TIỂU LUẬN HỆ THỐNG THÔNG TIN CÔNG NGHIỆP ĐỀ TÀI: WHICH NETWORK FOR WHICH APPLICATION

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG TIỂU LUẬN HỆ THỐNG THÔNG TIN CÔNG NGHIỆP ĐỀ TÀI WHICH NETWORK FOR WHICH APPLICATION GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN PGS TS NGUYỄN VĂN KHANG SINH VIÊN THỰC HIỆN Nguyễn Ngọc Anh CB111487 Tô Văn Hùng CB110858 LỚP Kỹ thuật truyền thông 1 Hà nội, 122011 Tiểu luận Hệ thống thông tin công nghiệp Nguyễn Ngọc Anh – Tô Văn Hùng KTTT1B 1 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, với tốc độ phát triển nhanh chóng của công nghệ vi điện tử, kỹ thuật truyền thông và công nghệ phần mềm.

VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

TIỂU LUẬN

HỆ THỐNG THÔNG TIN

CÔNG NGHIỆP

ĐỀ TÀI: WHICH NETWORK

FOR WHICH APPLICATION

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN : PGS.TS NGUYỄN VĂN KHANG

SINH VIÊN THỰC HIỆN : Nguyễn Ngọc Anh CB111487

Tô Văn Hùng CB110858

LỚP : Kỹ thuật truyền thông 1

Hà nội, 12/2011

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, với tốc độ phát triển nhanh chóng của công nghệ vi điện tử, kỹ thuật truyền thông và công nghệ phần mềm đã tạo nên những chuyển biến cơ bản trong hướng đi cho các giải pháp tự động hóa công nghiệp với mục địch giảm giá thành giải pháp và nâng cao chất lượng hệ thống Hệ thống thông tin công nghiệp không phải là một lĩnh vực kỹ thuật hoàn toàn mới mà thực chất là các công nghệ được kế thừa, chắt lọc và phát triển từ các kỹ thuật truyền thống để phù hợp với các yêu cầu trong công nghiệp

Do đặc thù riêng của các ngành công nghiệp, nhiều loại mạng thông tin công nghiệp khác nhau đã được tạo ra Từ đó, nảy sinh vấn đề đặt ra trước tiên khi xây dựng một giải pháp tự động, không còn là nên hay không nên mà là lựa chọn hệ thống mạng truyền thông nào cho phù hợp với yêu cầu và nhiệm vụ của từng ứng dụng riêng biệt trong thực tế, đồng thời thỏa mãn các yêu cầu về cấu trúc hệ thống

và tính năng của ứng dụng

Với mong muốn có thể tiếp cận một cách cụ thể và sâu sắc hơn về các mô hình mạng thông tin được sử dụng trong công nghiệp, cũng như các nguyên tắc, tiêu chí đánh giá, lựa chọn một mạng thông tin công nghiệp hợp lý, nhóm chúng em đã

hướng tới nghiên cứu đề tài tiểu luận số 13: “Which network for which

application” với tài liệu tham khảo chủ yếu là Chương 46, Sách “The Industrial

Information Technology Handbook” của tác giả Richard Zurawski

Với 2 thành viên, chúng em đã phân công tìm hiểu đề tài như sau:

- Nguyễn Ngọc Anh: Phần 1 ÷ Phần 5

- Tô Văn Hùng: Phần 6 ÷ Phần 8

Chúng em xin được cảm ơn thầy giáo PGS.TS Nguyễn Văn Khang đã cung cấp nguồn tài liệu để chúng em có thể hoàn thành bài tiểu luận này

1 Giới thiệu

Kể từ khi ngành công nghiệp thông tin ra đời, hàng chục giải pháp đã được thiết

kế để có thể giải quyết vấn đề : Mạng lưới nào dành cho ứng dụng nào Đó là điều cần cân nhắc trong từng bối cảnh nhất định, bởi vì không có trường hợp nào là duy nhất trong thông tin công nghiệp Phần lớn, các quy trình công nghiệp được tổ chức một cách có thứ bậc, và tùy thuộc vào vị trí trong hệ thống phân cấp, nhu cầu sẽ khác nhau Cách thức viết các phần mềm điều khiển cũng đưa ra các nhu cầu khác nhau trong mạng lưới thông tin Để chọn một mạng thông tin, một điều quan trọng

là các nhà thiết kế mạng phải có những hiểu biết trên những quan điểm khác nhau khi xây dựng giải pháp của họ

Trong chương này, trước tiên chúng ta sẽ mô tả cách thức sản xuất công nghiệp được tổ chức Trong phần thứ hai, sự khác biệt của các phương pháp tiếp cận trong cấu trúc điều khiển ứng dụng sẽ được giải thích Khi đưa ra một mạng lưới để hỗ trợ thông tin liên lạc giữa các thực thể điều khiển, một số hạn chế sẽ được thêm vào, chẳng hạn như các lỗi và trễ Khi có một tác động trên hệ thống, chúng sẽ được trình bày chi tiết ở phần thứ ba Phần cuối cùng sẽ trình bày các mạng công nghiệp được lựa chọn và hiển thị các loại ứng dụng có thể hỗ trợ và làm thế nào để chúng

có thể thực hiện các công việc được yêu cầu

2 Mô hình phân cấp

Việc điều khiển một hệ thống sản xuất thực hiện bởi nhiều máy tính được tổ chức theo nhiều cấp độ thứ bậc khác nhau Mạng máy tính cung cấp thông tin liên lạc giữa các máy tính trong một cấp và với các máy tính ở các cấp độ liền kề

Trước khi trình bày các mức độ khác nhau chi tiết hơn, chúng ta hãy nói gần hơn cách xử lý một ứng dụng Bên cạnh đó, số lượng dữ liệu được tăng lên với các mức

độ trong hệ thống phân cấp Vị trí của một ứng dụng trong hệ thống phân cấp cũng ảnh hưởng đến các phần mềm ứng dụng được xây dựng Ứng dụng ở mức thấp nhất

thường áp dụng cách tiếp cận theo kiểu thời gian khởi động time-triggered (xem Phần 4), trong khi ở các cấp độ cao hơn cách tiếp cận hướng sự kiện (event-

triggered) thường được sử dụng trong hầu hết các trường hợp

Có nhiều loại mô hình sản xuất, còn gọi là các mô hình CIM, được mô tả chi tiết trong một số tài liệu Trong các điều kiện của hệ thống phân cấp, tất cả các đề xuất trên không khác nhau rất nhiều Sự khác biệt tồn tại chủ yếu liên quan đến số lượng

và việc ghi nhãn của các cấp Hình 1 mô tả một bản tóm tắt có thể có của những đề xuất đó Hình này cho thấy rằng có tồn tại một sự khác biệt lớn giữa quá trình điều khiển và sản xuất

Mục đích chính của một hệ thống điều khiển, được tổ chức một cách phân cấp như trong Hình 1, là để quản lý các quá trình như thông qua các cảm biến (level 0) bằng cách thực hiện qua các bộ kích thích

Các cảm biến và thiết bị truyền động liên quan đến cấp độ đầu tiên của tự động hóa (level 1), trong đó mỗi thiết bị tự động hóa điều khiển một sự thay đổi quá trình theo cách mà nó vẫn trong giới hạn hoặc theo điểm dữ liệu được đưa ra bởi cấp độ tiếp theo (level 2) Level 1 tương ứng với một “trục”, kiểm soát một thực thể duy nhất, trong sản xuất hoặc một vòng lặp cục bộ trong việc điều khiển các quá trình

Sự thay đổi có thể là rời rạc, chẳng hạn như một công cụ thay đổi cơ chế trong một máy, hoặc liên tục như là một trục trong một robot hoặc bộ nung trong cột chưng cất

Các khối ở level 2 xây dựng các điểm thiết lập dữ liệu hoặc các giới hạn cho các thay đổi đã được liên kết hoặc có liên quan để đảm bảo hoạt động thích hợp Đây thường là mục đích của một bộ nội suy trong máy tính điều khiển số (CNC- Computer Numerical Controller) hoặc một công cụ điều khiển dự trữ cho một máy hoặc một bộ điều khiển đường đi của một robot cung cấp các điểm dữ liệu cho các khớp để theo một đường nhất định Các khối này nhận được lệnh và phản hổi trạng thái của chúng tới các máy hoặc đến cấp xử lý (level 3)

Các khối ở level 3 sẽ phối hợp các hành động trên, với điều kiện hoạt động của các thành phần hoặc nhóm các thành phần để thực hiện hay tối ưu hóa hoạt động hay trình tự hoạt động trên các đối tượng một cách thống nhất hoặc có biến đổi Chúng nhận lệnh và báo cáo trực tuyến tới hệ thống điều khiển phân tán (Distributed Control System - DCS) (level 4)

Các khối ở level từ 1 đến 3 cũng phải tự thực hiện các chẩn đoán, phát hiện các điều kiện khẩn cấp, và có quyết định ngay lập tức nếu chúng có đầy đủ thông tin Nếu không, chúng sẽ báo cáo với cấp cao hơn về các quyết định đó

Các khối ở level 4 chịu trách nhiệm tối ưu hóa sản xuất, lập kế hoạch và hoạt động nhất định, thực hiện trên các đối tượng, và đảm bảo rằng tất cả các nguồn lực cần thiết đều sẵn sàng

Hình 4.1 Mô hình phân cấp

Level 5 thường tương ứng với việc xây dựng một sản phẩm duy nhất hoặc nhóm các sản phẩm trên các thiết bị giống nhau Đó là nơi mà quá trình lập kế hoạch cho các sản phẩm được thực hiện

Level 6 đại diện cho cấp cao nhất Chức năng cơ bản được thực hiện ở cấp độ này là thiết kế sản phẩm, quản lý tài nguyên, quản lý sản xuất cấp cao với kế hoạch sản xuất liên vùng, chính sách thành lập nhà máy, v.v

Ngoài ra, có thể tìm thấy một mức quản lý doanh nghiệp (không được hiển thị trong Hình 1) được liên kết đến các vị trí khác nhau hoặc các nhà máy thông qua mạng công cộng hoặc công ty Ở cấp độ này, tất cả các hoạt động mang tính không sản phẩm (như: nghiên cứu, tài chính, ) của doanh nghiệp cũng có thể được liên kết

3 Phân loại quá trình

Quy trình điều khiển bởi các máy tín thường được phân loại theo hai mô hình:

Hệ thống liên tục và hệ thống các sự kiện rời rạc

Một ví dụ của một quá trình liên tục là bộ điều chỉnh nhiệt độ giữ nhiệt độ trong

lò phản ứng với giới hạn được đặt sẵn xung quanh một giá trị điểm đã được thiết lập Hệ thống đọc nhiệt độ được đưa ra bởi một cảm biến, so sánh nó với các điểm giá trị, tính toán hiệu chỉnh cần thiết bằng cách sử dụng một thuật toán kiểm soát đầy đủ, và kích hoạt thiết bị truyền động để sưởi ấm cho phù hợp Chuỗi các hoạt động này được lặp đi lặp lại đều đặn, thường xuyên, định kỳ Thời gian được thiết lập theo các biến động của quá trình điều khiển

Mặt khác, sự điều khiển thang máy liên quan đến các lớp của một hệ thống rời rạc Khi thang máy đang đến gần sàn, các bộ cảm biến giảm tốc sàn được kích hoạt, trong trường hợp này, hệ thống điều khiển phản ứng bằng cách giảm tốc độ của thang máy Tiếp theo, nó phải dừng thang máy khi cảm biến sàn chỉ ra rằng sàn nhà

đã được chạm tới Trong chuỗi này, các sự kiện khác có thể xảy ra như truy vấn yêu cầu từ các hành khách bên ngoài thang máy Yêu cầu như vậy hoặc có thể được thực hiện ngay sau trình tự hiện tại hoặc chỉ cần ghi nhớ cho các xử lý sau Ngoài

ra, một sự kiện nhất định có thể không được quan tâm Trong ví dụ trên, trường hợp giảm tốc độ chỉ được chú ý khi thang máy dừng lại trên sàn tương ứng Sự kiện phát hiện cần được vô hiệu hóa và đôi khi kích hoạt lại sau Một đặc tính thiết yếu của hệ thống sự kiện rời rạc là nếu các hành động kích hoạt bởi sự xuất hiện của một sự kiện hoàn toàn được biết đến, thời điểm mà tại đó sự kiện này sẽ xảy ra là một ưu tiên không rõ ràng Hơn nữa, thứ tự mà trong đó hai hoặc nhiều sự kiện xảy ra thường rất quan trọng

Batch Systems (Hệ thống hàng loạt)

4 Hệ thống điều khiển

Hệ thống liên tục và hệ thống rời rạc được thực hiện bằng cách hỏi vòng theo

chu kỳ hoặc có chu kỳ thường được gọi là hệ thống thời gian kích hoạt hoặc hệ thống dữ liệu lấy mẫu

Time-Triggered Systems (Hệ thống thời gian kích hoạt)

Theo quan điểm điều khiển hệ thống, hệ thống liên tục sẽ được thực hiện như một vòng lặp các thao tác đợi sự khởi đầu của chu kỳ, lấy mẫu đầu các đầu vào, tính toán giá trị đầu ra mới, và thiết lập các bộ kích thích theo các giá trị mới

Tính chu kỳ không phải là bắt buộc nhưng thường được được cho là dẫn đến các thuật toán đơn giản và hệ thống ổn định và an toàn hơn Hầu hết các thuật toán phát triển với giả thiết này rất nhạy cảm với sự thay đổi thời gian Đặc biệt là trong trường hợp của bộ điều khiển động cơ Đồng thời lấy mẫu đầu vào cũng là một yếu

tố ổn định quan trọng Giả định rằng bộ điều khiển thực hiện một thuật toán điều khiển không gian trạng thái trong đó vector trạng thái bao gồm vị trí, tốc độ, gia tốc của một thiết bị di động, và các giá trị thực tế thu được bằng ba bộ cảm biến, một bộ

mã hóa vị trí, đo tốc độ gốc,và một gia tốc kế Các thuật toán điều khiển giả định rằng các giá trị đo được là cùng một lúc Đối với các hệ thống điều khiển, sự chuyển dịch này được gọi là lấy mẫu đồng thời Sự thu nhận không thực sự là đồng thời nếu chỉ một bộ xử lý được dành cho ba thao tác Tuy nhiên, ngay lập tức của họ phải được càng gần càng tốt và vẫn còn khác biệt theo một giới hạn nhất định, có thể được ước tính khoảng hai bậc độ lớn dưới chu kỳ

Discrete Event Control Systems (Hệ thống sự kiện rời rạc)

Hệ thống sự kiện rời rạc có thể được thực hiện như một tập hợp các thao tác được kích hoạt bởi một sự kiện Hãy xác định một sự kiện như là một thay đổi đáng

kể (hoặc một chuỗi các thay đổi đáng kể) của trạng thái các bộ xử lý Sự thay đổi sự kiện này, được phát hiện bởi một số mạch đầu vào liên tục giám sát và chuyển thành một gián đoạn (sự phát hiện cũng có thể được thực hiện bằng phần mềm) Sự

kiện này được xử lý bởi một tiến trình tiến hành các hành động cần thiết Thời gian trôi qua giữa sự xuất hiện của sự kiện và các phản ứng tương ứng, thường được gọi

là thời gian phản ứng, được giới hạn và đưa ra trong các yêu cầu Thời gian phản ứng có thể phụ thuộc vào các loại sự kiện Phản ứng với các sự kiện thường được

xử lý theo trình tự xuất hiện của các sự kiện Tuy nhiên, một số sự kiện có thể quan trọng hơn Ví dụ như sự kiện dừng khẩn cấp trong thang máy rõ ràng là quan trọng hơn một yêu cầu gọi thang máy Điều này sẽ trở thành ưu tiên trong việc xử lý sự kiện Trong bất kỳ trường hợp nào, thứ tự các sự kiện xảy ra rất quan trọng cho ứng dụng

Kỹ thuật thực hiện như trên là thông thường nhưng không phải là duy nhất Luôn luôn có thể thực hiện một hệ thống sự kiện rời rạc như là một hệ thống liên tục Trong trường hợp này, tất cả các yếu tố đầu vào được lấy mẫu tại các khoảng thời gian tường xuyên bởi phần mềm điều khiển - phát hiện những thay đổi và tiến hành các phản ứng cần thiết Đây là cách Bộ điều khiển lập trình Logic (Programmable Logic Controller - LPC) được thực hiện Với việc thực hiện như vậy, sự ưu tiên giữa các sự kiện chỉ có thể được khẳng định nếu các sự kiện được phát hiện trong những chu kỳ hỏi vòng khác nhau Nếu hai sự kiện được phát hiện trong cùng một chu kỳ hoặc một giai đoạn, chúng sẽ được coi như đồng thời Chu kỳ hoặc giai đoạn nên được lựa chọn để đảm bảo tất cả các sự kiện có thể được phát hiện Trong ví dụ thang máy, nếu bộ chuyển đổi giảm tốc độ đóng cửa trong thời gian tối thiểu là 20ms, thời gian hỏi vòng nên thấp hơn để có thể phát hiện các sự kiện

Tóm lại, hệ thống điều khiển liên tục đặc trưng bởi bốn đặc điểm quan trọng:

- Chúng theo chu kỳ và các định kỳ thường xuyên, giá trị chu kỳ được thiết lập theo các quá trình động

- Sự biến động trong một chu kỳ nên được giới hạn một vài phần trăm của chu

Hệ thống sự kiện rời rạc có thể được thực hiện như những hệ thống liên tục Sau

đó, chúng thể hiện các đặc điểm tương tự nhưng không nhất thiết phải theo định kỳ Tuy nhiên, thời gian một chu kỳ nên được giữ ở mức thấp đủ để tất cả các sự kiện

có thể được nhận biết Các hệ thống này cũng có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các ngắt với các đặc điểm sau:

- Các sự kiện xảy ra tức thời không được biết đến

- Thời gian phản ứng các sự kiện được giới hạn

- Thứ tự xảy ra các sự kiện là một yếu tố quan trọng

- Phản ứng với một số sự kiện có thể có mức ưu tiên cao hơn

- Sự phát hiện một sự kiện có thể tạm thời bị vô hiệu hóa

- Có một giới hạn trong mật độ xảy ra các sự kiện có thể xử lý bởi hệ thống điều khiển

5 Hệ thống thông tin

Hệ thống thông tin liên lạc hỗ trợ sự tương tác giữa các ứng dụng điều khiển Trên một máy tính, các ứng dụng khác nhau có thể cùng tồn tại, với một số theo thời gian kích hoạt một số theo sự kiện được kích hoạt Chúng có thể giao tiếp với các ứng dụng từ xa của các loại ứng dụng khác (một ứng dụng thời gian kích hoạt

có thể giao tiếp với một ứng dụng sự kiện kích hoạt)

Mạng thông tin có thể được xây dựng theo mô hình sự kiện kích hoạt hoặc thời gian kích hoạt hay kết hợp cả hai Sự thích ứng một ứng dụng thời gian kích hoạt với một mạng lưới thời gian kích hoạt rõ ràng là dễ dàng thực hiện hơn so với một

hệ thống sự kiện kích hoạt Sau đó có thể yêu cầu một số thích ứng thêm Lý tưởng nhất là các hệ thống thông tin liên lạc hỗ trợ cả hai mô hình trên

Các mô hình thông tin

Các mô hình thông tin sẽ xác định các quá trình ứng dụng khác nhau có thể hợp tác với nhau như thế nào (Thomesse 1993) Mô hình thông tin được sử dụng rộng

rãi nhất là mô hình client-server Trong mô hình này, quy trình tương tác thông qua

các yêu cầu và phản hồi Client là quá trình đó yêu cầu một hành động được thực

hiện bởi một quá trình khác – Server Server thực hiện công việc và trả về một bản tin với kết quả Client và Server chỉ đề cập đến vai trò các quá trình trong hoạt động

từ xa Một quá trình là một client trong một số thao tác có thể trở thành server cho một số khác Đây là một mô hình điểm-tới-điểm (point-to-point)

Mô hình này thể hiện một số hạn chế cho các ứng dụng điều khiển Đầu tiên, thời gian không được đưa vào tính toán Nó không thể xác định một sự chậm trễ giữa yêu cầu và phản hồi và có một số phương pháp để kiểm tra xem sự chậm trễ này sẽ được lưu ý bởi vì các ứng dụng server sẽ tham gia vào phản hồi Thứ hai, nếu một client muốn thực hiện các yêu cầu đồng thời với một vài server, điều này chỉ có thể được thực hiện tuần tự, một yêu cầu sau các yêu cầu khác Cuối cùng, nếu hai client cùng có một yêu cầu đến server , server này sẽ xử lý yêu cầu theo thứ tự

và các hồi đáp có thể khác nhau Ví dụ, hai nút điều khiển có thể yêu cầu giá trị của một sensor gắn liền với một server Nhưng giá trị trả lại cho client đầu tiên có thể khác với giá trị cho client thứ hai Hai vấn đề cuối có thể được giải quyết bằng các thuật toán đầy đủ ở phần đầu trang sự tương tác client-server Kết quả này trong việc triển khai lớn thường có hiệu suất kém Tuy nhiên, đối với một số hoạt động từ

xa, đặc biệt là trong giai đoạn cấu hình và thiết lập, những vấn đề này không xuất hiện và mô hình client-server là một giải pháp tốt Đối với các hoạt động thời gian thực, các mạng công nghiệp cần phải cung cấp các giải pháp thực hiện và đơn giản

để giải quyết các vấn đề của mô hình client-server Điều này đã dẫn đến mô hình

producer-subcriber (đôi khi được gọi là mô hình publisher-subcriber), đó là một

mô hình đa điểm Mô hình này phù hợp với hệ thống thời gian kích hoạt

Trong mô hình producer-consumer, mỗi mẫu thông tin có một producer và một

hoặc nhiều consumer Khi producer có một số thông tin đã sẵn sàng, nó cho các

thông tin đó vào mạng Đây là một sự chuyển giao thông tin và sẵn có cho

consumer Điều này có một số ưu điểm so với mô hình client-server:

- Producer và consumers không cần thiết phải đồng bộ Consumer không phải

chờ phản hổi từ Produce rnhư trong mô hình client-server Nếu thông tin đã

được chuyển giao, nó có thể sử dụng hoặc nếu không, nó coi như không có thông tin mới

- Các thông tin giống nhau có thể được truyền cùng lúc cho tất cả các

consumer Do đó có thể sử dụng mạng hiệu quả hơn

- Hai hay nhiều consumer sẽ làm việc với cùng một giá trị tại một thời điểm

nhất định

- Các luồng điều khiển không còn cần thiết như một thông tin mới ghi đè lên các thông tin trước đó Giả thiết rằng việc phát sinh các thông tin mới sẽ làm lồi thời các thông tin trước

- Đồng bộ hóa giữa các ứng dụng có thể được thực hiện như kết quả của một biến đồng bộ hóa

Tuy nhiên, mô hình này đi kèm với một sự trả giá Khi consumer không có cách

nào để liên kết thông tin với một yêu cầu rõ ràng (như trong mô hình client-server),

nó sẽ có thể cần biết thời gian tồn tại của thông tin Mạng thực hiện các mô hình

producer–consumer sẽ có thể đánh dấu thông tin với một số thuộc tính mà từ đó

thông tin này có thể được trích xuất

Mô hình producer–distributor–consumer là một phần mở rộng của mô hình

producer–consumer, mô hình này cho biết thêm một mức độ tách biệt giữa sản

xuất và chuyển giao thông tin Thành phần bổ sung, distributor, phụ trách chuyển giao thông tin từ vị trí producer đến các customer Bằng cách như vậy, chuyển giao thông tin không còn gây ra bởi producer nhưng được thực hiện theo các quy tắc được định nghĩa cho distributor Điều này mang tính linh động trong lịch trình của

chuyển giao trong mạng và mang lại một hiệu quả cải thiện

Tính thống nhất thời gian

Tính thống nhất thời gian có hai khía cạnh : tính thống nhất thời gian tuyệt đối

và tính thống nhất thời gian tương đối

Tính thống nhất thời gian tuyệt đối liên quan đến thời gian tồn tại của thông tin Một phần dữ liệu được tạo ra tại một thời điểm nhất định Sau đó được truyền qua

hệ thống thông tin liên lạc Nó được sử dụng lần cuối cùng tại một số điểm trong chu kỳ Một phần dữ liệu được cho là có thời gian phù hợp một cách tuyệt đối khi khác biệt giữa thời điểm tạo ra và thời điểm hiện tại không vượt quá thời hạn hiệu

lực của nó Nói cách khác, dữ liệu không nên được sử dụng nếu nó quá cũ Hành vi này rất dễ dàng để đảm bảo khi tất cả diễn ra trên cùng một máy tính Khi dữ liệu truyền qua mạng, thông tin thường bị mất mát

Trong một ứng dụng thời gian kích hoạt, ứng dụng điều khiển hy vọng rằng tất

cả các dữ liệu đầu vào đã được thu nhận cùng một lúc Các phép đo được thực hiện trong một cửa sổ thời gian nhất định Đặc tính này được gọi là "thời gian sản xuất gắn kết" - “production time coherence” trong tiêu chuẩn Field Instrumentation Protocol (FIP), và nói chung, chúng ta có thể nói về "tính thống nhất thời gian" mỗi khi một số hành động phải được thực hiện trong một khoảng thời gian (ISO 1994)

Nó được gọi là thời gian (hoặc tương đối thời gian) nhất quán (Kopetz và Kim

Hệ thống thời gian kích hoạt phân tán làm việc theo định kỳ và các vị trí điều khiển khác nhau đồng bộ hóa hoạt động của mình theo thời gian Để làm như vậy, chúng không thể dựa vào đồng hồ cục bộ mà cần phải chia sẻ một nhận biết chung

về thời gian (Verissimo 1994) Điều này có thể đạt được thông qua một thuật toán đồng bộ đồng hồ phân tán (Kopetz và Ochsenreiter 1987), hoặc với một số hạn chế,

sử dụng "sự kiện" theo thời gian được tạo ra bởi các mạng lưới (He et al 1990) Trong hệ thống như vậy, các vị trí điều khiển chỉ trao đổi dữ liệu, hoặc thông tin trạng thái Rõ ràng, tất cả các dữ liệu cần thiết cho các tính toán nên được tận dụng

có thể cho tất cả các bộ điều khiển trước khi đồng bộ hóa các thời điểm, điều khiển luồng được thực hiện tĩnh Một đơn vị duy nhất của dữ liệu có thể là cần thiết bởi một số các nút điều khiển Khi các nút này không chia sẻ một bộ nhớ chung, các đơn vị dữ liệu cần được nhân rộng ở mỗi nút Điều này có thể được thực hiện bằng cách truyền quảng bá, nhưng chúng ta cần phải cần đảm bảo rằng tất cả các bản sao giống hệt nhau vào thời điểm chúng được sử dụng Đặc tính này được gọi là tính thống nhất không gian Nó có thể thu được bằng một thuật toán phát sóng đáng tin cậy (Hadzilacos và Toueg 1993), hoặc như trong FIP, chỉ một dấu hiệu của tính nhất quán không gian là cần thiết (Decotignie và Prasad 1994)

Ảnh hưởng của sự sai hỏng

Sự sai hỏng là không thể tránh khỏi nhưng ảnh hưởng của chúng cần phải được giảm thiểu Trong lĩnh vực giá trị, sai hỏng có thể có các giá trị không xác định hoặc các giá trị được định nghĩa như là các đầu vào chính xác, nhưng không liên quan Trong miền thời gian, sự sai hỏng, thiếu sót, theo thời gian, sớm hay muộn cũng có thể xảy ra Đối phó với những sai hỏng là mục tiêu của máy tính kháng lỗi (Lee Lann 1992), ngoài phạm vi chương này Tuy nhiên, sẽ rất có giá trị khi thảo luận về tác động của mạng trên hệ thống liên quan đến sai hỏng Với sự khởi đầu của một mạng, lỗi có thể xảy ra trong một số các đơn vị bổ sung, liên kết, các mạch