Quando parliamo di standards, sappiamo che non sempre questi riescono a imporsi rispetto ai sistemi proprietari, soprattutto se questi sistemi sono sul mercato da anni rappresentando per cui lo standard di fatto.
Per quanto riguarda i PLC e sistemi di controllo locale, sappiamo che esiste la IEC 61131, che nella sezione tre definisce le linee guida per l’utilizzo e la programmazione dei plc, soprattutto per ciò che concerne i linguaggi di programmazione e l’utilizzo dei dati.
La IEC 61131 però non si occupa di sistemi distribuiti, e oggi l’automazione industriale sta davvero evolvendosi verso questo tipo di controllo, anche se al posto dei “vecchi” DCS, troviamo i moderni PLC o PAC.
La IEC 61499 va a colmare le lacune, o meglio a occuparsi di ciò che quando la IEC 61131 è stata emessa nemmeno ci si immaginava, infatti nel giro di vent’anni la tecnologia e i sistemi d’automazione si sono evoluti notevolmente, soprattutto riguardo anche all’integrazione con i sistemi di fabbrica e di comunicazione più ad alto livello.
Con questo nuovo filone di automazione aperta, la IEC 61499 definisce un linguaggio di programmazione per sistemi di tipo distribuito, orientato non solo all’interoperabilità, ma anche alla possibilità di riutilizzo del software.
Oltre a questo, nella norma sono definite linee guida per quanto riguarda la comunicazione tra diverse apparecchiature in un ambiente omogeneo.
La IEC 61499 e le interfaccia dei blocchi di funzione FB.
Il linguaggio a blocchi di funzione espone sempre delle interfacce per i parametri di ingresso e uscita delle funzioni stesse. Similmente a ciò che avviene nella IEC 61131, anche nell’architettura d’automazione open, i parametri di ingresso sono sulla sinistra e quelli di uscita sulla destra; tuttavia le nuove funzioni fanno una distinzione tra eventi e dati.
Vediamo come appare un richiamo di queste FB nella prossima immagine.
La funzione viene attivata dagli eventi (disegnati in rosso) e utilizza ed elabora dati in ingresso e uscita, i quali sono rappresentati in blu. Come si vede nell’immagine sopra, per ogni evento trigger in ingresso possono essere assegnati uno o più dati, lo stesso avviene per le uscite.
In pratica, la connessione tra eventi e dati specifica quali dati devono essere elaborati (refresh) quando si verificano i rispettivi eventi trigger.
La sequenza di lavoro interna alla funzione FB.
Nella prossima immagine vediamo come funziona l’esecuzione della FB così come definito nella IEC 61499. Al verificarsi dell’evento trigger (1) vengono presi in carico i parametri a esso collegati (2), e l’esecuzione comincia nel EEC (controllo di esecuzione eventi).
Le procedure programmate nella funzione vengono eseguite (4) e al termine vengono aggiornate le variabili d’uscita correlate all’evento.
La funzione inoltre attiva l’uscita di “operazioni eseguite” (7).
La IEC 61499 e le architetture funzionali distribuite nell’automazione.
Come possiamo vedere nella prossima figura, i blocchi di funzione possono essere collegati per creare delle architetture di funzionamento e controllo distribuite. In queste architetture sia gli eventi che i dati possono essere interconnessi.
La peculiarità di questo nuovo sistema è che le funzioni possono essere distribuite anche all’interno di diverse apparecchiature, e lavorare in sinergia.
Nell’esempio vediamo cinque controllori, e il terzo (Device 3) esegue due funzioni (FB3 e FB4).
I tre tipi di funzione definiti nella IEC 61499.
Nell’automazione aperta per architetture distribuite sono definiti diversi tipi di funzione. Quella semplice, come descritto fino a questo punto, quelle composite e quelle di sistema.
I blocchi di funzione compositi sono delle funzioni che contengono all’interno una rete di funzioni collegate, possiamo vedere questo tipo di blocco nella prossima immagine.
Le funzioni speciali sono quelle necessarie per svolgere alcuni compiti di sistema come l’accesso all’hardware, e che si occupano della comunicazione tra le varie apparecchiature. Come abbiamo visto infatti, le FB del programma possono essere distribuite a diversi controllori.
Nella prossima figura vediamo le funzioni speciali che si occupano della comunicazione degli eventi e dei parametri per coordinare il lavoro.
