中的应用提供了一定的理论依据。