ОПЕРАЦИОННАЯ СЕМАНТИКА ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ БЛОКОВ IEC 61499
(ЧАСТЬ 2. ЦИКЛИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВЫПОЛНЕНИЯ) 

Дубинин Виктор Николаевич, кандидат технических наук, доцент, кафедра вычислительной техники, Пензенский государственный университет (г. Пенза, ул. Красная, 40), victor_n_dubinin@yahoo.com 

004.423 : 519.71 

Международный стандарт IEC 61499 в области промышленной автоматизации вводит класс систем управления нового поколения, которые характеризуются как разумные реконфигурируемые распределенные компонентно-базированные системы. Стандарт IEC 61499 поддерживает парадигму
проектирования на основе функциональных блоков (ФБ). Одной из наиболее важных моделей выполнения ФБ является циклическая модель. Отсутствие точно определенной формальной семантики для циклической модели выполнения может негативно отразиться на качестве проектируемого управляющего программного обеспечения, в частности, это может затруднить проведение верификации и имитационного моделирования систем автоматизации. В работе
предлагается синтактико-семантическая модель функциональных блоков стандарта IEC 61499, действующих в соответствии с циклической моделью выполнения. Определяется общая структура модели, а также работа каждого из модулей. Кроме того, рассматривается формальная модель системной конфигурации и метод ее развертывания, позволяющие понять правила образования систем ФБ на ресурсах и устройствах. Для определения операционной семантики ФБ используется формальная нотация, основанная на модифицированных машинах абстрактных состояний. При этом формальная модель системы ФБ определяет как схему модели, представляющую набор переменных и
набор функций для определения значений переменных, так и динамику модели в виде правил изменения этих функций. Особое внимание уделено функционированию составных ФБ и диспетчера, а также взаимосвязи между модулями модели на уровне переменных. Модуль диспетчера определяет порядок запуска ФБ на выполнение и, таким образом, в основном определяет модель выполнения ФБ. Изменение диспетчера автоматически приводит к смене модели выполнения, что позволяет легко изменять семантику ФБ в целом. 

Ключевые слова

функциональный блок, стандарт IEC 61499, операционная семантика, абстрактный синтаксис, циклическая модель выполнения, конфигурация. 

 Скачать статью в формате PDF

1. International Standard IEC 61499. Function blocks for industrial-process measurement and control systems. Part 1: Architecture // International Electrotechnical Commission. – Geneva, 2005. – 111 p.
2. Vyatkin, V. The IEC 61499 Standard and its Semantics / V. Vyatkin // IEEE Industrial Electronics Magazine – 2009. – V. 3, Issue 4. – P. 40–48.
3. IEC 61499 Compliance Profile: Execution Models of IEC 61499 Function Block Applications, draft in progress. URL: http://www.oooneida.org/standards_development_Compliance_Profile.html, 2009.
4. ICSTriplex ISaGRAF Workbench for IEC 61499/61131. – V. 6. – URL: http://www.isagraf.com.
5. Вашкевич, Н. П. Вопросы разработки операционной семантики функциональных блоков IEC 61499 / Н. П. Вашкевич, В. Н. Дубинин // Программные системы и вычислительные методы. – 2012. – № 1. – С. 10–16.
6. Вашкевич, Н. П. Формализованное описание последовательной модели выполнения функциональных блоков / Н. П. Вашкевич, В. Н. Дубинин, В. В. Вяткин // Вычислительные системы и технологии обработки информации : межвуз. сб. науч. тр. – Вып. 10. – Пенза, 2011. – С. 45–61.
7. Дубинин, В. Н. Операционная семантика синхронных функциональных блоков IEC 61499 на основе машин абстрактных состояний. Часть 1: Модель диспетчеров / В. Н. Дубинин, В. В. Вяткин // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего Плюс. – Пенза, 2012. – Вып. 4. – С. 233–240.
8. Дубинин, В. Н. Операционная семантика синхронных функциональных блоков IEC 61499 на основе машин абстрактных состояний. Часть 2: Модели блоков и представление в SMV / В. Н. Дубинин, В. В. Вяткин // Современные информационные технологии : тр. Междунар. науч.-техн. конф. – Вып. 14. – Пенза, 2011. – С. 94–100.
9. Дубинин, В. Н. Операционная семантика функциональных блоков IEC 61499. (Часть 1. Модель базисного блока) / В. Н. Дубинин // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. – 2012. – № 4. – С. 37–48.
10. Дубинин, В. Н. Верификация приложений IEC 61499 на основе метода Model Checking / В. Н. Дубинин, В. В. Вяткин // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. – 2011. – № 3. – C. 44–55.
11. Dubinin, V. On Definition of a Formal Semantic Model for IEC 61499 Function Blocks / V. Dubinin, V. Vyatkin // EURASIP Journal on Embedded Systems. – 2008. – V. Article ID 426713. – P. 10.