IEC 61499
IEC61499 標準第一版於2005年正式發布，是基於觸發式功能塊、針對工業過程測量和控制系統的國際標準。IEC61499基於IEC 61131 標準，為分布式控制系統定義了通用的模型。關於IEC 61499的各種概念請查閱Lewis and Zoitl [1] 和Vyatkin [2]。
第一部分：體系結構[編輯]
IEC 61499-1定義了分布式系統的體系結構。在IEC 61499中，IEC61131的循環執行模型被事件驅動模型所取代。該模型明確了功能塊的執行順序。如果必要的話，可以通過插入E_CYCLE功能塊實現基於循環周期性觸發事件的應用，正如在IEC 61499-1的附件A中所提到的。
IEC 61499使以應用程序為中心的設計成為可能，即先進行整體系統設計，隨後將完成設計的功能塊網絡可以劃分為一個或者多個應用程式被分配到不同的設備上。所有使用該系統的設備都被稱為設備模型。系統的拓撲結構反映在系統模型中。關於應用的分布被稱為映射模型。因此，系統內所有應用程式可被分布部署但仍能連接在一起。
類似於IEC 61131-3的功能模塊，IEC 61499功能模塊類型同時明確了接口與邏輯實現方法。不同於IEC 61131-3，IEC 61499的界面在數據變量輸入與輸出之外，包含了事件輸入與輸出。各種事件可以通過WITH限制WITH constraints與數據輸入與輸出相關聯。IEC 61499規定了幾種功能模塊類型，所有的功能模塊類型均可包含對服務順序的行為描述：
- 服務接口功能模塊（簡稱「SIFB」）：原始碼被隱藏，而且其功能僅通過服務順序來描述。
- 基本功能模塊（簡稱「BFB」）：其功能用術語「執行控制圖」（ECC）來描述，這類似於一種狀態圖（UML）。每一種狀態都可能觸發一個或者多個執行事件（Action）。每一種執行事件都可以關聯零個或者一個算法以及零個或者1個事件。各種算法可依照IEC61131-3標準規定實現。
- 複合功能模塊（簡稱「CFB」）：其功能由功能模塊網絡來定義。
- 適配器接口：適配器接口不是真正的功能塊。它包含了一種連接中的幾種事件和數據關聯，並且提供了接口概念，以區分定義和實例。
- 子應用程式：其功能也由功能模塊網絡來定義。與複合功能模塊（CFB）不同，子應用程式可以被分布部署。
為了方便維護設備中的應用程式，IEC 61499提供了管理模型。設備管理器可以為任何設備資源提供全生命周期維護，並且通過管理指令實現軟體工具（例如，配置工具，代理技術）之間的信息交互。通過軟體工具的接口及管理指令，可以實現IEC 61499應用程式的動態重構。[3]
第二部分：軟體工具要求[編輯]
IEC 61499-2規定了兼容IEC 61499標準的軟體工具的要求。該要求包括IEC 61499各元素的表達及可移植性，以及在不同軟體工具間以DTD格式傳輸IEC 61499的元素。如今已有一些兼容IEC 61499標準的軟體工具面世。 其中有商業軟體，也有用於學術和研究的開源軟體工具。通常，IEC 61499開發環境都必須提供兼容的運行環境。
第三部分：教程信息（2008年撤銷）[編輯]
IEC 61499-3與該標準早期的公共可用規範版本相關，並於2008年被撤銷。這一部分回答了與IEC 61499標準有關的常見問題，並且以附實例的形式描述了IEC 61499各元素的用途，旨在解決自動化系統工程中的常見問題。
在其他實例中，IEC 61499-3提供了為遠程訪問功能模塊的實時數據和參數的信息交互功能的服務接口功能模塊；介紹了適配器接口的用途為實現物件導向的概念；定義了功能模塊網絡的初始化算法；介紹了用執行控制圖（ECC）實現的簡化版的錄影機電機控制。此外，映射模塊對信息交互模塊的影響亦獲解釋，還有通過管理應用程式進行設備管理及其功能模塊、設備管理器功能模塊（DEV_MGR)）的原理均有所提及。
第四部分：兼容文件的規則[編輯]
IEC 61499-4描述了IEC61499與其他系統、設備或軟體工具的兼容規則。這些規則包括交互操作性、可移植性和可重構性。如果兩種設備可以在同一系統配置下同時工作並實現各自功能，則二者可以交互操作。與IEC 61499兼容的應用程式必須具有可移植性，這表示此類應用程式可以在不同供應商的軟體工具中傳輸，只要該軟體工具符合IEC 61499-2中的描述。供應商的設備必須達到與IEC 61499相兼容的軟體工具的配置。
除了上述一般規則外，IEC 61499-4還規定了兼容文件的結構。此兼容文件描述了遵照IEC 61499標準的系統規則。例如，運行某軟體的設備的配置由支持管理指令來決定。使用可擴展標示語言實現IEC 61499兼容的應用程式中的可移植性問題，而該語言的交互格式須遵守61499-2的規定且必須通過兼容性測試，例如必須說明支持文件的擴展名才能交互軟體庫中的元素。
不同供應商所持設備的交互操作性被規定為開放系統互聯模式OSI models的層次結構。此外，在不同設備之間信息交互所使用的狀態輸入、IP位址、埠號以及功能塊的數據編碼（例如：PUBLISH/SUBSCRIBE and CLIENT/SERVER）均需要被考慮。HOLOBLOC股份有限公司提供了IEC 61499兼容文件的定義，[4] IEC61499軟體工具FBDK 和4DIAC 都支持此兼容文件定義。[5] and 4DIAC.[6]
參考文獻[編輯]
- ^ Alois Zoitl and Robert Lewis: Modelling control systems using IEC 61499. 2nd Edition （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）, Control Engineering Series 95, The Institution of Electrical Engineers, London July 2014.
- ^ Valeriy Vyatkin: IEC 61499 Function Blocks for Embedded and Distributed Control Systems Design, Instrumentation Society of America, USA, 2006, 2011 (second edition), 2014 (third edition in German and English)
- ^ Alois Zoitl Real-Time Execution for IEC 61499, Instrumentation Society of America (ISA), USA, ISBN 978-1934394274, November 2008.
- ^ IEC 61499 Compliance Profile for Feasibility Demonstrations. [12 October 2015]. （原始內容存檔於2015-08-15）.
- ^ FBDK – The Function Block Development Kit. [12 October 2015]. （原始內容存檔於2015-09-07）.
- ^ 4DIAC – Framework for Distributed Industrial Automation and Control. [12 October 2015]. （原始內容存檔於2015-10-15）.
來源[編輯]
- IEC 61499 Function Blocks – Part 1: Architecture, Edition. 2.0, [12 October 2015], （原始內容存檔於2016-12-31）
- IEC 61499 Function Blocks – Part 2: Software tool requirements, Edition. 2.0, [12 October 2015], （原始內容存檔於2016-12-31）
- IEC 61499 Function Blocks – Part 3: Tutorial information, Edition. 1.0
- IEC 61499 Function Blocks – Part 4: Rules for compliance profiles, Edition. 2.0, [12 October 2015], （原始內容存檔於2016-12-31）