IEC 61499 - IEC 61499

Międzynarodowa norma IEC 61499 , zajmująca się tematem bloków funkcyjnych dla przemysłowych systemów pomiarowych i sterujących, została po raz pierwszy opublikowana w 2005 roku. Specyfikacja IEC 61499 definiuje ogólny model dla rozproszonych systemów sterowania i jest oparta na normie IEC 61131 . Koncepcje IEC 61499 zostały również wyjaśnione przez Lewisa i Zoitla oraz Vyatkina.

Część 1: Architektura

IEC 61499-1 definiuje architekturę dla systemów rozproszonych. W IEC 61499 model wykonania cyklicznego z IEC 61131 został zastąpiony modelem wykonania sterowanym zdarzeniami. Model wykonania sterowany zdarzeniami pozwala na jawną specyfikację kolejności wykonywania bloków funkcyjnych. Jeśli to konieczne, okresowo wykonywane aplikacje można zaimplementować za pomocą bloku funkcyjnego E_CYCLE do generowania zdarzeń okresowych, jak opisano w załączniku A do normy IEC 61499-1.

IEC 61499 umożliwia projektowanie zorientowane na aplikacje , w którym jedna lub więcej aplikacji, zdefiniowanych przez sieci połączonych ze sobą bloków funkcyjnych, jest tworzonych dla całego systemu, a następnie dystrybuowanych do dostępnych urządzeń. Wszystkie urządzenia w systemie są opisane w ramach modelu urządzenia . Topologię systemu odzwierciedla model systemu . Dystrybucja aplikacji jest opisana w modelu mapowania . Dlatego aplikacje systemu są dystrybuowalne, ale utrzymywane razem. Erlang ma silny wpływ na normę IEC 61499 , z jej modelem „nic wspólnego” i przejrzystością dystrybucji.

Zastosowanie i model urządzenia wg normy IEC 61499

Podobnie jak bloki funkcyjne IEC 61131-3, typy bloków funkcyjnych IEC 61499 określają zarówno interfejs, jak i implementację. W przeciwieństwie do IEC 61131-3 interfejs IEC 61499 oprócz wejść i wyjść danych zawiera wejścia i wyjścia zdarzeń . Zdarzenia mogą być związane z wejściami i wyjściami danych przez ograniczenia ZE . IEC 61499 definiuje kilka typów bloków funkcyjnych, z których wszystkie mogą zawierać opis zachowania w zakresie sekwencji usług:

Interfejs bloku funkcyjnego
  • Blok funkcyjny interfejsu serwisowego - SIFB: Kod źródłowy jest ukryty, a jego funkcjonalność opisana jest jedynie przez sekwencje serwisowe.
  • Podstawowy blok funkcyjny - BFB: Jego funkcjonalność jest opisana za pomocą wykresu kontroli wykonania (ECC), który jest podobny do diagramu stanu (UML) . Każdy stan może mieć kilka akcji. Każda akcja odnosi się do jednego lub zera algorytmów i jednego lub zera zdarzeń. Algorytmy mogą być implementowane zgodnie z określonymi standardami.
  • Złożony blok funkcyjny - CFB: jego funkcjonalność jest definiowana przez sieć bloków funkcyjnych.
  • Interfejsy adaptera: Interfejs adaptera nie jest prawdziwym blokiem funkcyjnym. Łączy kilka zdarzeń i połączeń danych w jednym połączeniu i zapewnia koncepcję interfejsu do oddzielnej specyfikacji i implementacji.
  • Subapplication: Jego funkcjonalność jest również definiowana jako sieć bloków funkcyjnych. W przeciwieństwie do CFB, aplikacje podrzędne mogą być dystrybuowane.

Aby utrzymać aplikacje na urządzeniu, norma IEC 61499 zapewnia model zarządzania . Menedżer urządzenie utrzymuje cyklem dowolnego zasobu i zarządza komunikację z narzędzi programowych (np konfigurator, pełnomocnik) za pomocą poleceń zarządzania . Poprzez interfejs narzędzia programowego i polecenia zarządzania można zrealizować rekonfigurację online aplikacji IEC 61499.

Część 2: Wymagania oprogramowania

Norma IEC 61499-2 określa wymagania dotyczące narzędzi programowych, które mają być zgodne z normą IEC 61499. Obejmuje to wymagania dotyczące reprezentacji i przenoszenia elementów IEC 61499, a także formatu DTD do wymiany elementów IEC 61499 między różnymi narzędziami programowymi. Dostępnych jest już kilka narzędzi programowych zgodnych z normą IEC 61499. Należą do nich komercyjne narzędzia programowe, narzędzia oprogramowania open source oraz osiągnięcia akademickie i badawcze. Zwykle potrzebne jest środowisko wykonawcze zgodne z normą IEC 61499 i środowisko programistyczne zgodne z normą IEC 61499.

Część 3: Informacje o samouczku (wycofano w 2008 r.)

Norma IEC 61499-3 była powiązana z wczesną wersją normy dostępnej publicznie (PAS) i została wycofana w 2008 r. Ta część zawierała odpowiedzi na często zadawane pytania dotyczące normy IEC 61499 i opisywała użycie elementów IEC 61499 z przykładami rozwiązywania typowych problemów podczas inżynieria systemów automatyki.

Między innymi w normie IEC 61499-3 opisano wykorzystanie SIFB jako bloków funkcyjnych komunikacji do zdalnego dostępu do danych w czasie rzeczywistym i parametrów bloków funkcyjnych; wykorzystanie interfejsów adaptera do implementacji koncepcji zorientowanych obiektowo; algorytmy inicjalizacyjne w sieciach bloków funkcyjnych; oraz wdrożenie ECC dla uproszczonego sterowania silnikiem hipotetycznych magnetowidów . Dodatkowo wyjaśniono wpływ mapowania na bloki funkcyjne komunikacyjne, zarządzanie urządzeniem przez aplikacje zarządzające i jego bloki funkcyjne oraz zasadę działania bloku funkcyjnego menedżera urządzeń (DEV_MGR).

Część 4: Zasady dotyczące profili zgodności

Norma IEC 61499-4 opisuje zasady, których musi przestrzegać system, urządzenie lub narzędzie programowe, aby zachować zgodność z normą IEC 61499. Zasady te dotyczą interoperacyjności, przenośności i konfiguracji . Dwa urządzenia są kompatybilne, jeśli mogą współpracować, aby zapewnić funkcjonalność określoną w konfiguracji systemu. Aplikacje zgodne z normą IEC 61499 muszą być przenośne , co oznacza, że ​​można je wymieniać między narzędziami programowymi różnych dostawców, biorąc pod uwagę wymagania dotyczące narzędzi programowych opisane w normie IEC 61499-2. Urządzenia dowolnego producenta muszą być konfigurowalne za pomocą dowolnego narzędzia programowego zgodnego z normą IEC 61499.

Oprócz tych ogólnych zasad, norma IEC 61499-4 definiuje również strukturę profili zgodności . Profil zgodności opisuje, w jaki sposób system jest zgodny z zasadami normy IEC 61499. Na przykład konfigurowalność urządzenia za pomocą narzędzia programowego jest określana przez obsługiwane polecenia zarządzania. Format wymiany XML, który określa przenośność aplikacji zgodnych z normą IEC 61499, jest zdefiniowany w części 2 i jest uzupełniany przez profil zgodności, na przykład przez zadeklarowanie obsługiwanych rozszerzeń nazw plików do wymiany elementów biblioteki oprogramowania.

Współdziałania pomiędzy urządzeniami różnych producentów jest określony przez warstw modelu OSI . Należy również wziąć pod uwagę wyjścia statusu, adresy IP , numery portów, a także kodowanie danych bloków funkcyjnych, takich jak OPUBLIKUJ / SUBSKRYBUJ i KLIENT / SERWER, które są używane do komunikacji między urządzeniami. Firma HOLOBLOC, Inc. definiuje „profil zgodności z normą IEC 61499 dla demonstracji wykonalności”, który jest na przykład obsługiwany przez zgodne z normą IEC 61499 narzędzia programowe FBDK, 4diac IDE i nxtSTUDIO.

Bibliografia

  1. ^ Alois Zoitl i Robert Lewis: Modelowanie systemów sterowania przy użyciu normy IEC 61499. Wydanie drugie , Control Engineering Series 95, The Institution of Electrical Engineers, Londyn, lipiec 2014.
  2. ^ Valeriy Vyatkin: IEC 61499 Function Blocks for Embedded and Distributed Control Systems Design, Instrumentation Society of America, USA, 2006, 2011 (drugie wydanie), 2014 (trzecie wydanie w języku niemieckim i angielskim)
  3. ^ Alois Zoitl Real-Time Execution for IEC 61499, Instrumentation Society of America (ISA), USA, ISBN   978-1934394274 , listopad 2008.
  4. ^ „IEC 61499 Nowy standard w automatyzacji: narzędzia” . Źródło 12 października 2015 .
  5. ^ "Profil zgodności IEC 61499 dla demonstracji wykonalności" . Źródło 12 października 2015 .
  6. ^ „FBDK - zestaw rozwojowy bloków funkcyjnych” . Źródło 12 października 2015 .
  7. ^ "Eclipse 4diac - Środowisko Open source IEC 61499" . Źródło 12 października 2015 .
  8. ^ "nxtControl - system automatyki zgodny z IEC 61499" . Źródło 2017-09-20 .

Źródła

Linki zewnętrzne