Luận Văn Tổ chức, lập trình và đánh giá tính redundancy trong hệ thống điều khiển đa cấp

TÓM TẮT

----------oOo---------

Luận văn đề cập quá trình xây dựng và kiểm chứng tính dự phòng cho I/O

Device và I/O Server. Các hãng sản xuất thiết bị tự động hoá đưa ra các giải pháp là

dự phòng phần cứng và dự phòng phần mềm, đồng thời đưa ra các cấu hình liên kết

mạng và gói phần mềm đi kèm.

Học viên đã xây dựng cấu trúc liên kết mạng dự phòng cho I/O Device dựa

trên các công nghệ truyền thông công nghiệp của hãng Siemens như MPI, Profibus,

Ethernet. Thiết lập giải thuật lập trình phần mềm, cơ chế xác định lỗi, cơ chế đồng

bộ hoá dữ liệu và cơ chế dự phòng cho CPU chính. Xây dựng cấu trúc liên kết

mạng dự phòng cho I/O Server qua mạng LAN, khai báo cấu hình phần cứng, cấu

hình giao tiếp với các I/O Device.

Xây dựng mô hình mô phỏng hầm giao thông, kiểm chứng và đánh giá các

tính dự phòng cho I/O Device và I/O Server trên các đối tượng điều khiển dạng số

và tương tự. Đối với các hàm điều khiển liên tục và tốc độ cao cần có thiết bị để thử

nghiệm, đánh giá để xây dựng giải thuật dự phòng tốt hơn, tín hiệu điều khiển sẽ

liên tục, đáp ứng yêu cầu về tốc độ của hệ thống. Khi đó, các cấu trúc dự phòng này

sẽ hữu ích hơn, ứng dụng nhiều hơn trong lĩnh vực tự động hoá.


MỤC LỤC

Chương 1: Giới thiệu tổng quan

1.1. Tính cấp thiết của luận văn 1

1.2. Các cơ chế và cấu trúc dự phòng . 2

1.2.1. Dự phòng cho I/O Server . 2

1.2.2. Dự phòng cho đường dẫn dữ liệu . 4

1.2.3. Dự phòng cho I/O Device 5

1.2.4. Dự phòng cho mạng LAN 6

1.3. Xây dựng cấu trúc dự phòng cho I/O Server và I/O Device cho giải pháp

hầm giao thông . 7

1.3.1. Nhiệm vụ của luận văn . 7

1.3.2. Những vấn đề khó khăn . 7

1.3.3. Phạm vi thực hiện 8

1.3.4. Dự kiến các lĩnh vực ứng dụng của đề tài . 8

1.3.5. Bố cục và nội dung của luận văn 9



Chương 2: Kỹ thuật Redundancy trong tự động hoá

2.1. Các kỹ thuật dự phòng . 11

2.1.1. Dự phòng lạnh . 11

2.1.2. Dự phòng ấm . 12

2.1.3. Dự phòng nóng 13

2.2. Kỹ thuật dự phòng của các hãng sản xuất thiết bị tự động hoá 14

2.2.1. Hệ thống dự phòng của hãng Schneider . 14



2.2.2. Hệ thống dự phòng của hãng Omron . 23

2.2.3. Hệ thống dự phòng của hãng Allen Bradley 25

2.2.4. Hệ thống dự phòng của hãng Mitsubishi 28

2.2.5. Hệ thống dự phòng của hãng Siemens 31

2.3. Mạng truyền thông công nghiệp Simatic Net 35

2.3.1. Mạng MPI 35

2.3.2. Mạng Profibus . 36

2.3.3. Mạng Ethernet . 38

2.4. Kết luận



Chương 3: Tổ chức, xây dựng cấu trúc dự phòng

3.1. Xây dựng cấu trúc dự phòng cho I/O Device 39

3.1.1. Giải thuật lập trình phần mềm 39

3.1.2. Cấu trúc liên kết mạng dự phòng của hãng Siemens 40

3.1.3. Các khối OB báo lỗi trong PLC S7-300 và S7-400 . 43

3.1.4. Xây dựng cấu trúc liên kết mạng dự phòng cho I/O Device 44

3.1.5. Xây dựng cơ chế xác định lỗi bằng phần mềm . 45

3.1.6. Truyền thông giữa các khối CPU . 47

3.1.7. Xây dựng cơ chế đồng bộ hoá dữ liệu 52

3.1.8. Tóm lược quá trình xây dựng cơ chế dự phòng cho I/O Device 53

3.2. Xây dựng cấu trúc dự phòng cho I/O Server . 54

3.2.1. Cấu trúc liên kết mạng dự phòng cho I/O Server 54

3.2.2. Khai báo cấu hình giao tiếp dữ liệu OPC 55

3.2.3. Khai báo cấu hình I/O Server ở chế độ thường trực 56





3.2.4. Khai báo cấu hình mạng LAN 56

3.2.5. Tóm lược quá trình xây dựng cơ chế dự phòng cho I/O Server . 57



Chương 4: Đánh giá tính dự phòng trên mô hình hầm

giao thông

4.1. Giới thiệu về các đường hầm giao thông 58

4.1.1. Nhu cầu về giao thông 58

4.1.2. Các đặc tính kỹ thuật của hầm giao thông nhân tạo 59

4.2. Ý tưởng xây dựng giải pháp và thực hiện . 61

4.2.1. Hệ thống chiếu sáng . 63

4.2.2. Hệ thống đèn tín hiệu giao thông 63

4.2.3. Hệ thống thông gió . 64

4.2.4. Hệ thống SCADA 66

4.2.5. Mô hình phần cứng hoàn chỉnh 68

4.3. Kết luận 69



Chương 5: Kết luận

5.1. Kết quả thử nghiệm và phân tích 70

5.1.1 Kết quả thử nghiệm 70

5.1.2 Nhận xét và phân tích kết quả đạt được . 70

Ưu điểm . 70

Nhược điểm . 70

5.2. Kết quả đạt được và ý nghĩa . 71

5.3 Hướng phát triển . 71

5.4 Kết luận 72





Tài liệu tham khảo . 73

Phụ lục . 74