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 Архитектура : 1
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 могут быть реализованы с использованием 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 ]
МЭК 61499-2 определяет требования к программным инструментам, соответствующим МЭК 61499. Сюда входят требования к представлению и переносимости элементов МЭК 61499, а также к формату DTD для обмена элементами МЭК 61499 между различными программными инструментами. Уже доступны 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.