Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Международный стандарт IEC 61499 , посвященный функциональным блокам для систем измерения и управления промышленными процессами, был первоначально опубликован в 2005 году. Спецификация IEC 61499 определяет общую модель для распределенных систем управления и основана на стандарте IEC 61131 . Концепции IEC 61499 также объясняются Льюисом и Зойтлом [1], а также Вяткиным. [2]

Часть 1. Архитектура [ править ]

IEC 61499-1 определяет архитектуру распределенных систем. В МЭК 61499 циклическая модель выполнения МЭК 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 помощью функционального блока E_CYCLE для генерации периодических событий, как описано в Приложении A к IEC 61499-1.

IEC 61499 обеспечивает ориентированную на приложения структуру, в которой одно или несколько приложений, определенных сетями взаимосвязанных функциональных блоков, создаются для всей системы и впоследствии распределяются по доступным устройствам. Все устройства в системе описаны в рамках модели устройства . Топология системы отражается в модели системы . Распространение приложения описывается в модели отображения . Следовательно, приложения системы можно распространять, но поддерживать вместе. МЭК 61499 находится под сильным влиянием Erlang с его моделью без совместного использования ресурсов и прозрачностью распределения.

Приложение и модель устройства IEC 61499

Подобно функциональным блокам МЭК 61131-3, типы функциональных блоков МЭК 61499 определяют как интерфейс, так и реализацию. В отличие от IEC 61131-3, 61499 интерфейса МЭК содержит событий входы и выходы , в дополнение к данных входов и выходов. События могут быть связаны с входами и выходами данных с помощью ограничений WITH . МЭК 61499 определяет несколько типов функциональных блоков, каждый из которых может содержать описание поведения в терминах сервисных последовательностей:

Интерфейс функционального блока
  • Функциональный блок служебного интерфейса - SIFB: исходный код скрыт, а его функциональность описывается только служебными последовательностями.
  • Базовый функциональный блок - BFB: его функциональность описана в терминах диаграммы управления выполнением (ECC), которая похожа на диаграмму 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 реальным функциональным блоком. Он объединяет несколько событий и подключений к данным в одном подключении и предоставляет концепцию интерфейса для разделения спецификации и реализации.
  • Подприложение: его функциональность также определяется как сеть функциональных блоков. В отличие от CFB, субприложения могут быть распределенными.

Для поддержки приложений на устройстве МЭК 61499 предоставляет модель управления . Менеджер устройств поддерживает жизненный цикл любого ресурса и управляет связью с программными средствами (например, инструмент конфигурации, агент) с помощью команд управления . С помощью интерфейса программного обеспечения и команд управления можно осуществить онлайн-реконфигурацию приложений IEC 61499. [3]

Часть 2: Требования к программному инструменту [ править ]

IEC 61499-2 определяет требования к программным средствам, которые должны соответствовать IEC 61499. Это включает требования к представлению и переносимости элементов IEC 61499, а также формату DTD для обмена элементами IEC 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 IEC 61499, и среда разработки, соответствующая IEC 61499.

Часть 3: Учебная информация (отозвана в 2008 г.) [ править ]

IEC 61499-3 был связан с ранней общедоступной версией стандарта (PAS) и был отозван в 2008 году. В этой части даны ответы на часто задаваемые вопросы, связанные со стандартом IEC 61499, и описывается использование элементов IEC 61499 с примерами для решения общих проблем во время проектирование систем автоматизации.

Среди других примеров, IEC 61499-3 описывает использование SIFB в качестве функциональных блоков связи для удаленного доступа к данным в реальном времени и параметрам функциональных блоков; использование интерфейсов адаптера для реализации объектно-ориентированных концепций; алгоритмы инициализации в сетях функциональных блоков; и реализация ECC для упрощенного управления двигателем гипотетических видеомагнитофонов . Кроме того, было объяснено влияние отображения на функциональные блоки связи, а также управление устройством с помощью приложений управления и его функциональных блоков, а также принцип работы функционального блока диспетчера устройств (DEV_MGR).

Часть 4. Правила для профилей соответствия [ править ]

МЭК 61499-4 описывает правила, которым должна следовать система, устройство или программный инструмент, чтобы соответствовать МЭК 61499. Эти правила относятся к взаимодействию, переносимости и конфигурации . Два устройства совместимы, если они могут работать вместе, чтобы обеспечить функциональность, определенную конфигурацией системы. Приложения, соответствующие IEC 61499, должны быть переносимыми , что означает, что ими можно обмениваться между программными инструментами разных производителей с учетом требований к программным инструментам, описанным в IEC 61499-2. Устройства любого производителя должны быть настроены с помощью любого программного обеспечения, совместимого с IEC 61499.

Помимо этих общих правил, IEC 61499-4 также определяет структуру профилей соответствия . Профиль соответствия описывает, как система соответствует правилам стандарта IEC 61499. Например, возможность настройки устройства программным средством определяется поддерживаемыми командами управления. Формат обмена XML, который определяет переносимость приложений, совместимых с IEC 61499, определяется в части 2 и дополняется профилем соответствия, например, путем объявления поддерживаемых расширений имен файлов для обмена элементами библиотеки программного обеспечения.

Совместимость между устройствами разных производителей определяются слоями модели OSI . Также необходимо учитывать выходы состояния, IP-адреса , 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 демонстрации осуществимости» [5], который, например, поддерживается совместимыми с IEC 61499 программными инструментами FBDK, [6] 4diac IDE, [7] и nxtSTUDIO. [8]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Alois Zoitl и Роберт Льюис: Моделирование систем управления с использованием IEC 61499. 2 - е издание , Control Engineering Series 95, Учреждение электромонтеров, Лондон июль 2014.
  2. ^ Валерий Вяткин: IEC 61499 Function Blocks for Embedded and Distributed Control Systems Design, Instrumentation Society of America, USA, 2006, 2011 (второе издание), 2014 (третье издание на немецком и английском языках)
  3. ^ Alois Zoitl Real-Time Execution for IEC 61499, Instrumentation Society of America (ISA), USA, ISBN  978-1934394274 , ноябрь 2008 г.
  4. ^ «IEC 61499 Новый стандарт автоматизации: инструменты» . Проверено 12 октября 2015 года .
  5. ^ «Профиль соответствия IEC 61499 для демонстрации осуществимости» . Проверено 12 октября 2015 года .
  6. ^ «FBDK - Комплект разработчика функциональных блоков» . Проверено 12 октября 2015 года .
  7. ^ «Eclipse 4diac - среда с открытым исходным кодом IEC 61499» . Проверено 12 октября 2015 года .
  8. ^ "nxtControl - система автоматизации, соответствующая IEC 61499" . Проверено 20 сентября 2017 .

Источники [ править ]

  • Функциональные блоки IEC 61499 - Часть 1: Архитектура, издание. 2.0 , проверено 12 октября 2015 г.
  • Функциональные блоки IEC 61499 - Часть 2: Требования к программным средствам, редакция. 2.0 , проверено 12 октября 2015 г.
  • Функциональные блоки IEC 61499 - Часть 3: Учебная информация, издание. 1.0
  • Функциональные блоки IEC 61499 - Часть 4: Правила для профилей соответствия, Редакция. 2.0 , проверено 12 октября 2015 г.

Внешние ссылки [ править ]

  • «IEC 61499» на Международной электротехнической комиссии
  • Schneider Electric - 5 способов, которыми IEC 61499 освобождает промышленную автоматизацию