23 dicembre 2012

La nuova norma IEC 61499, revisione 2.0

Modelli di architettura a blocchi funzionali per Sistemi distribuiti di misura e controllo per l'automazione nell'industria di processo (IPMCS)

La norma IEC 61499, giunge alla versione 2.0 (IEC 61499-1:2012) con una profonda revisione tecnica (si veda in calce per un sunto delle principali novità). La prima edizione, è stata pubblicata nelle sue 4 parti tra il 2002 e il 2006.
Il modello di architettura distribuito presentato nella norma IEC 61499

Parte 1

La prima parte della norma definisce un generico modello di architettura e presenta le linee guida per l'utilizzo dei "function blocks" o blocchi funzionali nella progettazione e sviluppo dei sistemi di misura e controllo per sistemi distribuiti nell'industria di processo (IPMCS: Industrial Process Measurement and Control System).
L'architettura indicata nella norma è presentata in termini di modelli di riferimento implementabili, sintassi testuale e rappresentazioni grafiche. Ovviamente, quanto presentato dalla norma ha una carattere generico e indipendente dal dominio dell'applicazione da implementare.
In estrema sintesi, i blocchi funzionali incapsulano algoritmi definiti liberamente allo scopo di svolgere determinati compiti (come la misura di una portata, di una pressione, di una temepratura, il controllo di attuatori o di nastri trasportatori). Tali algoritmi che processano le informazioni ed implementano le logiche di controllo volute, sono "avviati" da eventi. Un blocco funzionale, sempre secondo la norma, consiste principalmente di sue distinti livelli: quello degli eventi e quello dei dati. I vari tipi di blocchi funzionali descritti nella norma (di base, compositi, di interfacciamento, etc.) sono disposti in una rete a formare l'applicazione che può essere distribuita tra diversi dispositivi e risorse. Applicazioni interconnesse realizzano il sistema di misura e controllo di processo.

Parte 2

La seconda parte è dedicata all'enumerazione e definizione dei requisiti previsti per strumenti software di supporto alla progettazione e alle attività di engineering definite nella parte 1, e nello specifico:

  • Stesura delle specifiche dei tipi di blocchi funzionali
  • Definizione delle specifiche funzionali dei tipi di risorse e dei tipi di device
  • Stesura delle specifiche, dell'analisi e dei metodi di validazione dei sistemi IPMCS distribuiti
  • Configurazione, implementazione, impiego e manutenzione dei sistemi IPMCS distribuiti
  • Scambio di informazioni tra strumenti software differenti.

Parte 3

La norma era originariamente divisa in 4 parti, ma nella revisione la parte 3 è stata ritirata, in quanto conteneva materiale didattico e di tutorial ritenuto dalla commissione stessa non più utile, data l'ampia diffusione di materiale di terzi in merito. Non è però escluso che in futuro la Commissione decida di emettere una nuova edizione anche di questa parte.

Parte 4


I profili di conformità indicati nella norma IEC 61499-4
L'ultima parte definisce le regole per lo sviluppo di profili di conformità allo scopo di indicare le caratteristiche delle prime due parti che devono essere implementate nei sistemi conformi in modo da soddisfare i requisiti di:

  • Interoperabilità di dispositivi di vendor diversi
  • Portabilità del software tra ambienti di sviluppo di vendor differenti
  • Configurabilità dei dispositivi di vendor differenti da parte di strumenti di sviluppo di vendor differenti.


Principali novità (sintesi).

L'elenco completo delle revisioni è disponibile sul sito dell'IEC Webstore (nelle anteprima di ciascuna norma sono visibili tutte le differenze con l'edizione precedente).

Parte 1


  • Controllo dell'esecuzione
  • Variabili temporanee
  • Sequenze di servizio
  • Sintassi per la mappatura delle istanze dei function blocks
  • Sintassi per la definizione dei tipi di segmento
  • Tipi di blocchi funzione per l'interoperazione con controllori programmabili
  • Comandi di gestione READ/WRITE

Parte 2


  • I contenuti dell'annesso A sono stati aggiornati per conformità alle revisioni della parte prima
  • Le sezioni CDATA sono adesso consentite per i contenuti testuali degli algoritmi nelle tabelle A.4 (LibraryElement DTD) e A.5 (LibraryElement DTD elements).

Parte 4

Le revisioni sono minori e rispecchiano le modifiche apportate alle prime due sezioni. La parte 4 diverrà effettiva a partire dall'11 gennario 2013, termine massimo delle votazioni del comitato per la sua approvazione.

Elenco dei software di engineering e gli ambienti runtime conformi alla norma


  • Function Block Development Kit (www.holobloc.com)
  • FBench (sourceforge.net/projects/oooneida-fbench/)
  • Development of IEC 61499 Function Blocks with separated Event- and Dataflow in form of Java classes
  • Programming of Algorithms in FBS, Ladder Logic, ST, Java
  • Assignment of Algorithms in the Execution Control Chart (ECC)
  • 4DIAC (www.fordiac.org)
  • Development of IEC 61499 Function Blocks with separated Event- and Dataflow in form of C++ and/or Java classes
  • Programming of Algorithms in ST, Java, C++
  • Corfu ESS / Archimedes (seg.ee.upatras.gr/corfu)
  • Development of IEC 61499 Function Blocks with separated Event- and Dataflow and Conversion into special Execution environments
  • UML-based Design and possible simulation of Event-flow
  • Archimedes Real-Time Execution Environments for different Systems (Java, Linux, aJile)
  • ISaGRAF (www.icstriplex.com)
  • nxtControl (www.nxtcontrol.com)