本科研课题来源于延安天然气输配工程(二期)控制系统。由于天然气控制系统对系统可靠性的严格要求,控制系统的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相当广泛,但对其实现冗余的原理和实际性能指标尚缺乏足够的理论分析。本文的目的即在于在此方面进行深入的研究。文章首先介绍了软冗余系统的组成结构,并对西门子为实现S7-300/400的软冗余所提供的软冗余软件包进行了详尽的分析,掌握了软冗余软件包提供的功能块的工作过程,得出了实现软冗余的基本原理。在深入了解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研究。根据对主备切换过程和数据同步过程的分析,得出了主备切换时间和数据同步时间的计算公式,提出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的可靠性进行了理论性分析。最后针对软冗余在延安天然气输配工程(二期)控制系统中的实际应用,分析了此系统的性能指标。本课题的完成为软冗余在工程中的应用提供了重要的理论依据。