一、概述 EPA_Config是EPA現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的功能塊組態(tài)軟件，能夠?qū)贗EC61499和IEC61804標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行可視化功能塊組態(tài)及參數(shù)配置。該軟件通過(guò)解析設(shè)備描述文件獲取設(shè)備內(nèi)部功能，以圖形化的功能塊形式呈現(xiàn)于組態(tài)界面中，作為組態(tài)操作的基本功能單元，通過(guò)功能塊之間的連接完成控制方案的組態(tài)，并將功能塊參數(shù)之間的連接關(guān)系編譯為相應(yīng)的組態(tài)信息下載至現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)控制策略，同時(shí)完成對(duì)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。 二、功能特點(diǎn) l 采用功能塊組態(tài) 用戶針對(duì)控制系統(tǒng)各環(huán)節(jié)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能，根據(jù)IEC61499與IEC61804標(biāo)準(zhǔn)中功能塊的定義，選擇不同種類功能塊，并通過(guò)連線實(shí)現(xiàn)功能塊數(shù)據(jù)之間的連接，組態(tài)過(guò)程簡(jiǎn)便靈活。 支持XML設(shè)備描述 組態(tài)軟件收到設(shè)備發(fā)出的聲明信息后根據(jù)設(shè)備類型解析與之對(duì)應(yīng)的XML語(yǔ)言設(shè)備描述文件，獲得設(shè)備內(nèi)部的資源，不同廠商的設(shè)備在提供統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備描述文件后都可以由EPA_Config進(jìn)行識(shí)別和解析，可以方便的實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的互聯(lián)與互操作。 l 支持分布式控制組態(tài) 在組態(tài)軟件中選擇屬于不同設(shè)備的功能塊并進(jìn)行輸入輸出接口之間的連接，所形成的組態(tài)方案則由實(shí)現(xiàn)各自特定功能的不同設(shè)備共同構(gòu)成。EPA_Config通過(guò)設(shè)備IP地址將設(shè)備間的連接信息下載到設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)分布式控制系統(tǒng)。 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的自動(dòng)管理 軟件運(yùn)行后自動(dòng)接收網(wǎng)段內(nèi)設(shè)備的聲明信息，并及時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備的上線與離線狀態(tài)，根據(jù)設(shè)備類型自動(dòng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行排列，通過(guò)解析設(shè)備描述文件，自動(dòng)將可組態(tài)設(shè)備的標(biāo)識(shí)及其功能塊資源以圖形方式列出供用戶選擇，無(wú)需用戶手動(dòng)管理設(shè)備。 可視化的圖形顯示 設(shè)備信息列表中將上線設(shè)備及其功能塊以圖形化形式進(jìn)行排列與顯示，便于用戶進(jìn)行查找與選擇，組態(tài)界面中直觀顯示功能塊的輸入與輸出接口，以功能塊輸入、輸出間的連線代表設(shè)備內(nèi)部抽象的數(shù)據(jù)傳輸路徑，獲得所見(jiàn)即所得的控制組態(tài)效果。 友好的組態(tài)界面 軟件中對(duì)功能塊的所有運(yùn)行參數(shù)都可以進(jìn)行察看編輯，并可對(duì)輸入輸出參數(shù)值進(jìn)行實(shí)時(shí)曲線監(jiān)控。用戶僅需進(jìn)行鼠標(biāo)點(diǎn)擊，拖拽等操作，即可完成組態(tài)的開發(fā)，完全區(qū)別于用戶自己配置變量的傳統(tǒng)組態(tài)方式，編輯環(huán)境中為功能塊的添加、刪除、參數(shù)設(shè)置等都提供了方便快捷的操作。 支持EPA通信規(guī)范 支持EPA通信規(guī)范所定義的設(shè)備聲明、變量讀、變量寫等多種應(yīng)用服務(wù)，組態(tài)工程編譯后，功能塊參數(shù)間的連接關(guān)系以鏈接對(duì)象的形式下載至設(shè)備管理信息庫(kù)（MIB）中。 三、軟件介紹 1. 軟件界面 1）EPA_Config組態(tài)畫面 圖1 EPA_Config組態(tài)畫面 EPA_Config組態(tài)畫面如圖1所示，界面主要分為2個(gè)區(qū)域，左側(cè)為設(shè)備及功能塊顯示區(qū)，右側(cè)為功能塊組態(tài)方案編輯區(qū)。軟件自動(dòng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備后即在左側(cè)將其功能塊資源列出。用戶用鼠標(biāo)選中組態(tài)方案需要的功能塊后，雙擊其圖標(biāo)即將其添加進(jìn)控制回路中，隨即在功能塊組態(tài)方案編輯區(qū)顯示對(duì)應(yīng)的圖形，通過(guò)連線可以將不同設(shè)備或同一設(shè)備內(nèi)的不同功能塊的輸入與輸出進(jìn)行連接，組態(tài)完成后通過(guò)編譯、下載即可將控制策略下載到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中運(yùn)行。 軟件的主要組態(tài)操作為： 點(diǎn)擊“啟動(dòng)”按鈕,進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息的監(jiān)聽(tīng)與收發(fā)； 創(chuàng)建功能塊組態(tài)應(yīng)用回路； 在軟件自動(dòng)列出的上線設(shè)備功能塊信息中選擇相應(yīng)的功能塊雙擊添加進(jìn)應(yīng)用回路中； 根據(jù)控制系統(tǒng)各部分功能需求，進(jìn)行功能塊輸入輸出接口間的連接； 點(diǎn)擊“下載”按鈕，將組態(tài)方案編譯并下載至設(shè)備中。 2）功能塊參數(shù)設(shè)置畫面 EPA_Config的功能塊參數(shù)設(shè)置畫面如圖2所示，在功能塊編輯區(qū)域，雙擊功能塊圖形，便可以在彈出的功能塊參數(shù)設(shè)置畫面對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與修改，通過(guò)在參數(shù)前的方框內(nèi)進(jìn)行標(biāo)注選擇參數(shù)，再點(diǎn)擊上載所選參數(shù)或下載所選參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備特定參數(shù)的讀取和寫入，通過(guò)上載全部參數(shù)或下載全部參數(shù)則可實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備內(nèi)某個(gè)功能塊所有參數(shù)的讀取和寫入。 [align=center] 圖2 功能塊參數(shù)設(shè)置畫面[/align] 3）監(jiān)控畫面 EPA_Config的監(jiān)控畫面如圖4所示，通過(guò)添加所需要監(jiān)控的功能塊的輸入和輸出參數(shù)，則可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變量實(shí)時(shí)運(yùn)行情況的連續(xù)監(jiān)控。 2. 功能塊解析 EPA_Config根據(jù)設(shè)備描述文件解析不同設(shè)備中的功能塊定義，EPA_Config并不限制設(shè)備中的功能塊類型，只要是采用EPA標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的XML描述規(guī)則所描述的功能塊均能夠被組態(tài)軟件所解析，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的功能塊升級(jí)或改變時(shí)，只需要修改功能塊描述即可被支持。 3. 軟件功能 1）自動(dòng)發(fā)現(xiàn)底層設(shè)備：系統(tǒng)啟動(dòng)后，EPA_Config會(huì)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)運(yùn)行的DUT5000設(shè)備及其所通過(guò)Modbus網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展的從設(shè)備，并在組態(tài)畫面的設(shè)備列表中顯示出來(lái)； 2）編譯：用戶完成功能塊程序編輯后，點(diǎn)擊編譯，可以獲得程序的編譯信息； 3）下載：用戶在編譯通過(guò)的條件下，點(diǎn)擊下載，組態(tài)軟件會(huì)將編譯后形成的編譯信息下載到底層設(shè)備中； 4） 編輯操作：包括設(shè)備的添加和刪除、應(yīng)用回路的創(chuàng)建和刪除、功能塊的添加和刪除和功能塊連接的添加和刪除； 5） 監(jiān)控：通過(guò)監(jiān)控畫面可以對(duì)所選擇的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備參數(shù)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控； 6）參數(shù)修改：通過(guò)功能參數(shù)設(shè)置畫面可以完成功能塊參數(shù)的讀取和寫入； 7） 以太網(wǎng)通信遵循EPA通信規(guī)范。 四、應(yīng)用舉例 采用EPA_Config進(jìn)行串級(jí)PID控制的組態(tài)，系統(tǒng)組態(tài)方案如圖3所示。 [align=center] 圖3 串級(jí)PID控制系統(tǒng)組態(tài)圖[/align] 1. 組態(tài)方案介紹 1）該組態(tài)是對(duì)設(shè)備標(biāo)識(shí)為DUT5000_09999的設(shè)備進(jìn)行組態(tài)，AI_BLOCK_1功能塊為模擬輸入功能塊，對(duì)應(yīng)DUT5000設(shè)備的第1路模擬量輸入通道，其輸出OUT連接到PID_BLOCK_1功能塊的輸入，作為PID串級(jí)控制中的副回路輸入，AI_BLOCK_0功能塊對(duì)應(yīng)DUT5000設(shè)備的第0路模擬量輸入通道，其輸出OUT連接到PID_BLOCK_0功能塊的輸入，作為串級(jí)控制中的主回路輸入； 2）PID_BLOCK_1是PID功能塊，作為串級(jí)控制中副回路的PID控制，PID_BLOCK_0則作為串級(jí)控制中主回路的PID控制，PID_BLOCK_0功能塊的輸出OUT連接到副回路PID_BLICK_1的串級(jí)輸入CAS_IN，作為副回路控制的給定，手動(dòng)模式下，主回路和副回路PID控制的設(shè)定自動(dòng)跟蹤采樣輸入，從而保證PID控制由手動(dòng)模式切換到自動(dòng)模式時(shí)實(shí)現(xiàn)無(wú)擾切換； 3）副回路PID控制輸出OUT連接到AO_BLOCK_0功能塊輸入CAS_IN，AO_BLOCK_0為模擬量輸出功能塊，對(duì)應(yīng)DUT5000的第0路模擬量輸出（AO），第0路AO輸出4～20mA到執(zhí)行結(jié)構(gòu)，進(jìn)行控制調(diào)節(jié)； 4） AO_BLOCK_0的反饋輸出BKCAL_OUT連接到副回路PID控制PID_BLOCK_1的反饋輸入BKCAL_IN，使得在AO_BLOCK_0無(wú)論在手動(dòng)模式還是自動(dòng)模式下進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，副回路的控制輸出均能夠跟蹤實(shí)際控制輸出，從而實(shí)現(xiàn)AO由手動(dòng)模式到自動(dòng)模式切換時(shí)，實(shí)際控制輸出能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)擾切換；PID_BLOCK_1的反饋輸出BKCAL_OUT連接到主回路PID控制PID_BLOCK_0的反饋輸入BKCAL_IN，使得副回路PID控制為手動(dòng)模式時(shí)，主回路PID控制PID_BLOCK_0的輸出OUT能夠自動(dòng)跟蹤副回路PID控制的采樣輸入，從而在副回路由手動(dòng)模式切換到串級(jí)模式時(shí)實(shí)現(xiàn)無(wú)擾切換； 5） 模擬量輸入功能塊AI_BLOCK_1的上限報(bào)警輸出連接到開關(guān)量輸出功能塊DO_BLOCK_0，對(duì)應(yīng)DUT5000的第0路開關(guān)量輸出，當(dāng)模擬輸入超過(guò)上限時(shí)，可以通過(guò)第0路開關(guān)量輸出進(jìn)行報(bào)警處理。 2. 功能塊參數(shù)設(shè)置 1）通過(guò)EPA_Config組態(tài)軟件的功能塊參數(shù)設(shè)置畫面（如圖2所示）可以設(shè)置模擬量輸入功能塊的上限報(bào)警限，當(dāng)模擬量輸入超過(guò)上限報(bào)警限時(shí)，則AI_BLOCK_1的上限報(bào)警輸出則會(huì)有效；還可以設(shè)置其輸入和輸出范圍，從而實(shí)現(xiàn)AD轉(zhuǎn)換結(jié)果與工程量單位的線性轉(zhuǎn)換； 2） 通過(guò)參數(shù)設(shè)置畫面可以設(shè)置主回路和副回路PID控制的調(diào)節(jié)參數(shù)和工作模式，如比例、積分、微分、采樣時(shí)間、手動(dòng)模式、自動(dòng)模式、串級(jí)模式等參數(shù)，同時(shí)還可以設(shè)置PID調(diào)節(jié)的設(shè)定值范圍和輸出上下限，使得PID控制在一定范圍內(nèi)進(jìn)行控制； 3）對(duì)于模擬量輸出功能塊，可以設(shè)置其工作模式，包括手動(dòng)模式和自動(dòng)模式，還可以設(shè)置輸出限制等參數(shù)； 4） 對(duì)于開關(guān)量輸出功能塊，可以設(shè)置其工作模式、輸出是否取反等參數(shù)。 3. 控制結(jié)果 在EPA_Config的監(jiān)控畫面對(duì)副回路的PID控制輸出進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，得到控制曲線如圖4所示。黃色曲線為副回路PID控制的采樣輸入，綠色曲線為副回路PID控制的調(diào)節(jié)輸出，將PID控制的輸出范圍設(shè)置為4～20，則PID控制的輸出對(duì)應(yīng)的就是實(shí)際控制輸出的電流大小，可以看出采樣輸入逐漸趨于穩(wěn)定，通過(guò)修改PID控制的比例、積分、微分及采樣時(shí)間參數(shù)則可以獲得不同的控制效果。