МЭК 61499
Международный стандарт IEC 61499 , рассматривающий тему функциональных блоков для систем измерения и управления промышленными процессами, был первоначально опубликован Международной электротехнической комиссией (IEC) в 2005 году. Спецификация IEC 61499 определяет общую модель для распределенных систем управления и основана на по стандарту IEC 61131 . Концепции IEC 61499 также объяснены Льюисом и Зойтлом. [1] а также Вяткин. [2]
Часть 1: Архитектура [ править ]
МЭК 61499-1 определяет архитектуру распределенных систем. В IEC 61499 модель циклического выполнения IEC 61131 заменена моделью выполнения, управляемой событиями. Модель выполнения, управляемая событиями, позволяет явно указать порядок выполнения функциональных блоков. При необходимости периодически выполняемые приложения можно реализовать с помощью функционального блока E_CYCLE для генерации периодических событий, как описано в приложении A стандарта IEC 61499-1.
МЭК 61499 обеспечивает ориентированную на приложения конструкцию, при которой одно или несколько приложений, определяемых сетями взаимосвязанных функциональных блоков, создаются для всей системы и впоследствии распространяются на доступные устройства. Все устройства в системе описываются в модели устройства . Топология системы отражается моделью системы . Распространение приложения описывается в рамках модели сопоставления . Таким образом, приложения системы можно распространять, но поддерживать вместе. На IEC 61499 сильно повлиял Erlang с его моделью без общего доступа и прозрачностью распределения.
Подобно функциональным блокам IEC 61131-3, типы функциональных блоков IEC 61499 определяют как интерфейс, так и реализацию. В отличие от IEC 61131-3, интерфейс IEC 61499 содержит входы и выходы событий помимо входов и выходов данных . События могут быть связаны с входными и выходными данными с помощью ограничений With . МЭК 61499 определяет несколько типов функциональных блоков, каждый из которых может содержать описание поведения в виде последовательностей обслуживания:
- Функциональный блок сервисного интерфейса – SIFB: исходный код скрыт, а его функциональность описывается только сервисными последовательностями.
- Базовый функциональный блок — BFB: его функциональность описывается в виде диаграммы управления выполнением (ECC), которая аналогична диаграмме состояний (UML) . Каждое состояние может иметь несколько действий. Каждое действие ссылается на один или ноль алгоритмов и одно или ноль событий. Алгоритмы могут быть реализованы, как определено в соответствующих стандартах.
- Составной функциональный блок – CFB: его функциональность определяется сетью функциональных блоков.
- Интерфейсы адаптера. Интерфейс адаптера не является настоящим функциональным блоком. Он объединяет несколько событий и подключений к данным в одном соединении и предоставляет концепцию интерфейса для разделения спецификации и реализации.
- Субприложение: его функциональность также определяется как сеть функциональных блоков. В отличие от CFB, субприложения могут быть распределены.
Для поддержки приложений на устройстве IEC 61499 предоставляет модель управления . Диспетчер устройств поддерживает жизненный цикл любого ресурса и управляет связью с программными инструментами (например, инструментом настройки, агентом) с помощью команд управления . Через интерфейс программного обеспечения и команды управления можно реализовать онлайн-реконфигурацию приложений IEC 61499. [3]
Часть 2: Требования к программному инструменту [ править ]
IEC 61499-2 определяет требования к программным инструментам, которые должны соответствовать IEC 61499. Сюда входят требования к представлению и переносимости элементов IEC 61499, а также к формату DTD для обмена элементами IEC 61499 между различными программными инструментами.Уже существуют некоторые программные инструменты, соответствующие стандарту IEC 61499. [4] Среди них коммерческие программные инструменты, программные инструменты с открытым исходным кодом, а также академические и исследовательские разработки. Обычно требуется среда выполнения, соответствующая стандарту IEC 61499, и среда разработки, соответствующая стандарту IEC 61499.
Часть 3: Информация об учебном пособии (2008 г. отозвано) [ править ]
МЭК 61499-3 был связан с ранней версией стандарта общедоступной спецификации (PAS) и был отменен в 2008 году. В этой части содержались ответы на часто задаваемые вопросы , связанные со стандартом МЭК 61499, и описывалось использование элементов МЭК 61499 с примерами для решения распространенных проблем во время проектирование систем автоматизации.
Среди других примеров в IEC 61499-3 описано использование SIFB в качестве функциональных блоков связи для удаленного доступа к данным в реальном времени и параметрам функциональных блоков; использование интерфейсов адаптеров для реализации объектно-ориентированных концепций; алгоритмы инициализации в сетях функциональных блоков; и внедрение ECC для упрощенного управления двигателем гипотетических видеомагнитофонов .Кроме того, было объяснено влияние сопоставления на функциональные блоки связи, а также управление устройством с помощью приложений управления и его функциональных блоков, а также принцип функционального блока диспетчера устройств (DEV_MGR).
Часть 4: Правила для профилей соответствия [ править ]
IEC 61499-4 описывает правила, которым должна следовать система, устройство или программный инструмент, чтобы соответствовать IEC 61499. Эти правила связаны с функциональной совместимостью, переносимостью и конфигурацией . Два устройства являются совместимыми , если они могут работать вместе, обеспечивая функциональность, заданную конфигурацией системы. Приложения, соответствующие стандарту IEC 61499, должны быть переносимыми , что означает, что ими можно обмениваться между программными инструментами разных производителей с учетом требований к программным инструментам, описанных в IEC 61499-2. Устройства любого производителя должны настраиваться с помощью любого программного обеспечения, соответствующего стандарту IEC 61499.
Помимо этих общих правил, IEC 61499-4 также определяет структуру профилей соответствия . Профиль соответствия описывает, насколько система соответствует правилам стандарта IEC 61499. Например, возможность настройки устройства с помощью программного инструмента определяется поддерживаемыми командами управления. Формат обмена XML, который определяет переносимость приложений, соответствующих стандарту IEC 61499, определен в части 2 и дополняется профилем соответствия, например, путем объявления поддерживаемых расширений имен файлов для обмена элементами библиотеки программного обеспечения.
Взаимодействие между устройствами разных производителей определяется уровнями моделей OSI . выходные данные состояния, IP-адреса Также необходимо учитывать , номера портов, а также кодирование данных функциональных блоков, таких как PUBLISH/SUBSCRIBE и CLIENT/SERVER, которые используются для связи между устройствами. HOLOBLOC, Inc. определяет «Профиль соответствия IEC 61499 для технико-экономических обоснований», [5] который, например, поддерживается программным обеспечением FBDK, соответствующим стандарту IEC 61499, [6] 4диак IDE, [7] и nxtSTUDIO. [8]
Ссылки [ править ]
- ^ Алоис Зойтль и Роберт Льюис: Моделирование систем управления с использованием IEC 61499. 2-е издание , Control Engineering Series 95, Институт инженеров-электриков, Лондон, июль 2014 г.
- ^ Валерий Вяткин: Функциональные блоки IEC 61499 для проектирования встраиваемых и распределенных систем управления, Американское общество приборостроения, США, 2006, 2011 (второе издание), 2014 (третье издание на немецком и английском языках)
- ^ Алоис Зойтль. Выполнение в реальном времени для IEC 61499, Американское общество приборостроения (ISA), США, ISBN 978-1934394274 , ноябрь 2008 г.
- ^ «МЭК 61499 Новый стандарт автоматизации: инструменты» . Архивировано из оригинала 28 ноября 2015 года . Проверено 12 октября 2015 г.
- ^ «Профиль соответствия IEC 61499 для технико-экономических обоснований» . Проверено 12 октября 2015 г.
- ^ «FBDK – Комплект разработки функциональных блоков» . Проверено 12 октября 2015 г.
- ^ «Eclipse 4diac — среда с открытым исходным кодом IEC 61499» . Проверено 12 октября 2015 г.
- ^ «nxtControl – система автоматизации, соответствующая стандарту IEC 61499» . Проверено 20 сентября 2017 г.
Источники [ править ]
- Функциональные блоки IEC 61499. Часть 1: Архитектура, издание. 2.0 , получено 12 октября 2015 г.
- Функциональные блоки IEC 61499. Часть 2: Требования к программным средствам, издание. 2.0 , получено 12 октября 2015 г.
- Функциональные блоки IEC 61499. Часть 3: Учебная информация, издание. 1.0
- Функциональные блоки IEC 61499. Часть 4: Правила профилей соответствия, издание. 2.0 , получено 12 октября 2015 г.