BÁO CÁO HỆ THỐNG THÔNG TIN CÔNG NGHIỆP Đề tài Mạng và Ứng Dụng

Điều này là sự thật nhưng phần lớn thời gian trong một bối cảnh cụ thể.Lý giải cho điều này là vì không có trường hợp riêng biệt nào trong truyền thông công nghiệp.Trong hầu hết thời gia

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC

Mục Lục

1.1 Giới thiệu 2

1.2 Phân cấp sản xuất 2

1.3 Các loại quá trình 4

1.4 Các hệ thống điều khiển 5

1.5 Các hệ thống truyền thông 8

1.6 Tham số cần xem xét khi lựa chọn một ứng dụng 13

1.7 Mộ số giải pháp tổng quan 15

1.8 Kết luận 24 Tài liệu tham khảo !

Mạng và ứng dụng

1.1 Giới thiệu

Từ khi xuất hiện hệ thống thông tin công nghiệp Đã có hàng tá các giải pháp đã được đưa ra nhằm mục đích giải quyết các vấn đề còn tồn tại của hệ thống Điều này là sự thật nhưng phần lớn thời gian trong một bối cảnh cụ thể.Lý giải cho điều này là vì không có trường hợp riêng biệt nào trong truyền thông công nghiệp.Trong hầu hết thời gian quy trình công nghiệp được tổ chức theo kiểu phân cấp và phụ thuộc vào vị trí trong hệ thống phân cấp sẽ khác nhau.Cách thức trong phần mềm điều khiển được viết cũng giới thiệu các yêu cầu khác nhau

trong mạng truyền thông.Để chọn lựa một mạng truyền thông thì một điều quan trọng là phảihiểu những ý tưởng khác nhau của những nhà thiết kế mạng khi họ xây dựng giải pháp củamình.

Trong chương này, trước tiên chúng ta hãy miêu tả phương thức sản xuất công nghiệpđược tổ chức.Trong phần tiếp theo sẽ giải thích về những sự khác nhau trong kiến trúc cácứng dụng điều khiển.Khi giới thiệu một mạng để hỗ trợ truyền thông giữa các thực thể điềukhiển một số giới hạn được đưa vào ví dụ như các lỗi hay các trễ Khi chúng ta đã có được

sự hình dung về hệ thống ta sẽ đi sâu vào chi tiết ở phần ba.Trong phần cuối cùng sẽ trìnhbày về mạng truyền thông công nghiệp được lựa chọn và chúng có thể hỗ trợ các loại ứngdụng nào và bằng cách nào chúng thực hiện công việc được yêu cầu

1.2 Phân cấp sản xuất

Hệ thống điều khiển của một quá trình sản xuất được thực hiện bởi nhiều máy tínhđược tổ chức bởi vài mức phân cấp Mạng máy tính cung cấp giao tiếp giữa các máy tínhtrong cùng một mức và với một số máy tính khác ở mức liền kề đó

Trước khi trình bày các mức khác nhau một cách chi tiết chúng ta hãy nói về một ứngdụng càng gần một quá trình thì thời hạn càng cao(ISO 1994) Ngược lại, số lượng dữ liệuđược truyền tăng lên theo mức trong mô hình phân cấp.Vị trí của một ứng dụng trong môhình phân cấp sản xuất cũng ảnh hưởng đến cách thức mà phần mềm ứng dụng được xâydựng.Các ứng dụng ở mức thấp thường tiếp cận theo phương pháp có thời gian kích hoạt(Xem phần 46.4) trong khi các ứng dụng ở mức cao hơn thì phương pháp tiếp cận sự kiệnthường được sử dụng trong hầu hết các trường hợp

Một số lớn các mô hình nhà máy,cũng gọi là mô hình CIM đã từng được mô tả ( ví dụxem Jones et al,1989).Trong các mô hình phân cấp thì tất cả các mục đích trên không khácnhau nhiều Sự khác nhau chủ yếu nằm ở số mức và tên các mức Hình 46.1 mô tả một cáchtóm tắt của những đề xuất đươcj đưa ra Hình vẽ này cũng chỉ ra một sự khác biệt khá lớngiữa quá trình điều khiển và quá trình sản xuất

Mục đích đầu tiên của một hệ thống điều khiển nhà máy tổ chức theo kiểu phân cấpnhư hình 46.1 là để quản lý quá trình như đã thấy qua các bộ cảm biến (mức 0) bởi hoạtđộng sau khi thông qua cơ cấu chấp hành Các bộ cảm biến và thiết bị truyền động được kếtnối đến mức đầu tiên(mức 1) của tự động hoá ở đó mỗi thiết bị tự động hoá điều khiển một

biến của tiến trình theo cách mà nó vẫn ở trong giới hạn hoặc sau dữ liệu Mức 1 tương ứngvới một trục điều khiển của một thực thể đơn trong sản xuất hoặc trong một vòng lặp nội bộtrong quá trình điều khiển.Các biến có thể là rời rạc ví dụ như một thiết bị thay đổi trong mộtmáy công cụ hoặc liên tục như một trục trong một robot hoặc thiết bị làm nóng trong cộtchưng cất.

Đơn vị dữ liệu ở mức 2 xây dựng một tập các giá trị điểm đặt hoặc giới hạn cho các biếnđược kết nối hoặc có liên quan để đảm bảo hoạt động.Điều này thường được xen vào trong

bộ điều khiển của máy tính số (CNC) hoặc bộ điều khiển thiết bị cho một thiết bị máy móchoặc bộ điều khiển đường đi của một robot và nó sẽ đưa ra một tập các giá trị đặt trước chotheo một thứ tự để thực hiện một con đường được đưa ra Những đơn vị này nhận các lệnh

từ và trở về trạng thái của nó đến thiết bị máy móc hoặc mức quá trình (mức 3)

Các đơn vị ở mức 3 phối hợp hành động hoặc các điều kiện hoạt động, vài phần tửhoặc một nhóm vài phần tử theo thứ tự để nhận ra và tối ưu hóa hoặc một những hoạt độngtheo trình tự trên một đối tượng là thể rắn hay lỏng.Chúng nhận các lệnh và báo cáo lên lớptrên hoặc mức hệ thống điều khiển phân phối (mức 4)

Các đơn vị ở mức 1 đến mức 3 phải thực hiện chẩn đoán chính nó, phát hiện các điều kiệnkhẩn cấp và đưa ra một quyết định tức thời nếu chúng có đủ thông tin để thực hiện.Theo mộtcách khác thì chúng báo cáo lên các lớp bên trên để thực hiện

Các đơn vị ở lớp 4 có trách nhiệm đánh giá sản xuất ,lên kế hoạch khi nào và ở đâucác hoạt động đưa ra được thực hiện trên các đối tượng và để đảm bảo tất cả các tài nguyênđược thực hiện

Mức 5 thông thường tương ứng với xây dựng một sản phẩm đơn lẻ hoặc một họ cácsản phẩm trên các thiết bị tương tự.Đó là ở đâu quá trình lập kế hoạch cho các sản phẩmđược thực hiện

Mức 6 biểu diễn mức cao nhất của mộ hình Các chức năng cơ bản thực hiện ở mứcnày là thiết kế sản phẩm,quản lý tài nguyên,quản lý sản xuất mức cao với đưa ra lịch sảnxuất,thành lập các chính sách theo mô hình…vv

Hình 46.1

Ở mức trên cùng chúng ta có thể nhận thấy một mức quản lý doanh nghiệp (không chỉ ratrong hình 46.1) được nối đến một vị trí khác hoặc một các cây khác thông qua các mạngcông cộng hoặc mạng doanh nghiệp.Ở mức này, tất cả các hoạt động không phải sảnxuất( như nghiên cứu, tài chính ) của doanh nghiệp có thể được kết nối

Cũng nên chú ý rằng một vài mức có thể vắng mặt trong mô hình của một vài doanhnghiệp.Dựa vào mức tự động hóa và cấu trúc điều khiển, mức 2 và mức 1 có thể được baogồm trong lớp 3.Mức 5 và mức 6 cũng có thể thành một mức đơn

Ngày nay xu hướng rõ rệt là làm giảm số mức.Tuy nhiên các chức năng trên vẫn dược miêu

sẽ sử dụng thuật toán điều khiển đầy đủ để hiệu chỉnh cần thiết và đưa ra một bộ truyền độngnhiệt phù hợp.Tiến trình hoạt động này được thực hiện lặp lại thường xuyên theo chu kì.Chu

kì này được đặt theo sự thay đổi của quá trình được điều khiển

Theo một hướng khác,thì hệ thống thang máy lịa liên hệ đến một hệ thống rờirạc.Chúng ta hãy xem xét các trình tự các hoạt động một cách cụ thể.Trong khi một thang

máy đang đi đến tầng đích của nó, hệ thống được trông đợi là giảm tốc độ cảm biến sànđược bật,trong trường hợp đó hệ thống điều khiển phải thực hiện giảm tốc độ của thangmáy.Bước tiếp theo, nó phải dừng thang máy khi cảm biến sàn chỉ thị đã đạt được đến tầngcần thiết.Trong suốt quá trình này một vài sự kiện có thể xảy ra như là có yêu cầu từ cáckhách bên ngoài thang máy.Các yêu cầu đó có thể thay đổi ngay trình tự hoạt động của hệthống hoặc cũng có thể được đáp ứng sau đó.Thêm vào đó có thể một vài sự kiện xảy rakhông phải luôn thú vị ở mọi thời điểm.Trong ví dụ trên sự kiện giảm tốc độ chỉ có ý nghĩanếu thang máy dừng lại ở đúng tầng phù hợp.Bộ phát hiện sự kiện thỉnh thoảng cũng cầnnghỉ nghơi và sau đó làm việc lại sau đó.Một điểm đặc biệt của hệ thống rời rạc là nếu mộthoạt động kích hoạt xảy ra bởi sự xuất hiện của một sự kiện hoàn toàn đã được biết,thờiđiểm mà sự kiện này xảy ra được ưu tiên thì chưa biết.Hơn nữa,thứ tự xảy ra của các sự kiệncũng rất quan trọng.

Các hệ thống thời gian khởi tạo

Theo quan điểm hệ thống điều khiển,các hệ thống liên tục sẽ được triển khai như là cácnhiệm vụ quét từ đầu của chu kì,ví dụ các đầu vào của hệ thống,tính toán các giá trị đầu ravới và thiết lập cơ cấu chấp hành theo các giá trị mới.Tính chu kì là không bắt buộc nhưngthông thường thì nó đưa ra thuật toán đơn giản hơn và các hệ thống an toàn ,ổn địnhhơn Hầu hết các thuật toán được phát triển với giả thiết là rất nhạy và biến thời gian có chu

kì Đây là trường hợp đặc biệt trong các bộ điều khiển trong máy chính xác.Các mẫu đầu vàođồng thời cũng là một nhân tố ổn định quan trọng.Chúng ta hãy giả thiết rằng bộ điều khiểnkhai triển thuật toán điều khiển trạng thái không gian trong đó vector trạng thái bao gồm vị

trí,tốc độ, dự tăng tốc của di động và các giá trị thực tế được chứa đựng bởi ba cảm ứng,một

bộ mã hoá vị trí,một máy đo tốc độ và một bộ tăng tốc độ.Thuật toán điều khiển được giảthiết là giá trị các phép đo được yêu cầu ở gần như tức thì.Đối với hệ thống điều khiển quátrình dịch này được gọi là lấy mẫu đồng thời Kết quả thu được sẽ thực sự không đồng thờinếu chỉ một bộ xử lý được sử dụng cho cả ban hoạt động trên.Tính tức thời có thể gần đúngtrong một giới hạn đưa ra có thể được ước tính đến hai trật tự của độ lớn dưới chu kì

Các hệ thống điều khiển sự kiện rời rạc

Các hệ thống rời rạc có thể được triển khai khi một số nhiệm vụ được kích hoạt bởimột sự kiện xảy ra Chúng ta định nghĩa một sự kiện khi có một sự thay đổi quan trọng (hoặcmột số sự thay đổi) trạng thái của quá trình(được gọi là sự kiện) Sự thay đổi này,sự kiệnđược phát hiện bởi một số mạch đầu giám sát liên tục đầu vào và được biến đổi thành mộtngắt(việc phát hiện cũng có thể được thực hiện bởi phần mềm).Sự kiện được xử lý bởi mộtnhiệm vụ dùng để đảm nhận các hoạt động được yêu cầu Thời gian trôi qua giữa sự xuấthiện của các sự kiện và phản ứng phù hợp,thông thường gọi là thời gian phản ứng được đưa

ra trong các trong các yêu cầu Thời gian phản ứng có thể phụ thuộc vào loại sự kiện.Cácphản ứng đến các sự kiện thông thường được xử lý theo thứ tự các sự kiện đến Tuy nhiên cómột vài sự kiện quan trọng hơn Ví dụ việc dừng một cahcs khẩn cấp trong thang máy thì rõràng quan trọng hơn là một yêu cầu gọi đến.Và sẽ có sự ưu tiên trong khi xử lý sự kiện.Trong bất kì trường hợp nào, trật tự thực hiện các sự kiện đều quan trọng trong các ứng dụng

Công nghệ triển khai trên thuận lợi nhưng không phải là duy nhất Ta luôn có thểtriển khai một hệ thống sự kiện rời rạc như một hệ thống liên tục Trong một trường hợp tất

cả các đầu vào được lấy mẫu theo thời gian một cách đều đặn bởi phần mềm điều khiển cónhiệm vụ phát hiện các thay đổi và thực hiện các hoạt động cần thiết Đây chính là phươngpháp mà hầu hết các hệ thống điều khiển logic chương trinh(PLCs) được triển khai Trong

hệ thống được triển khai quyền ưu tiên giữa các sự kiện có thể chỉ được xác định nếu các sựkiện được phát hiện trong các chu kì vòng lặp khác nhau Nếu hai sự kiên được phát hiệntrong cùng một chu trình hay chu kì thì chúng sẽ được xem xét là thồng thời Chu trình haychu kì nên được lựa chọn theo cách mà ở đó tất cả các sự kiện đều có thể được phát hiện

Lấy ví dụ trong hệ thống thang máy,nếu công tắc giảm tốc đóng trong tối thiểu 20ms chu kìthì chu kì rõ ràng nên thấp hơn để phát hiện sự kiện đóng.

Tóm lại các hệ thống điều khiển liên tục được kì vọng có bốn yếu tố quan trọng sau:

 Chúng có tính chu kì và thường là tuần hoàn,và các giá trị trong chu kì được thiết lập theo các quá trình động

 Jitter trong chu kì nên được hạn chế đến một vài phần trăm trong chu kì

 Sự tức thời thu được của thiết lập đầu vào và đầu ra được biết trước và được đặt lệnh bởi hệ thống điều khiển

 Tất cả các đầu vào được lấy mẫu gần như đồng thời

 Các hệ thống sự kiện rời rạc có thể được triển khai như các hệ thống liên tục.Sau

đó chúng được kì vọng sẽ có các đặc tính quan trọng nhưng không cần thiết phải tuần hoàn Tuy nhiên,thời gian chu trình nên được giữ đủ thấp do đó tất cả các sự kiện có thể được cảm nhận.Các hệ thống này có thể triển khai sử dụng các ngắt với các đặc tính sau:

 Sự xuất hiện tức thời sự kiện không được biết đến

 Thời gian phản ứng đến một sự kiện bị ràng buộc

 Trình tự xuất hiện của các sự kiện đóng một vai trò quan trọng

 Phản ứng đối với một vài sự kiện có thể xảy ra với quyền ưu tiên cao hơn

 Bộ phát kiện của một sự kiện đưa ra có thể có một thời gian nghỉ tạm thời

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

Từ quan điểm điều khiển, một hệ thống điều khiển thông thường được cấu tạo từ một phầntrong đó thời gian được khởi tạo và một phần do sự kiện được khởi tạo

1.5 Các hệ thống truyền thông

Các hệ thống truyền thông ở đây là để hỗ trợ tương tác giữa các ứng dụng điều khiển.Trên một máy tính nhiều ứng dụng khác nhau có thể cùng tồn tại,một vài là thời gian đượckích hoạt và một số do sự kiện kích hoạt Chúng có thể truyền thông với các ứng dụng xahơn của một loại khác(một ứng dụng thời gian khởi tạo có thể truyền thông với một ứngdụng sự kiện khởi tạo)

Bản thân mạng truyền thông công nghiệp có thể được xây dựng theo mô hình sự kiện khởitạo hoặc mô hình thời gian khởi tạo hoặc kết hợp cả hai Kết hợp một mạng ứng dụng thờigian khởi tạo với một mạng ứng dụng sự kiện khởi tạo rõ ràng thực hiện dễ dàng hơn là một

hệ thống truyền thông sự kiện khởi tạo Và yêu cầu một vài bổ sung thích ứng Lý tưởng là

hệ thống truyền thông nên hỗ trợ cả hai quan điểm trên

Các mô hình truyền thông

Các mô hình truyền thông xác định bằng cách nào các quá trình ứng dụng khác nhau

có thể cộng tác Mô hình truyền thông được sử dụng rộng rãi nhất là mô hình khách-chủ.Trong mô hình này các quá trình tương tác thông qua các yêu cầu và các đáp ứng Khách làmột quá trình yêu cầu một hoạt động được thực hiện bởi một quá trình khác,một máy chủ.Máy chủ đưa ra công việc và trả lại một thông tin trả lời Khách và chủ chỉ tham khảo vai tròquá trình trong các hoạt động từ xa Một quá trình có thể là khách trong một vài hoạt độngnhưng lại có thể là chủ trong một số hoạt động khác Như vậy rõ ràng mô hình này là môhình điểm – điểm

Mô hình này tồn tại một số hạn chế Đầu tiên là thời gian không được đưa vào xemxét Hoàn toàn có thể chỉ định một thời gian trễ giữa yêu cầu và đáp ứng và có một sốphương tiện để kiểm tra lại trễ này,trễ này sẽ đáng lưu tâm bởi vì ứng dụng máy chủ liênquan đến đáp ứng Thứ hai là nếu một máy khách muốn thực hiện các yêu cầu đồng thời đếnvài máy chủ thì nó chỉ được thực hiện theo tuần tự,một yêu cầu chỉ được đáp ứng sau khimột yêu cầu khác được thực hiện Và cuối cùng nếu có hai khách đưa ra một yêu cầu tương

tự đối với nhiều máy chủ thì cách xử lý các yêu cầu theo trình tự vá đáp ứng có thể sẽ khácnhau Lấy ví dụ có hai node điều khiển có thể yêu cầu giá trị cảm biến liên hệ với một nodecảm biến Giá trị lại cho máy khách thứ nhất có thể khác so với giá trị trả về cho máy kháchthứ hai Hai vấn đề cuối cùng có thể được giải quyết bằng một thuật toán phù hợp hoạt độngtrên đỉnh của tương tác khách-chủ Điều này sẽ dẫn đến việc triển khai nặng với hiệu suấtkhông cao Tuy nhiên trong thực tế với một số hoạt động từ xa trong suốt pha cài dặt và cấuhình thì các vấn đề trên thường không xuất hiện và mô hình khách-chủ là một giải pháp tốt.Đối với các hoạt động thời gian thực các mạng công nghiệp thường đề xuất thực hiện cácgiải pháp đơn giản để giải quyết các vấn đề của mô hình khách-chủ Điều này sẽ dẫn đến môhình sản xuất-tiêu dùng (mà đôi khi còn được gọi là mô hình nhà xuất bản-người đặt mua

báo) là một mô hình đa điểm Mô hình này bị hạn chế các giá trị thông tin được truyền và nóphù hợp với các hệ thống kích hoạt thời gian Trong mô hình sản xuất –tiêu dùng thì mỗiphần thông tin sẽ có một nhà sản xuất và một hoặc nhiêu hơn người tiêu thụ Khi nhà sảnxuất có thông tin gửi đi nó sẽ đưa thông tin đó vào mạng Mạng làm nhiệm vụ vận chuyển

và đưa đến các nhà tiêu thụ Sau đây là những thuận lợi hơn mà mô hình này đạt được so với

mô hình khách –chủ:

Nhà cung cấp và người tiêu thụ không cần phải được đồng bộ hoá Người tiêu dùngkhông phải đợi đáp ứng của nhà cung cấp như trong mô hình khách-chủ Nếu có thông tinsẵn sàng truyền đi ,nó có thể sử dụng thông tin hay nói cách khác là xác định xem thông tin

có gì mới không Các thông tin tương tự có thể được truyền ở cùng một thời gian đến tất cảcác khách hàng và do đó mạng sẽ được sử dụng hiệu quả hơn

.Hai hoặc nhiều hơn các khách hàng sẽ cùng làm việc với một giá trị tương tự ở cùngmột thời gian đưa ra Điều khiển luồng sẽ cần thiết khi một thông tin mới đè nên một thôngtin trước đó Điều này giả thiết rằng một thông tin mới đưa ra làm lỗi thời thông tin trước nó.Đồng bộ giữa các ứng dụng có thể được triển khai khi sản xuất đồng bộ hoá được đưa vào

Tuy nhiên mô hình này cũng phải trả giá.Khi khách hàng không có cách nào để liên

hệ thông tin với các yêu cầu rõ ràng(trong mô hình khách –chủ) nó nên biết về thời điểm củathông tin Các mạng triển khai mô hình sản xuất –tiêu thụ nên đánh địa chỉ thông tin với cácthuộc tính mà từ đó thông tin có thể tách ra

Mô hình sản xuất, phân phối, tiêu dùng là một phần mở rộng của mô hình sản xuất - tiêudùng có thêm sự phân biệt giữa sản xuất và truyền thông tin Trong vai trò bổ sung, các nhàphân phối, có trách nhiệm chuyển giao các thông tin từ khu vực sản xuất đến khu vực tiêuthụ Bằng cách này, sự chuyên chuyển không phải thực hiện bởi nhà sản xuất, mà theo cácquy tắc xác định cho các nhà phân phối Điều này mang tính linh động trong lịch trìnhchuyển giao trong mạng và hiệu quả được cải thiện

Nhất quán về thời gian

Nhất quán về thời gian gồm hai loại: nhất quán về thời gian tuyệt đối và nhất quán vềthời gian tương đối

Nhất quán về thời gian tuyệt đối liên quan đến độ tuổi của tin tức Một phần của dữliệu được tạo ra tại một thời điểm nhất định Nó được truyền sau qua hệ thống thông tin Nó

cuối cùng được sử dụng tại một số điểm thời gian Một phần dữ liệu được cho là nhất quán

về mặt thời gian một cách tuyệt đối miễn là sự tức thời của kết quả và tức thời hiện tại khôngvượt quá khoảng thời gian hợp lệ của nó Nói cách khác, một phần của dữ liệu không nênđược sử dụng nếu nó đã quá lâu Điều này để đảm bảo khi tất cả diễn ra trên cùng một máytính Khi tất cả dữ liệu đều được truyền qua một mạng, thông tin thường bị mất

Trong thời gian kích hoạt ứng dụng, ứng dụng điều khiển mong đợi tất cả dữ liệu đầuvào được chấp nhận đồng thời Các phép đo được thực hiện trong cùng một cửa sổ thời giannhất định Thuộc tính này được gọi là “nhất quán về thời gian hình thành” theo tiêu chuẩnlĩnh vực đo lường (FIP), và nhìn chung, chúng ta có thể nói về sự nhất quán về thời gian mỗikhi một vài hành động được thực hiện trong một khoảng thời gian (ISO 1994) Nó được gọi

là nhất quán về thời gian ( hay nhất quán về thời gian tương đối) (Kopetz và Kim 1990,Kopetz 1988)

Nó được định nghĩ như sau Chúng ta hãy xem xét hai giá trị a và b Cho [a, ta, va] và [b, tb,

vb] là hai quan sát của a và b, trong đó va và vb là hai mẫu của a và b được cho tại thời điểm ta

và tb Hai mẫu được coi là nhất quán về mặt thời gian từ điểm tạo ra với | ta – tb | < R, với Rcho trước, trong đó R là ngưỡng nhất quán về thời gian

Nhất quán về không gian

Theo định nghĩa của Le Lann (1990), một hệ thống phân tán là : “ Một hệ thống máytính mà hành vi được xác định bởi các giải thuật rõ ràng được thiết kế để làm làm việc vớinhiều quỹ đạo điều khiển” Trong hệ thống như vậy, có một số lượng các node điều khiểnkhông làm việc độc lập với nhau nhưng cùng hợp tác thực hiện các nhiệm vụ chung Sự hợptác này có thể cần thiết để đạt tới mức nhất định khả năng chịu lỗi hay bởi vì nhiệm vụ điềukhiển toàn bộ quá lớn để xử lý tại một node duy nhất

Hệ thống phân tán khởi tạo một cách có chu kỳ và các quỹ đạo điều khiển khác nhau đồng

bộ vận hành tùy thuộc vào sự di chuyển của thời gian Như vậy, chúng không thể tin tưởngvào các bộ định thời cục bộ và cần chia sẻ một hướng chung của thời gian (Verissimo 1994).Điều này có thể đạt được thông qua giải thuật đồng bộ đồng hồ phân tán (Kopetz vàOchsenreiter 1987) hoặc, với một vài hạn chế sử dụng các sự kiện thời gian phát sinh bởimạng (He et al.1990) Trong những hệ thống như vậy, quỹ đạo điều khiển khác nhau chỉthay đổi dữ liệu hay thông tin trạng thái Rõ ràng, tất cả dữ liệu cần thiết cho các tính toán

nên khả dụng ở tất cả quỹ đạo điều khiển trước các thời điểm đồng bộ; điều khiển luồngđược thực hiện tĩnh Một đơn vị duy nhất của dữ liệu có thể được cần tới bởi vài node điềukhiển Khi những node này không chia sẻ một bộ nhớ chung, đơn vị dữ liệu cần được nhânrộng ở mỗi node Điều này có thể thực hiện bởi một sự truyền rộng rãi; nhưng chúng ta cầnphải có sự đảm bảo rằng tất cả các bản sao đều giống hệt nhau tại thời điểm chúng được sửdụng Thuộc tính này được gọi là nhất quán về không gian Nó có thể đạt được bởi giải thuậtquảng bá tin cậy ( Hadzilacos và Toueg 1993) hoặc trong FIP, nếu chỉ có một dấu hiệu của

sự nhất quán về không gian là cần thiết (Decotignie và Prasad 1994)

Thứ tự sự kiện

Hệ thống điều khiển khởi tạo sự kiện thường khá nhạy để sắp xếp xem sự kiện nàoxảy ra Các mạng không đảm bảo rằng các yêu cầu truyền thông tin đều được vận hành theotheo thứ tự mà khi chúng đệ trình Điều này có nghĩa rằng các ứng dụng không thể tin tưởngvào thứ tự mà trong đó chúng nhận được các sự kiện từ mạng để xác định thứ tự xuất hiệncủa các sự kiện theo thời gian

Ảnh hưởng của lỗi

Lỗi là không thể tránh được nhưng ảnh hưởng của chúng phải được giảm thiểu Trongmiền giá trị, lỗi có thể có khả năng là các giá trị không xác định hay các giá trị được coi làđúng nhưng không chính xác ở các đầu vào liên quan Trong miền thời gian, lỗi phá hủy, lỗigián đoạn, và thời gian sớm hay muộn, lỗi có thể cũng xảy ra Đối phó với những lỗi là mộtchủ đề của máy tính (Le Lann 1992) và vượt quá phạm vi của chúng tôi.Tuy nhiên nó có giátrị thảo luận để nghiên cứu ảnh hưởng của mạng trong hệ thống có lỗi Với một mạng, lỗi cóthể xảy ra ở một số thực thể mở rộng, những liên kết, các mạch phát xạ hay thu nhận vàphần mềm Những liên kết này có thể bị cắt liên tục hoặc vĩnh viễn và có thể bị nhiễu loạn

mà làm hư hỏng thông tin truyền đi Các bộ phận phát xạ hay thu nhận trong node có thểdừng lại, đáp ứng quá nhanh hay quá sớm và phát ra khi chúng không được cho phép haythậm chí liên tục Các mạng được thiết kế để chống lại lỗi bởi việc phát hiện và sửa lỗi bằngcách sử dụng ba loại dự phòng: dự phòng thời gian, dự phòng tài nguyên vật lý, và dự phòngthông tin Ví dụ, thông tin dự phòng được thêm vào mỗi bản tin truyền đi trong mạng theohình thức mã phát hiện lỗi, mã chẵn lẻ, hoặc CRC Mỗi mã có một khả năng phát hiện lỗi,điều đó có nghĩa là một số lỗi có thể không bị phát hiện ở một số cấp độ mạng Các lỗi phá