Giải pháp dự phòng dựa trên chương trình chuyển mạch tự động (software output switching) – [14], là một giải pháp công nghệ sử dụng chương trình được lập trình và hai CPU Controllogix để đảm bảo hệ thống vẫn hoạt động bình thường khi CPU Controllogix hiện tại xãy ra một sự cố trong quá trình hoạt động của hệ thống. Giải pháp công nghệ này chuyển quyền điều khiển đến CPU thứ hai nếu CPU hiện tại gặp các vấn đề sau đây:
• Lỗi có thể khắc phục (major faul).
• CPU ở chế độ program mode.
Trang 31 Để chuyển đổi quyền điều khiển từ một CPU đến một CPU khác mỗi CPU phải được lập trình để thực hiện các công việc sau:
• Quan sát trạng thái của CPU còn lại (peer CPU) và kiểm tra ba điều kiện sau đây:
Vị trí khóa của peer CPU. Vị trí mode của peer CPU.
Không có lỗi kết nối giữa 2 CPU.
• Duy trì cấu hình cho mỗi module ngõ ra
Một CPU thiết lập kết nối đến các module ngõ ra và điều khiển ngõ ra.
CPU còn lại sử dụng chương trình được lập trình để ngắt kết nối (inhibit) kết nối của nó đến các module ngõ ra.
Nếu CPU đang sở hữu kết nối đến các module ngõ ra bị lỗi thì CPU sử dụng chương trình được lập trình để ngắt kết nối (inhibit) kết nối của nó đến các module ngõ ra và CPU thứ hai thực hiện kết nối lại với các module ngõ ra và chiếm quyền điều khiển.
Trong suốt quá trình chuyển đổi quyền điều khiển diễn ra output chuyển sang chế độ fault mode.
Thời gian trễ
Việc chuyển đổi quyền điều khiển từ CPU này qua CPU khác không diễn ra ngay lập tức. Thời gian trỳ hoãn có thể là vài trăm mili đến vài giây hoặc lâu hơn và phụ thuộc vào các yếu tố:
• Quy mô của hệ thống.
• Số lượng I/O của hệ thống.
• Bố trí của các module ngõ ra trong các trạm remote của hệ thống.
• Loại lỗi.
Công nghệ dự phòng chuyển mạch tự động yêu cầu các thiết kế sau đây:
• Vị trí CPU
Công nghệ dự phòng chuyển mạch tự động yêu cầu sử dụng ít nhất hai CPU. Mặt dù hoàn toàn có thể sử dụng nhiều hơn hai CPU nhưng do các yếu tố thời gian thực hiện và thiết bị phần cứng nên trong đề tài này lựa chọn hai CPU trong một hệ thống. Ta có thể đặt CPU tại hai vị trí như sau:
Trang 32 Trên cùng chassis (single-chassis configuration) như hình 2.24.
Hai chassis riêng biệt (dual-chassis configuration) như hình 2.25.
Hình 2. 24 Phân bố hai CPU trên cùng chassis
Trang 33
• Bố trí I/O
Trong một thời điểm chỉ có một CPU sở hữu quyền điều khiển các module ngõ ra nên chương trình trong CPU sẽ thực hiện các lệnh cho phép kết nối hoặc không kết nối đến các module ngõ ra.
Remote I/O chỉ chứa các module ngõ ra ta có thể ngắt kết nối hoặc kết nối với module controlnet trên remote chassis việc này sẽ làm ngắt kết nối đến toàn bộ chassis.
Nếu remote I/O chứa cả module ngõ vào và ngõ ra ta phải ngắt kết nối hoặc kết nối đến từng module trên trạm remote.
• Ngắt kết nối (inhibit)
Giải pháp dự phòng dựa trên chương trình chuyển mạch tự động dựa trên nguyên lý chính là ngắt sự kết nối giữa CPU và các module dùng chung trong trạm remote I/O (Hình 2.26). CPU cho phép ngắt kết nối cho từng module hoặc từng nhóm các module và ngăn cản bộ điều khiển liên lạc tới các module đã bị ngắt kết nối. CPU ngắt kết nối đến module mạng và toàn bộ các module khác được liên kết thông qua module mạng đó.
Trang 34
Messages
Để thực hiện việc ra lệnh chiếm quyền điều khiển hay ngắt kết nối của một CPU bất kỳ trong mạng dự phòng yếu tố tiên quyết nhất là phải biết được trạng thái của CPU còn lại (peer cpu) đang hoạt động như thế nào, có đang xảy ra vấn đề về lỗi hay không, trạng thái mode của nó là gì. Điều này đòi hỏi các CPU trong hệ thống phải trao đổi thông tin qua lại với nhau và sử dụng thông tin của đối tác để đưa ra các quyết định phù hợp với yêu cầu hệ thống, tránh cho hệ thống không hoạt động. Với việc thực hiện các lệnh message (MSG) trong RSLogix 5000 ta có thể thực hiện truyền nhận dữ liệu giữa các bộ điều khiển ngoài ra còn có các module I/O và các giao diện điều khiển.
Hình 2. 27 Lệnh message trong ngôn ngữ ladder