IEC 61499

Der internationale Standard IEC 61499Die Behandlung des Themas von Funktionsblöcken für die Mess- und Steuerungssysteme für industrielle Prozesse wurde zunächst von der veröffentlicht Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC) 2005. Die Spezifikation von IEC 61499 definiert ein generisches Modell für verteilte Steuerungssysteme und basiert auf dem IEC 61131 Standard. Die Konzepte von IEC 61499 werden ebenfalls von Lewis und Zoitl erklärt [1] sowie Vyatkin.[2]

Teil 1: Architektur

IEC 61499-1 definiert die Architektur für verteilte Systeme. In IEC 61499 wird das zyklische Ausführungsmodell von IEC 61131 durch ein ereignisgesteuertes Ausführungsmodell ersetzt. Das ereignisgesteuerte Ausführungsmodell ermöglicht eine explizite Spezifikation der Ausführungsreihenfolge von Funktionsblöcken. Bei Bedarf können regelmäßig ausgeführte Anwendungen durch die Verwendung des E_cycle-Funktionsblocks für die Erzeugung periodischer Ereignisse implementiert werden, wie in Anhang A von IEC 61499-1 beschrieben.

IEC 61499 ermöglicht eine anwendungsorientiert Das Design, in dem eine oder mehrere Anwendungen, die durch Netzwerke mit miteinander verbundenen Funktionsblöcken definiert sind, für das gesamte System erstellt und anschließend auf die verfügbaren Geräte verteilt werden. Alle Geräte innerhalb eines Systems werden in a beschrieben Gerätemodell. Die Topologie des Systems spiegelt sich von der wider Systemmodell. Die Verteilung einer Anwendung wird innerhalb der beschrieben Mapping -Modell. Daher sind Anwendungen eines Systems verteilbar, aber zusammen gepflegt. IEC 61499 wird stark von beeinflusst von Erlangmit seinem gemeinsam genutzten Modell und Verteilertransparenz.

Anwendungs- und Gerätemodell von IEC 61499

Wie IEC 61131-3-Funktionsblöcke geben IEC 61499-Funktionsblocktypen sowohl eine Schnittstelle als auch eine Implementierung an. Im Gegensatz zu IEC 61131-3 enthält eine IEC 61499-Schnittstelle Veranstaltung Eingänge und Ausgänge zusätzlich zu Daten Eingänge und Ausgänge. Ereignisse können mit Dateneingaben und Ausgängen von zugeordnet werden Mit Einschränkungen. IEC 61499 definiert mehrere Funktionsblocktypen, die alle eine Verhaltensbeschreibung in Bezug auf Servicesequenzen enthalten können:

Funktionsblockschnittstelle
  • Service Interface Function Block - SIFB: Der Quellcode ist versteckt und seine Funktionalität wird nur durch Servicesequenzen beschrieben.
  • Grundfunktionsblock - BFB: Seine Funktionalität wird in einem Ausführungssteuerungsdiagramm (ECC) beschrieben, das einem ähnlich ist Zustandsdiagramm (UML). Jeder Staat kann mehrere Aktionen haben. Jede Aktion bezieht sich auf einen oder Null -Algorithmen und ein oder null Ereignisse. Algorithmen können wie in konformen Standards definiert werden.
  • Verbundfunktionsblock - CFB: Seine Funktionalität wird durch ein Funktionsblocketzwerk definiert.
  • Adapterschnittstellen: Eine Adapterschnittstelle ist kein realer Funktionsblock. Es kombiniert mehrere Ereignisse und Datenverbindungen in einer Verbindung und bietet ein Schnittstellenkonzept, um Spezifikation und Implementierung zu trennen.
  • Subanwendung: Ihre Funktionalität wird auch als Funktionsblocketzwerk definiert. Im Gegensatz zu CFBs können Unteranwendungen verteilt werden.

Um die Anwendungen auf einem Gerät zu pflegen, bietet IEC 61499 a Verwaltungsmodell. Das Gerätemanager Verwaltet den Lebenszyklus jeder Ressource und verwaltet die Kommunikation mit den Softwaretools (z. B. Konfigurationstool, Agent) über Verwaltungsbefehle. Über die Schnittstelle des Software -Tools und der Verwaltungsbefehle kann die Online -Neukonfiguration von IEC 61499 -Anwendungen realisiert werden.[3]

Teil 2: Anforderungen an das Software -Tool

IEC 61499-2 definiert die Anforderungen an Software-Tools, die IEC 61499 konform sind DTD Format zum Austausch von IEC 61499 Elementen zwischen verschiedenen Softwaretools. Es sind bereits einige IEC 61499 -konforme Softwaretools zur Verfügung.[4] Unter diesen befinden sich kommerzielle Softwaretools, Open-Source-Software-Tools sowie akademische und Forschungsentwicklungen. Normalerweise ist eine IEC 61499 -konforme Laufzeitumgebung und eine IEC 61499 -konforme Entwicklungsumgebung erforderlich.

Teil 3: Tutorial -Informationen (2008 zurückgezogen)

IEC 61499-3 war mit einer frühen öffentlich verfügbaren Spezifikationsversion (PAS) des Standards verwandt und 2008 zurückgezogen. Dieser Teil beantwortete FAQs im Zusammenhang mit dem Standard -IEC 61499 -Standard und beschrieben die Verwendung von IEC 61499 -Elementen mit Beispielen zur Lösung gemeinsamer Herausforderungen während des Engineering von Automatisierungssystemen.

Unter anderem beschrieb IEC 61499-3 die Verwendung von SIFBS als Kommunikationsfunktionsblöcke für den Remotezugriff auf Echtzeitdaten und Parameter von Funktionsblöcken. die Verwendung von Adapterschnittstellen zur Implementierung objektorientierter Konzepte; Initialisierungsalgorithmen in Funktionsblocknetzwerken; und die Implementierung von ECCs für eine vereinfachte motorische Kontrolle der hypothetischen VCRS. Zusätzlich wurden die Auswirkungen der Zuordnung in Bezug auf die Kommunikationsfunktionsblöcke sowie die Geräteverwaltung durch Verwaltungsanwendungen und ihre Funktionsblöcke sowie das Prinzip des Geräte -Manager -Funktionsblocks (DEV_MGR) erläutert.

Teil 4: Regeln für Compliance -Profile

IEC 61499-4 beschreibt die Regeln, die ein System, ein Gerät oder ein Software-Tool befolgen müssen, um IEC 61499 zu konform zu sein Interoperabilität, Portabilität und Aufbau. Zwei Geräte sind Interoperable Wenn sie zusammenarbeiten können, um die durch eine Systemkonfiguration angegebene Funktionalität bereitzustellen. Anwendungen, die mit IEC 61499 konform sind tragbarDies bedeutet, dass sie zwischen Softwaretools verschiedener Anbieter ausgetauscht werden können, unter Berücksichtigung der Anforderungen für Softwaretools, die in IEC 61499-2 beschrieben werden. Geräte eines Anbieters müssen sein Konfigurierbar von jedem IEC 61499 -konforme Software -Tool.

Neben diesen allgemeinen Regeln definiert IEC 61499-4 auch die Struktur von Compliance -Profile. Ein Compliance -Profil beschreibt, wie ein System den Regeln des IEC 61499 -Standards entspricht. Beispielsweise wird die Konfigurierbarkeit eines Geräts durch ein Software -Tool durch die unterstützten Verwaltungsbefehle ermittelt. Das XML -Exchange -Format, das die Portabilität von IEC 61499 -konformen Anwendungen bestimmt, wird in Teil 2 definiert und durch das Compliance -Profil abgeschlossen, beispielsweise durch die Deklaration der unterstützten Dateinamen Erweiterungen für den Austausch von Software -Bibliothekselementen.

Das Interoperabilität zwischen Geräten verschiedener Anbieter wird durch die Schichten der Schichten definiert OSI -Modelle. Auch Statusausgänge, IP -Adressen, Portnummern sowie die Datencodierung von Funktionsblöcken wie Publish/Abonnieren und Client/Server, die für die Kommunikation zwischen Geräten verwendet werden, müssen berücksichtigt werden. Holobloc, Inc. definiert das "IEC 61499 Compliance Profile für Machbarkeitsdemonstrationen",[5] Dies wird beispielsweise vom IEC 61499 -konformen Software -Tools FBDK unterstützt,[6] 4diac ide,[7] und Nxtstudio.[8]

Verweise

  1. ^ Alois Zoitl und Robert Lewis: Modellierungssteuerungssysteme mit IEC 61499. 2. Auflage, Control Engineering Series 95, Institution of Electrical Engineers, London Juli 2014.
  2. ^ Valeriy Vyatkin: IEC 61499 Funktionsblöcke für eingebettete und verteilte Kontrollsysteme Design, Instrumentation Society of America, USA, 2006, 2011 (zweite Ausgabe), 2014 (dritte Ausgabe in Deutsch und Englisch)
  3. ^ Alois Zoitl Echtzeitausführung für IEC 61499, Instrumentation Society of America (ISA), USA, ISBN978-1934394274, November 2008.
  4. ^ "IEC 61499 Der neue Standard in der Automatisierung: Tools". Abgerufen 12. Oktober 2015.
  5. ^ "IEC 61499 Compliance -Profil für Machbarkeitsdemonstrationen". Abgerufen 12. Oktober 2015.
  6. ^ "FBDK - Das Funktionsblockentwicklungskit". Abgerufen 12. Oktober 2015.
  7. ^ "Eclipse 4DIAC - Open Source IEC 61499 Umgebung". Abgerufen 12. Oktober 2015.
  8. ^ "NXTCONTROL - IEC 61499 Anpassung des Automatisierungssystems". Abgerufen 2017-09-20.

Quellen

Externe Links