本论文的研究目的是分析大型实验室环境控制工程的PLC冗余设计。根据系统可靠性的理论和参与的大型实验室的环境控制系统工程的实践,设计了冗余控制系统的硬件架构,实现了软件冗余的程序,通过工程现场冗余程序的调试和控制系统性能参数仿真、运行、分析,得出了PLC软件冗余设计可以明显地提高系统的可靠性和可用率的结论。文章首先介绍了PLC冗余设计应用的意义和国内外的发展现状；然后论述了大型实验室环境控制工程的需求分析并根据性能需求来选定控制系统设计平台。再根据选用的SIEMEMS公司的S7-300PLC设计了系统的冗余硬件架构并实现了冗余软件程序。最后分析了PLC软件冗余控制系统的性能,着重分析了控制工程的可靠性和可用率。冗余的设计不可避免地增加了系统单元数量,使其复杂度和工程成本提高。但系统的可靠性得到提升,使得系统运行的更加安全、有更高稳态可用率。在对冗余切换时间要求不十分严格的(通常在毫秒级以下)应用场合,PLC软件冗余设计能优化系统,在保证系统性能的前提下能获得更显著的经济效益。