IEC 61499

نُشر المعيار الدولي IEC 61499 ، الذي يتناول موضوع وحدات الوظائف لأنظمة قياس ومراقبة العمليات الصناعية، لأول مرة من قبل اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) في عام 2005. ويحدد هذا المعيار نموذجًا عامًا لأنظمة التحكم الموزعة، وهو مبني على معيار IEC 61131. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

يُحدد معيار IEC 61499-1 بنية الأنظمة الموزعة. في هذا المعيار، تم استبدال نموذج التنفيذ الدوري الوارد في معيار IEC 61131 بنموذج تنفيذ قائم على الأحداث. يسمح نموذج التنفيذ القائم على الأحداث بتحديد ترتيب تنفيذ كتل الوظائف بشكل صريح. عند الضرورة، يمكن تنفيذ التطبيقات التي تُنفذ دوريًا باستخدام كتلة الوظائف E_CYCLE لتوليد الأحداث الدورية، كما هو موضح في الملحق (أ) من معيار IEC 61499-1.

يُمكّن معيار IEC 61499 من تصميمٍ يركز على التطبيقات ، حيث يتم إنشاء تطبيق واحد أو أكثر، مُعرّف بشبكات من وحدات وظيفية مترابطة، للنظام بأكمله، ثم توزيعه على الأجهزة المتاحة. تُوصف جميع الأجهزة داخل النظام ضمن نموذج الجهاز . ويعكس نموذج النظام بنية النظام . ويُوصف توزيع التطبيق ضمن نموذج الربط . وبالتالي، يمكن توزيع تطبيقات النظام مع الحفاظ عليها معًا. يتأثر معيار IEC 61499 بشكل كبير بلغة إرلانج ، بنموذجها الذي لا يعتمد على المشاركة وشفافية التوزيع.

على غرار كتل الوظائف في معيار IEC 61131-3، تحدد أنواع كتل الوظائف في معيار IEC 61499 كلاً من الواجهة والتنفيذ. وعلى عكس معيار IEC 61131-3، تحتوي واجهة IEC 61499 على مدخلات ومخرجات للأحداث بالإضافة إلى مدخلات ومخرجات البيانات . ويمكن ربط الأحداث بمدخلات ومخرجات البيانات باستخدام قيود WITH . يُعرّف معيار IEC 61499 عدة أنواع من كتل الوظائف، ويمكن أن يحتوي كل منها على وصف للسلوك من حيث تسلسلات الخدمة.

• كتلة وظائف واجهة الخدمة – SIFB: يتم إخفاء الكود المصدري ويتم وصف وظائفه فقط من خلال تسلسلات الخدمة.
• وحدة الوظائف الأساسية (BFB): تُوصف وظائفها باستخدام مخطط التحكم في التنفيذ (ECC)، وهو مشابه لمخطط الحالة (UML) . يمكن أن تتضمن كل حالة عدة إجراءات. يشير كل إجراء إلى خوارزمية واحدة أو لا يشير إلى أي خوارزمية، وإلى حدث واحد أو لا يشير إلى أي حدث. يمكن تنفيذ الخوارزميات وفقًا للمعايير المتوافقة.
• كتلة الوظائف المركبة - CFB: يتم تحديد وظائفها بواسطة شبكة كتلة الوظائف.
• واجهات المحولات: واجهة المحول ليست كتلة وظيفية حقيقية. إنها تجمع بين عدة أحداث واتصالات بيانات ضمن اتصال واحد، وتوفر مفهوم واجهة لفصل المواصفات عن التنفيذ.
• التطبيق الفرعي: تُعرَّف وظيفته أيضًا على أنها شبكة كتل وظيفية. وعلى عكس وحدات CFB، يمكن توزيع التطبيقات الفرعية.

للحفاظ على التطبيقات على الجهاز، يوفر معيار IEC 61499 نموذج إدارة . يتولى مدير الجهاز إدارة دورة حياة أي مورد، ويدير الاتصال مع أدوات البرمجيات (مثل أداة التكوين، والوكيل) عبر أوامر الإدارة . ومن خلال واجهة أداة البرمجيات وأوامر الإدارة، يمكن إعادة تكوين تطبيقات IEC 61499 عبر الإنترنت. ^{[ 3 ]}

تحدد المواصفة القياسية IEC 61499-2 متطلبات توافق أدوات البرمجيات مع معيار IEC 61499. ويشمل ذلك متطلبات تمثيل عناصر IEC 61499 وقابليتها للنقل، بالإضافة إلى صيغة DTD لتبادل عناصر IEC 61499 بين أدوات البرمجيات المختلفة. تتوفر بالفعل بعض أدوات البرمجيات المتوافقة مع معيار IEC 61499. ^{[ 4 ]} من بينها أدوات برمجية تجارية، وأدوات برمجية مفتوحة المصدر، وتطويرات أكاديمية وبحثية. عادةً ما يلزم توفير بيئة تشغيل وبيئة تطوير متوافقتين مع معيار IEC 61499.

كان معيار IEC 61499-3 مرتبطًا بإصدار مبكر متاح للجمهور (PAS) من المعيار وتم سحبه في عام 2008. وقد أجاب هذا الجزء على الأسئلة الشائعة المتعلقة بمعيار IEC 61499 ووصف استخدام عناصر IEC 61499 مع أمثلة لحل التحديات الشائعة أثناء هندسة أنظمة الأتمتة.

من بين أمثلة أخرى، وصف معيار IEC 61499-3 استخدام وحدات SIFB كوحدات وظائف اتصال للوصول عن بُعد إلى البيانات والمعلمات الآنية لوحدات الوظائف؛ واستخدام واجهات المحولات لتطبيق مفاهيم البرمجة الكائنية؛ وخوارزميات التهيئة في شبكات وحدات الوظائف؛ وتطبيق تصحيح الأخطاء (ECC) لتبسيط التحكم في محركات أجهزة تسجيل الفيديو الافتراضية . بالإضافة إلى ذلك، تم شرح تأثيرات الربط فيما يتعلق بوحدات وظائف الاتصال، وكذلك إدارة الجهاز بواسطة تطبيقات الإدارة ووحدات وظائفها، ومبدأ وحدة وظائف مدير الجهاز (DEV_MGR).

يحدد معيار IEC 61499-4 القواعد التي يجب على النظام أو الجهاز أو أداة البرمجيات اتباعها للامتثال لمعيار IEC 61499. وتتعلق هذه القواعد بالتوافقية، وقابلية النقل، والتكوين . يُعتبر جهازان متوافقين إذا كان بإمكانهما العمل معًا لتوفير الوظائف المحددة في تكوين النظام. يجب أن تكون التطبيقات المتوافقة مع معيار IEC 61499 قابلة للنقل ، أي يمكن تبادلها بين أدوات البرمجيات من مختلف الموردين، مع مراعاة متطلبات أدوات البرمجيات الموضحة في معيار IEC 61499-2. يجب أن تكون أجهزة أي مورد قابلة للتكوين بواسطة أي أداة برمجية متوافقة مع معيار IEC 61499.

إلى جانب هذه القواعد العامة، يُحدد معيار IEC 61499-4 أيضًا بنية ملفات تعريف الامتثال . يصف ملف تعريف الامتثال كيفية توافق النظام مع قواعد معيار IEC 61499. على سبيل المثال، تُحدد أوامر الإدارة المدعومة إمكانية تهيئة جهاز ما بواسطة أداة برمجية. يُحدد تنسيق تبادل XML، الذي يُحدد قابلية نقل التطبيقات المتوافقة مع معيار IEC 61499، ضمن الجزء 2، ويُستكمل بملف تعريف الامتثال، على سبيل المثال من خلال تحديد امتدادات أسماء الملفات المدعومة لتبادل عناصر مكتبة البرامج.

تُحدد طبقات نموذج OSI قابلية التشغيل البيني بين أجهزة مختلف الموردين . كما يجب مراعاة مخرجات الحالة وعناوين IP وأرقام المنافذ، بالإضافة إلى ترميز البيانات لوحدات الوظائف مثل PUBLISH/SUBSCRIBE وCLIENT/SERVER، المستخدمة في الاتصال بين الأجهزة. تُعرّف شركة HOLOBLOC, Inc. "ملف تعريف التوافق مع معيار IEC 61499 لعروض الجدوى" ^{[ 5 ]} ، والذي تدعمه على سبيل المثال أدوات البرمجيات المتوافقة مع معيار IEC 61499، مثل FBDK ^{[ 6 ]} و 4diac IDE ^{[ 7 ]} وnxtSTUDIO ^{[ 8 ] .}

• IEC 61499 وحدات الوظائف - الجزء 1: البنية، الإصدار 2.0 ، مؤرشف من الأصل بتاريخ 31 ديسمبر 2016 ، تم استرجاعه في 12 أكتوبر 2015
• IEC 61499 وحدات الوظائف - الجزء 2: متطلبات أدوات البرمجيات، الإصدار 2.0 ، مؤرشف من الأصل بتاريخ 31 ديسمبر 2016 ، تم استرجاعه في 12 أكتوبر 2015
• وحدات الوظائف IEC 61499 - الجزء 3: معلومات تعليمية، الإصدار 1.0
• IEC 61499 وحدات الوظائف - الجزء 4: قواعد ملفات تعريف الامتثال، الإصدار 2.0 ، مؤرشف من الأصل بتاريخ 31 ديسمبر 2016 ، تم استرجاعه في 12 أكتوبر 2015

• "IEC 61499"في اللجنة الكهروتقنية الدولية
• شنايدر إلكتريك - 5 طرق يُحرر بها معيار IEC 61499 الأتمتة الصناعية