Статья 4119

Название статьи

ФОРМАЛЬНАЯ СЕМАНТИКА ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ БЛОКОВ МЭК 61499 C ВРЕМЕННЫМИ МЕТКАМИ 

Авторы

Дроздов Дмитрий Николаевич, аспирант, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: dmitriidrozdov9@gmail.com
Дубинин Виктор Николаевич, доктор технических наук, профессор, кафедра вычислительной техники, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: victor_n_dubinin@yahoo.com
Вяткин Валерий Владимирович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой, Технический университет Лулео (97187, Lulea, Sweden), E-mail: valeriy.vyatkin@ltu.se 

Индекс УДК

681.5 

DOI

10.21685/2072-3059-2019-1-4 

Аннотация

Актуальность и цели. В настоящее время при проектировании промышленных киберфизических систем большое значение придается разработке надежных компонентно-базированных распределенных систем управления с жесткими требованиями по быстродействию. К этому «идеалу» можно приблизиться путем совместного использования международного стандарта МЭК 61499 и механизма учета временных характеристик системы в процессе ее функционирования. Целью работы является разработка формальной модели функциональных блоков стандарта МЭК 61499, расширенных временными атрибутами, для возможности ее использования на всех этапах проектирования систем управления промышленными киберфизическими системами.
Материалы и методы. Исследования выполнены с использованием теории множеств и машин абстрактных состояний.
Результаты. Определена операционная семантика систем функциональных блоков МЭК 61499 с временными метками, отличающаяся использованием концепции развернутых одноуровневых систем, уникальными приоритетами элементов выполнения, унифицированным и независимым поведением интерфейсов функциональных блоков.
Выводы. Разработанная семантика систем функциональных блоков МЭК 61499 является формальной моделью, позволяющей производить корректную реализацию систем управления, учитывающих время, существенно упростить построение моделей для верификации и симуляции, обеспечить справедливость модели и полный детерминизм выполнения системы функциональных блоков на уровне отдельного ресурса. 

Ключевые слова

формальная семантика, функциональный блок, МЭК 61499, машины абстрактных состояний, детерминизм, временные метки 

 

 Скачать статью в формате PDF

Список литературы

1. IEC 61499 Function Block. – P. 1: Architecture. – ed. 2.0, retrieved 12 October 2015.
2. Lee, E.A. The Past, Present and Future of Cyber-Physical Systems: A Focus on Models / E.A. Lee // Sensors. – 2015. – № 15 (3). – P. 4837–4869.
3. Time-aware applications, computers, and communication systems (TAACCS) / M. Weiss, J. Eidson, C. Barry, D. Broman, L. Goldin, B. Iannucci, K. Stanton // Technical Note (NIST TN). – 2015. – Report Number: 1867.
4. Dubinin, V. Towards a Formal Semantics of IEC 61499 Function Blocks / V. Dubinin, V. Vyatkin // 4th IEEE International Conference on Industrial Informatics (INDIN’2006). – Singapore, 2006. – P. 6–11.
5. Dubinin, V. On Definition of a Formal Model for IEC 61499 Function Blocks / V. Dubinin, V. Vyatkin // EURASIP Journal on Embedded Systems. – 2008. – Vol. 2008, аrticle ID 426713. – 10 p. – DOI 10.1155/2008/426713.
6. Sünder, C. Execution Models for the IEC 61499 elements Composite Function Block and Subapplication / C. Sünder, A. Zoitl, J.H. Christensen, M. Colla, T. Strasser // 5th IEEE Int. Conference on Industrial Informatics (INDIN'07). – Vienna, Austria, 2007. – P. 1169–1175.
7. Dai, W. Discrete-Event-Based Deterministic Execution Semantics With Timestamps for Industrial Cyber-Physical Systems / W. Dai, C. Pang, V. Vyatkin, J. H. Christensen, X. Guan // IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems. – 2017. –
Vol. PP, iss. 99. – P. 1–12.
8. Dubinin, V. Formal modeling and verification of IEC 61499 function blocks on the basis of transition systems / V. Dubinin, V. Vyatkin, A. Shalyto // International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON’2016) (Russia, Moscow, May 12–14, 2016). – Moscow, 2016. – P. 1–4.
9. Drozdov, D. IEC 61499 function blocks to SMV converter / D. Drozdov. – URL: https://github.com/dmitrydrozdov/fb2smv 

 

Дата создания: 28.03.2019 15:20
Дата обновления: 13.06.2019 10:49