Сети могут иметь иерархическую структуру.
Функции, выполняемые системой автоматизации, моделируются с помощью программного приложения, которое может располагаться в одном устройстве ( ПЛК ), как, например, приложение В на рис. 1.3, или может быть определено между несколькими ПЛК, как приложения А и Б. Например, приложение, выполняющее ПИД-регулирование, может располагаться в трех устройствах, из которых первое выполняет функцию ввода данных от датчиков (является модулем ввода), второе выполняет алгоритм регулирования, третье выполняет функцию вывода данных в исполнительное устройство. Вторым примером может быть клиент-серверное приложение, в котором клиент расположен в одном устройстве, сервер - в другом.
Модель физического устройства. Каждое физическое устройство в распределенной системе должно содержать по крайней мере один интерфейс к объекту управления или к промышленной сети и может содержать несколько (в том числе ноль) ресурсов (определение ресурса см. ниже), см. рис. 1.4.
При этом устройство по МЭК 61499 рассматривается как конкретный экземпляр определенного типа устройств, по аналогии с объектно-ориентированным программированием. Интерфейс с объектом управления обеспечивает отображение* (* Отображение – закон, по которому каждому элементу одного множества ставится в соответсвие единственный элемент другого множества.) данных и событий физического процесса (например, аналоговых или дискретных сигналов) в ресурсы и обратно.
В одном устройстве может быть несколько ресурсов и несколько программных приложений. Каждое приложение может исполняться на нескольких устройствах (см. рис. 1.3) и может занимать часть ресурсов в одном устройстве(рис. 1.4).
Коммуникационные интерфейсы выполняют отображение между ресурсами и промышленной сетью. Они могут предоставлять информацию ресурсу в виде данных или событий, а также выполнять дополнительные функции для поддержки программирования. конфигурирования, диагностики и т.д.
Модель ресурса. Ресурс рассматривается как функциональная единица, которая содержится в устройстве (например ПЛК), имеет независимое управление своими операциями и обеспечивает различные сервисные функции (сервисы) для программного приложения, включая планирование и исполнение алгоритмов. Ресурс может быть создан, сконфигурирован, параметризован, запущен, удален и т.п. без воздействия на другие ресурсы устройства. Примером ресурса может быть память и время, выделенные для выполнения задачи в центральном процессоре.
В функции ресурса входит прием данных или событий от объекта управления или коммуникационного интерфейса, обработка данных и событий и возврат данных и событий в процесс или промышленную сеть, в соответствии с алгоритмом работы программного приложения, использующего данный ресурс.
В соответствии с рис. 1.5,
ресурс моделируется следующими элементами:
-
локальным приложением, расположенным в данном физическом устройстве, или частью распределенного приложения. Данные и события, обрабатываемые в локальном приложении, принимаются со входов функциональных блоков (ФБ). которые выполняют операции, необходимые программному приложению;
-
отображение событий и данных между программным приложением и объектом управления выполняется специальным функциональным блоком интерфейса (рис. 1.5);
-
отображение событий и данных между программным приложением и коммуникационным интерфейсом выполняется таким же специальным функциональным блоком интерфейса (рис. 1.5);
-
функция планирования выполняет передачу информации и исполнение программного приложения в соответствии с временными требованиями и очередностью, определяемой появлением событий, взаимодействием между функциональными блоками, а также приоритетами или периодом исполнения задач.
Модель программного приложения. Программное приложение состоит из сети функциональных блоков (подробнее см. главу 9), ветви которой переносят данные и события (рис. 1.6).