基于EPA标准的功能块研究与实现

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1、基于EPA标准的功能块研究与实现摘要目前分布式控制系统已经被生产制造和过程控制工业所广泛接受。EPA作为一种分布式以太网现场总线标准于2007年8月被作为现场总线国际标准IEC61158(第四版)中的第十四类型正式出版。功能块是EPA现场总线控制系统中基本控制单元，是现场设备组成控制策略的关键部分，对功能块进行研究有利于EPA现场总线的推广。根据IEC61499标准提供的功能块结构和概念，对EPA现场总线控制系统的功能块进行设计。针对提高功能块的自诊断、自适应能力的问题，采用功能块参数状态传递和模式转换的方式，实现功能块的故障状况检测与处理、防积分饱和、工作模式无扰动切换。针对功能块

2、个数固定引起的现场设备资源的不合理使用，采用功能块散列表来管理标准功能块，实现标准功能块动态实例化。对于功能块的执行控制算法，实现了IEC61499标准提出的时间触发和事件触发这两种功能块触发方式。针对标准功能块种类相对单一，不能完全满足工程应用要求，提出了利用柔性块来实现用户可编辑的功能块。柔性块功能结构中动态申请输入和输出参数存储区实现功能块输入输出参数类型及个数的动态变化，同时定义这两个存储区为两个特殊变量区，实现其与柔性块算法内部定义的变量区共同操作。柔性块算法及内部变量的编辑采用IEC61131．3标准定义的PLC编程语言进行编辑。同时使用柔性块算法域对象管理柔性块，实现柔

3、性块动态实例化。柔性块的执行采用扫描解析柔性块算法中各功能指令的方式来实现。为保证系统的稳定性和实时性要求，以流水线并行技术和紧凑模式定义设备中功能块任务和通信任务的执行，并在事件触发方式的基础上使用截止期最早优先算法确定事件执行次序，实现功能块调度策略，同时确定该功能块调度策略对应的链路层调度策略，即每个设备周期报文发送时间片的划分及宏周期的大小。给出了功能块在实际系统中应用的验证，表明该软件能够应用于多设备之间组成多个控制回路的场合，实现分布式控制，并可通过柔性块的编辑实现用户可编辑的功能块。关键词：功能块；实例化；柔性块；功能块调度大连理工大学硕士学位论文格式规范Researc

4、handImplementationofFunctionBlockBasedonEPAAbstractDistributedcontrolsystemisacceptedbyproductionmanufacturingandprocesscontrolindustrynow．EPA．thedistributedEtllemetfieldbusstandard．ispublishedasthefourteenthtypeofintemationalstandardIEC6158fourthedition．FunctionblockisthebasiccontrolunitofEPAf

5、ieldbuscontrolsystem(FCS)andtheprimarypartofcontrolstrategycomposedoffielddevice．thereforetheresearchofthefunctionblockisinfavorofEPAstandard’sextension．FollowedbythestructureandconceptoffunctionblockprovidedbyIEC61499standard，thefunctionblocksforEPAfieldbuscontrolsystemaredesigned．Inviewofimpr

6、ovingfunctionblock’Sself-diagnosisandself-adaptation，thetransmissionofparameter’Sstateandthetransitionoffunctionblock’Sworkingmodeareadoptedtorealizethedetectionanddisposaloffunctionblocktrouble，preventingintegralsaturation，andbumplessmodeswitching．Accordingtotheunreasonableusageoffielddevice’S

7、resourcebecauseofthefunctionblocknumber。Sfixation，functionblockhashisdesignedtomanagestandardfunctionblockforfunctionblock’Sdynamicinstantiation．Astheexecutivecontrolalgorithmoffunctionblock，thetimeandeventtriggeringmethodspropose