he thong dieu khien phan tan 12

Hệ thống điều khiển phân tán

02/11/2006 © HMS - BM ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG, ĐHBK HÀ NỘI Đ Đ ộ ộ tin c tin c ậ ậ y y v v à à t t í í nh nh s s ẵ ẵ n n s s à à ng ng trong c trong c á á c h c h ệ ệ th th ố ố ng ng đ đ i i ề ề u u khi khi ể ể n n v v à à gi gi á á m m s s á á t t 2 C C á á c c ch ch ủ ủ đ đ ề ề z Khái niệm độ tin cậy và tính sẵn sàng z Các sách lược dự phòng z Các biện pháp dự phòng nóng z Cơ chế an toàn z Cơ chế khởi động lại z Cơ chế an toàn z Cơ chế bảo mật z Cơ chế bảo trì 3 Đ Đ ộ ộ tin c tin c ậ ậ y y z Khả năng làm việc không gây ra lỗi của hệ thống, được đánh giá qua: –Thời gian trung bình tới khi gặp lỗi (Mean Time To Failure, MTTF) –Thời gian trung bình giữahai lầnlỗi (Mean Time Between Failures, MTBF) hoặc số lỗi trung bình trên một đơn vị thờigian z Tính sẵn sàng phụ thuộc vào: – Độ tin cậy của từng thiết bị –Cấu trúc hệ thống – Đặc điểm hệ thống truyền thông –Biệnphápdự phòng nóng 4 T T í í nh nh s s ẵ ẵ n n s s à à ng ng z Khả năng hoạt động liên tụcbìnhthường – Đánh giá qua tỉ lệ giữatổng thờigian duy trìvận hành/ tổng thờigian dừng – Độ tin cậy quyết định tớitínhsẵnsàng, nhưng không đồng nghĩa z Tính sẵn sàng phụ thuộc vào: –Cơ chế dự phòng –Cơ chế an toàn –Cơ chế khởi động lại sau sự cố nguồn –Cơ chế bảo mật – Sách lượcbảo trì, khả năng bảotrì – . 5 Đ Đ ộ ộ tin c tin c ậ ậ y y v v à à t t í í nh nh s s ẵ ẵ n n s s à à ng ng T T1 LỖI LỖI LỖI LỖI LỖI T2 T3 T4 Độ tin cậy ⇔ MTBF ≈ (T0 + T1 + T2 + T3 + T4)/5 Tính sẵn sàng ≈ (T0 + T1 + T2 + T3 + T4)/T ∑ T ∑ T0 6 C C ơ ơ ch ch ế ế d d ự ự ph ph òng òng z Yêu cầudự phòng: – Các thành phần quan trọng cần được dự phòng hoàn toàn để trường hợp lỗi một thành phần đơn (phần cứng & phần mềm) không làm mất đi tính năng do nó cung cấp –Lỗi mỗi module hoặc card được phép không gây ra tê liệt hơn một trạm vận hành hoặc một vòng điều khiển. z Sách lượcdự phòng –Dự phòng lạnh z Thay thế thiếtbị offline z Thay thế thiếtbị online –Dự phòng nóng z Dự phòng cạnh tranh z Dự phòng dự trữ 7 C C á á c c bi bi ệ ệ n ph n ph á á p p d d ự ự ph ph òn òn g n g n ó ó ng ng z Dự phòng CPU+nguồn: –Dự phòng cạnh tranh –Dự phòng dự trữ 1:1 z Dự phòng trạm điều khiển: –Dự phòng dự trữ 1:1, chuyển mạch kịp thời, trơn tru z Dự phòng dự trữ hệ thống mạng: –Dự phòng cáp truyền –Dự phòng module truyền thông và các thiết bị mạng khác, chuyển mạch kịp thời, trơn tru z Dự phòng vào/ra z Dự phòng trạm vận hành 1:n z Dự phòng trạm server 1:1 8 C C á á c c c c ấ ấ u u tr tr ú ú c c d d ự ự ph ph òng òng c c ấ ấ p p đ đ i i ề ề u u khi khi ể ể n n PS CPU PS CPU PS CPU PS CPU PS CPU PS CPU Control bus PS CPU PS CPU Fieldbus PS IM PS IM Distributed I/O Fieldbus Fieldbus (dual) Fieldbus (dual) PS IM PS IM Distributed I/O Control bus PS IM PS IM Distributed I/O PS IM PS IM Distributed I/O 9 C C á á c c t t ì ì nh nh hu hu ố ố ng ng "chuy "chuy ể ể n n m m ạ ạ ch ch " " z Lỗiphầncứng bộ điều khiển tích cực z Lỗitruyền thông giữabộđiềukhiển tích cực và các I/O z Lỗi liên kết truyền thông giữabộđiềukhiển tích cực với mạng điều khiển z Tách bộ điều khiển tích cực ra khỏi giá đỡ z Yêu cầu chuyển mạch z Lỗi nguồn cho bộ điều khiển tích cực z Lỗi bộ nhớ của bộ điều khiển z Lỗi phần mềm "treo" (phát hiện thông qua cơ chế watchdog và ngắt ngoại lệ). 10 C C á á c c c c ấ ấ u u tr tr ú ú c c d d ự ự ph ph òng òng c c ấ ấ p p Đ Đ KGS KGS OS OS OS SERVER SERVER (REDUNDANT) OS FACTORY BUS SYSTEM BUS OS OS OS OS FACTORY BUS SYSTEM BUS 1:N 1:N 1:1 . mật –Theo trạm vận hành / trạm kỹ thuật –Theo người sử dụng hoặc theo nhóm người sử dụng –Theo từng phân đoạn –Theo từng cửa sổ, trang màn hình –Theo từng. toàn (Safety Switch) – Các cơ cấu tự động phanh hãm z Nguyên tắc: –Cắtnguồnra khỏi các hệ truyền động –Cókhả năng phanh hãm tựđộng ngay cả khi mấtnguồn –Cácthiếtbị