Các hệ thống điều khiển trong công nghiệp đều có yêu cầu thời gian thực. Hệ thống điều khiển phân tán do vậy cũng phải đáp ứng yêu cầu này khi sử dụng để điều khiển các quá trình công nghệ. Điều có nghĩa yêu cầu đối với các đại lượng điều khiển của hệ điều khiển phải bao gồm cả giá trị điều khiển và thời gian đưa ra giá trị đó hay nói cách khác hệ thống điều khiển phải đáp ứng được cả yêu cầu về chính xác của đại lượng điều khiển và độ trễ điều khiển.
Trễ điều khiển là khoảng thời gian giữa thời điểm lấy mẫu và thời điểm tác động của cơ cấu chấp hành tương ứng. Trễ điều khiển trong các mạch vòng điều khiển thực hiện bằng hệ thống điều khiển phân tán bao gồm các thành phần sau:
Trễ trong các cơ cấu đo lường giữa thời điểm thu thập các đại lượng phản hồi và thời điểm truyền các giá trị này, sp
;
Trễ truyền thông từ các cơ cấu đo lường tới bộ điều khiển, scc; Trễ tính toán điều khiển trong controller, cp
Trễ truyền thông từ controller tới các cơ cấu chấp hành giữa thời điểm nhận được lệnh và thời điểm bắt đầu tác động thực tế, ap.
Ta có thể nhận thấy ngoài các chậm trễ do quá trình tính toán thực hiện các luật điều khiển và đo lường của các bộ điều khiển số thông thường còn có các chậm trễ của quá trình truyền thông gây ra. Sơ đồ mạch vòng điều khiển điển hình của hệ điều khiển phân tán như hình 1-11.
Chính vì vậy, nghiên cứu đặc tính và phân tích ảnh hưởng của trễ truyền thông trong trạng thái bão hoà và nghẽn mạng tạm thời của hệ thống mạng tới chất lượng điều khiển sẽ được đề cập trong luận văn.
1.4. Kết luận
Cùng với sự phát triển của các hệ thống tính toán và xử lý công nghiệp, hệ điều khiển phân tán với mạng truyền thông kỹ thuật số đã làm cho các hệ thống truyền thông công nghiệp không ngừng được phát triển và các chuẩn truyền thông khác nhau đã ra đời để đáp ứng yêu cầu trao đổi thông tin giữa các hệ thống con, các bộ xử lý trong một hệ thống điều khiển phân tán (DCS) thay thế cho phương án truyền thông tương tự (analog)....
Tuy nhiên trong các hệ thống điều khiển phân tán sử dụng mạng truyền thông kỹ thuật số thay thế cho phương pháp truyền thông điểm - điểm truyền thống xuất hiện trở ngại mới cho việc điều khiển đó là trễ truyền thông các giữa các cơ cấu đo, cơ cấu chấp hành và bộ điều khiển. Trễ truyền thông này là do việc chia sẻ chung một phương tiện truyền thông, do thời gian tính toán cần thiết cho việc mã hoá / giải mã các đại lượng đo và thời gian xử lý truyền thông. Trễ truyền thông có tính ngẫu nhiên phụ thuộc vào giao thức truyền thông, phần cứng sử dụng và trạng
Regulator (Trễ tính toán trong controller Trễ truyền thông giữa các controller và cơ cấu chấp hành Cơ cấu chấp hành Và đối tượng điều
khiển
Trễ truyền thông giữa sensor và
controller
Đo và lấy mẫu (trễ trong cơ cấu đo) W(k)
Controller
v(k) u(t)
y(t)
thái của hệ thống mạng truyền thông. Trễ truyền thông làm hạn chế khả năng ứng dụng của các mạng truyền thông kỹ thuật số trong nhiều ứng dụng công nghiệp có yêu cầu khắt khe về đáp ứng thời gian thực và là trở ngại chính cho sự phát triển của các hệ thống điều khiển phân tán. Trong khuôn khổ của luận văn này, nguyên nhân, đặc tính của trễ truyền thông và phân tích ảnh hưởng của nó tới chất lượng điều khiển được nghiên cứu.