基于iec61499标准的分布式控制系统设计

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1、基于IEC61499标准的分布式控制系统设计作者：仲崇权刘振堃杨素英张立勇发布吋间：2009-04-1220:56:46來源：火连理工大学电子与信息工程学院繁体版访问数：157AbstractThispaperintroducesthearchitectureandcharacteristicsofIEC61499standard，FunctionBlocksforDistributedIndustrial-ProcessMeasurementandControlSystem（IPMCS）.IEC61499f

2、unctiAbstractThispaperintroducesthearchitectureandcharacteristicsofIEC61499standard,FunctionBlocksforDistributedIndustrial-ProcessMeasurementandControlSystem（IPMCS）.IEC61499functionblocksarebasedonsoftwarecomponenttechnology,andcontrolsystemsconstructedbyfu

3、nctionblockshavelotsofadvantagese.g.scalability,flexibility,object-orientation,whilethesystemconfigurationissimpleandfast.DesignpatternsforconstructingcontrolsystemsunderIEC61499contextarealsoconcernedinthisarticle,andainstanceoftestandsimulationsystemispro

4、vided.KeyWords:IEC61499FunctionblockDistributedcontrolsystemSoftwarecomponent摘要本文介绍分布式工业过程测W:与控制系统（IPMCS）屮的功能块IEC61499标准的体系结构。IEC61499功能块采用软件组件技术，基于功能块的控制系统具有可扩展性、可伸缩性、面向对象等特点，且系统组态简单、快速。文中讨论了使用IEC61499标准建构控制系统的设计模式，并给出一个测试和仿真实例系统。关键词：IEC61499功能块分布式拧制系统软件组件

5、引言20世紀90年代以来，计算机技术、通讯技术、控制技术的发展促使控制系统向数字式、分布式、开放可互操作和面向开放式互连网络的现场总线控制系统（FCS）发展。与此同时，工业A动化系统中已开始应用先进制造、模糊控制、人工祌经网络、人工钓能技术和专家系统。制造自动化M计算机集成制造系统（CIMS）、精良生产、敏捷制造、整分制造系统（HolonicManufacturingSystem）方向发展，过程工业向计算机集成过程系统（CIPS）发展。新型工业控制系统具有的一些控制要求和特点，如实时控制、分布控制、事件驱动控

6、制、智能控制,不仅实质地提高了工业系统的控制功能，同时也对其系统功能的实现提出了新形式和高要求。在工业实现领域，硬件和软件技术的发展促使在工业控制和自动化的末端设备（传感器和执行器）里可嵌入的功能达到一个新高度。这些自治的智能末端设备节点是实现控制功能的基本单元，通过网络可将它们连接起来形成•-个完整系统。利川基本单元组成完整的控制系统，需要有体系化的框架、方法和工具。这些框架、方法和工具应该支持这些设备中控制功能一一知识特征（IP）的广泛使用，同时支持把这些设备组合成可伸缩、可变形自动化（SFA）系统。这些

7、框架、方法和工具的主要要求包括[1]:（a）面向软件组件，支持IP封装、重用和移植；（b）设备互操作性；（c）分布和集成应用的能力；（d）可伸缩性；（e）可扩展性；（f）可重构性。在过去的十多年中，IECTC65—直在开发一系列的使用功能块的标准满足以上要求。其中的主要标准IEC61499定义了分布式工业过程测量与控制系统屮使用的功能块。利用健壮、可重用、即插即用的软件组件一功能块对局部细节问题提供解决途径，然后将所有的功能块通过网络连接、集成并形成分布式应用以解决整体的工业控制问题，从而构建全分布、全开放、

8、面向对象的工业控制系统。1IEC61499功能块标准1.1概述IEC61499是用于分布式工业过程测量与控制系统功能块的标准。1990年，IECTC65(国际电工协会第65技术委员会)收到一个将分布式工业过程测量与控制系统屮的软件模块(称''功能块〃)某些方而标准化的建议，其屮特别强调了使用IEC61158现场总线标准的IPMCSo功能块同吋也是可编程控制器使用的编程语言标准IEC61131-3的基