【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于工业控制网络配置领域，涉及一种基于iec 61499的动态可重构配置方法。
技术介绍
1、随着智能制造的发展，新型制造生产模式需要工业现场设备通过网络与工业应用信息系统进行频繁的数据交互。然而当前工业控制网络面临各工厂内部网络配置方法复杂、工业现场设备间信息难以互联互通等问题。动态可重构技术允许系统在运行时根据配置需求动态进行配置和重构，大大降低了系统维护的难度，同时也提高了系统配置的灵活性。工业控制网络既需要满足执行设备的通信需求，又需要满足工业控制网络对可靠性的严格要求。然而传统网络配置往往采用一对一的设备和网络配置模式，难以满足工业控制网络配置场景需求。
2、在工业控制网络配置方面，目前大多数网络配置方法仍需要手动进行静态配置，配置过程中往往需要将设备离线操作，且配置过程繁琐。工业智能工厂要求对设备进行统一的动态配置和控制，执行设备控制器不仅需要快速获取设备数据，还需要通过网络与配置系统实时通信。同时在如今工业网络复杂多变的环境下，网络节点与现场设备的数量往往非常庞大，而且各节点与设备之间的关系比较复杂，直接采用已有的配置方法不能满足工业控制网络配置系统的诸多需求。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于iec 61499的动态可重构配置方法。iec 61499提供了分布式工业控制系统的框架模型，其核心是功能块(function block，fb)。功能块中封装了数据结构，并且由一个或者多个算法来处理数据结构，功能块具有可配置性
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种基于iec 61499的动态可重构配置方法，包括以下步骤：
4、s1：用户在工业控制网络配置模块中输入配置指令，工业控制网络配置模块在iec61499功能块库中调用相应的功能块，并构建功能块网络；
5、s2：用户在动态可重构配置模块中输入重构请求，动态可重构配置模块根据重构请求生成重构命令，并将重构命令发送至工业控制网络配置模块；工业控制网络配置模块解析重构命令，对功能块网络进行重构；
6、s3：工业控制网络配置模块将重构的功能块网络转换为基于xml的配置文件；
7、s4：工业控制网络配置模块通过调用配置接口将配置文件下发到软plc中；
8、s5：软plc动态解析下发的配置文件，并转发至相应的执行设备中。
9、进一步，步骤s1中，iec 61499功能块库定义不同执行控制逻辑以及内置算法的功能块；功能块由功能块事件和数据接口，执行控制逻辑和内置算法组成，功能块接收的事件和数据相互绑定，执行控制逻辑依据功能块接收的事件来执行对应的内置算法，内置算法读取事件绑定的数据进行处理；
10、工业控制网络配置模块根据配置需求选择iec 61499功能块库中相应的功能块；工业控制网络配置模块连接功能块事件和数据接口构建功能块网络，并能够将功能块网络封装进iec 61499功能块库中；工业控制网络配置模块能够在iec 61499功能块库调用功能块网络。
11、进一步，所述功能块包含控制器功能块、数据输入功能块、数据输出功能块、定时功能块和延时功能块；所述控制器功能块用于实现对执行设备的控制；所述数据输入功能块用于实现执行设备的数据采集；所述数据输出功能块用于实现执行设备的数据输出；所述定时功能块用于定时输出使能信号驱动其他功能块；所述延时功能块用于将到达的事件和数据延时处理。
12、进一步，所述功能块网络由n个功能块组成，功能块集合记为fb＝{fb1,fb2,...fbn}，每个功能块的事件接口包括m个输入接口，k个输出接口，相应的事件输入输出接口集合记为ei＝{ei1,ei2,...eim}和eo＝{eo1,eo2,...eok}；每个功能块数据接口包括x个输入接口，y个输出接口，相应的数据输入输出接口记为di＝{di1,di2,...dix}和do＝{do1,do2,...doy}；功能块存在i个执行控制逻辑和j个内置算法，执行控制逻辑集合记为l＝{l1,l2,...li}，内置算法集合记为a＝{a1,a2,...aj}。
13、进一步，动态可重构配置模块中将重构请求分为以下三个层级：
14、(1)参数级重构，针对功能块事件和数据接口相关参数重新配置；参数级重构函数f1中的输入参数为功能块集合fb、事件输入输出接口集合ei和eo、数据输入输出接口集合di和do，参数级重构后生成的重构命令集合r1表示为：
15、r1＝f1(fb,ei,eo,di,do)
16、参数级重构命令用于更新功能块事件和数据接口参数、添加功能块事件和数据接口参数、删除功能块事件和数据接口参数、重命名功能块事件和数据接口参数、调整功能块事件和数据接口参数范围和设置默认功能块事件和数据接口参数；
17、(2)功能块级重构，针对功能块事件和数据接口相关参数不变的前提下完成执行控制逻辑和内置算法的调整；功能块级重构函数f2中的输入参数为功能块集合fb、执行控制逻辑集合l、内置算法集合a，功能块级重构后生成的重构命令集合r2表示为：
18、r2＝f2(fb,l,a)
19、功能块级重构命令用于载入目标功能块、删除目标功能块、修改功能块内置算法、修改功能块执行控制逻辑、创建功能块事件和数据接口和删除功能块事件和数据接口；
20、(3)应用程序级重构，针对功能块事件和数据接口之间的重新组合连接，应用程序级重构函数f3中的输入参数为功能块集合fb、事件输入输出接口集合ei和eo、数据输入输出接口集合di和do、执行控制逻辑集合l、内置算法集合a，应用程序级重构后生成的重构命令集合r3表示为：
21、r3＝f3(fb,ei,eo,di,do,l,a)
22、应用程序级重构命令用于建立功能块事件和数据接口连接和删除功能块事件和数据接口连接。
23、进一步，动态可重构配置模块根据重构请求生成重构命令，并将重构命令发送至工业控制网络配置模块中；工业控制网络配置模块对重构命令进行解释执行、重构命令读取、词法与语法分析，然后对功能块网络中单个或多个功能块载入和删除，功能块的内置算法、执行控制逻辑、事件和数据接口相关参数重新配置，功能块事件和数据接口重新建立、删除连接，实现功能块网络对于工业控制网络中执行设备的动态可重构配置。
24、进一步，步骤s4所述配置接口功能包括：
25、(1)配置接口能够支持动态可重构配置，使系统在运本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于IEC 61499的动态可重构配置方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于IEC 61499的动态可重构配置方法，其特征在于：步骤S1中，IEC 61499功能块库定义不同执行控制逻辑以及内置算法的功能块；功能块由功能块事件和数据接口，执行控制逻辑和内置算法组成，功能块接收的事件和数据相互绑定，执行控制逻辑依据功能块接收的事件来执行对应的内置算法，内置算法读取事件绑定的数据进行处理；
3.根据权利要求1所述的基于IEC 61499的动态可重构配置方法，其特征在于：所述功能块包含控制器功能块、数据输入功能块、数据输出功能块、定时功能块和延时功能块；所述控制器功能块用于实现对执行设备的控制；所述数据输入功能块用于实现执行设备的数据采集；所述数据输出功能块用于实现执行设备的数据输出；所述定时功能块用于定时输出使能信号驱动其他功能块；所述延时功能块用于将到达的事件和数据延时处理。
4.根据权利要求1所述的基于IEC 61499的动态可重构配置方法，其特征在于：所述功能块网络由n个功能块组成，功能块集合记为FB＝{fb1
5.根据权利要求1所述的基于IEC 61499的动态可重构配置方法，其特征在于：动态可重构配置模块中将重构请求分为以下三个层级：
6.根据权利要求1所述的基于IEC 61499的动态可重构配置方法，其特征在于：动态可重构配置模块根据重构请求生成重构命令，并将重构命令发送至工业控制网络配置模块中；工业控制网络配置模块对重构命令进行解释执行、重构命令读取、词法与语法分析，然后对功能块网络中单个或多个功能块载入和删除，功能块的内置算法、执行控制逻辑、事件和数据接口相关参数重新配置，功能块事件和数据接口重新建立、删除连接，实现功能块网络对于工业控制网络中执行设备的动态可重构配置。
7.根据权利要求1所述的基于IEC 61499的动态可重构配置方法，其特征在于：步骤S4所述配置接口功能包括：
8.根据权利要求1所述的基于IEC 61499的动态可重构配置方法，其特征在于：工业控制网络配置模块在功能块事件和数据接口中对软PLC和执行设备进行通信协议、执行设备IP地址、执行设备端口、读写寄存器的偏移量和长度配置；软PLC作为执行设备控制器，软PLC中的运行时环境将配置文件动态校验解析，并转发到执行设备进行动态可重构配置。
...【技术特征摘要】
1.一种基于iec 61499的动态可重构配置方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于iec 61499的动态可重构配置方法，其特征在于：步骤s1中，iec 61499功能块库定义不同执行控制逻辑以及内置算法的功能块；功能块由功能块事件和数据接口，执行控制逻辑和内置算法组成，功能块接收的事件和数据相互绑定，执行控制逻辑依据功能块接收的事件来执行对应的内置算法，内置算法读取事件绑定的数据进行处理；
3.根据权利要求1所述的基于iec 61499的动态可重构配置方法，其特征在于：所述功能块包含控制器功能块、数据输入功能块、数据输出功能块、定时功能块和延时功能块；所述控制器功能块用于实现对执行设备的控制；所述数据输入功能块用于实现执行设备的数据采集；所述数据输出功能块用于实现执行设备的数据输出；所述定时功能块用于定时输出使能信号驱动其他功能块；所述延时功能块用于将到达的事件和数据延时处理。
4.根据权利要求1所述的基于iec 61499的动态可重构配置方法，其特征在于：所述功能块网络由n个功能块组成，功能块集合记为fb＝{fb1,fb2,...fbn}，每个功能块的事件接口包括m个输入接口，k个输出接口，相应的事件输入输出接口集合记为ei＝{ei1,ei2,...eim}和eo＝{eo1,eo2,...eok}；每个功能块数据接口包括x个输入接口，y个输出接口，相应的数据输入输出接口记为di＝{di1,d...
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