一、概述 EPA_Config是EPA現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的功能塊組態(tài)軟件，能夠?qū)贗EC61499和IEC61804標準的現(xiàn)場設備進行可視化功能塊組態(tài)及參數(shù)配置。該軟件通過解析設備描述文件獲取設備內(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)之間的連接關系編譯為相應的組態(tài)信息下載至現(xiàn)場設備中，實現(xiàn)控制策略，同時完成對設備運行參數(shù)的實時監(jiān)控。 二、功能特點 l 采用功能塊組態(tài) 用戶針對控制系統(tǒng)各環(huán)節(jié)應實現(xiàn)的功能，根據(jù)IEC61499與IEC61804標準中功能塊的定義，選擇不同種類功能塊，并通過連線實現(xiàn)功能塊數(shù)據(jù)之間的連接，組態(tài)過程簡便靈活。 支持XML設備描述 組態(tài)軟件收到設備發(fā)出的聲明信息后根據(jù)設備類型解析與之對應的XML語言設備描述文件，獲得設備內(nèi)部的資源，不同廠商的設備在提供統(tǒng)一標準的設備描述文件后都可以由EPA_Config進行識別和解析，可以方便的實現(xiàn)設備之間的互聯(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備的功能塊并進行輸入輸出接口之間的連接，所形成的組態(tài)方案則由實現(xiàn)各自特定功能的不同設備共同構成。EPA_Config通過設備IP地址將設備間的連接信息下載到設備中，實現(xiàn)分布式控制系統(tǒng)。 網(wǎng)絡設備的自動管理 軟件運行后自動接收網(wǎng)段內(nèi)設備的聲明信息，并及時監(jiān)測設備的上線與離線狀態(tài)，根據(jù)設備類型自動對設備進行排列，通過解析設備描述文件，自動將可組態(tài)設備的標識及其功能塊資源以圖形方式列出供用戶選擇，無需用戶手動管理設備。 可視化的圖形顯示 設備信息列表中將上線設備及其功能塊以圖形化形式進行排列與顯示，便于用戶進行查找與選擇，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備內(nèi)部抽象的數(shù)據(jù)傳輸路徑，獲得所見即所得的控制組態(tài)效果。 友好的組態(tài)界面 軟件中對功能塊的所有運行參數(shù)都可以進行察看編輯，并可對輸入輸出參數(shù)值進行實時曲線監(jiān)控。用戶僅需進行鼠標點擊，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)范所定義的設備聲明、變量讀、變量寫等多種應用服務，組態(tài)工程編譯后，功能塊參數(shù)間的連接關系以鏈接對象的形式下載至設備管理信息庫（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個區(qū)域，左側為設備及功能塊顯示區(qū)，右側為功能塊組態(tài)方案編輯區(qū)。軟件自動發(fā)現(xiàn)設備后即在左側將其功能塊資源列出。用戶用鼠標選中組態(tài)方案需要的功能塊后，雙擊其圖標即將其添加進控制回路中，隨即在功能塊組態(tài)方案編輯區(qū)顯示對應的圖形，通過連線可以將不同設備或同一設備內(nèi)的不同功能塊的輸入與輸出進行連接，組態(tài)完成后通過編譯、下載即可將控制策略下載到現(xiàn)場設備中運行。 軟件的主要組態(tài)操作為： 點擊“啟動”按鈕,進行網(wǎng)絡信息的監(jiān)聽與收發(fā)； 創(chuàng)建功能塊組態(tài)應用回路； 在軟件自動列出的上線設備功能塊信息中選擇相應的功能塊雙擊添加進應用回路中； 根據(jù)控制系統(tǒng)各部分功能需求，進行功能塊輸入輸出接口間的連接； 點擊“下載”按鈕，將組態(tài)方案編譯并下載至設備中。 2）功能塊參數(shù)設置畫面 EPA_Config的功能塊參數(shù)設置畫面如圖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)設置畫面對現(xiàn)場設備的運行參數(shù)進行監(jiān)測與修改，通過在參數(shù)前的方框內(nèi)進行標注選擇參數(shù)，再點擊上載所選參數(shù)或下載所選參數(shù)即可實現(xiàn)對現(xiàn)場設備特定參數(shù)的讀取和寫入，通過上載全部參數(shù)或下載全部參數(shù)則可實現(xiàn)對現(xiàn)場設備內(nèi)某個功能塊所有參數(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)，則可以實現(xiàn)對變量實時運行情況的連續(xù)監(jiān)控。 2. 功能塊解析 EPA_Config根據(jù)設備描述文件解析不同設備中的功能塊定義，EPA_Config并不限制設備中的功能塊類型，只要是采用EPA標準所規(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，當現(xiàn)場設備的功能塊升級或改變時，只需要修改功能塊描述即可被支持。 3. 軟件功能 1）自動發(fā)現(xiàn)底層設備：系統(tǒng)啟動后，EPA_Config會自動發(fā)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)運行的DUT5000設備及其所通過Modbus網(wǎng)絡擴展的從設備，并在組態(tài)畫面的設備列表中顯示出來； 2）編譯：用戶完成功能塊程序編輯后，點擊編譯，可以獲得程序的編譯信息； 3）下載：用戶在編譯通過的條件下，點擊下載，組態(tài)軟件會將編譯后形成的編譯信息下載到底層設備中； 4） 編輯操作：包括設備的添加和刪除、應用回路的創(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：通過監(jiān)控畫面可以對所選擇的現(xiàn)場設備參數(shù)進行連續(xù)監(jiān)控； 6）參數(shù)修改：通過功能參數(shù)設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、應用舉例 采用EPA_Config進行串級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)是對設備標識為DUT5000_09999的設備進行組態(tài)，AI_BLOCK_1功能塊為模擬輸入功能塊，對應DUT5000設備的第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串級控制中的副回路輸入，AI_BLOCK_0功能塊對應DUT5000設備的第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，作為串級控制中的主回路輸入； 2）PID_BLOCK_1是PID功能塊，作為串級控制中副回路的PID控制，PID_BLOCK_0則作為串級控制中主回路的PID控制，PID_BLOCK_0功能塊的輸出OUT連接到副回路PID_BLICK_1的串級輸入CAS_IN，作為副回路控制的給定，手動模式下，主回路和副回路PID控制的設定自動跟蹤采樣輸入，從而保證PID控制由手動模式切換到自動模式時實現(xiàn)無擾切換； 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，對應DUT5000的第0路模擬量輸出（AO），第0路AO輸出4～20mA到執(zhí)行結構，進行控制調(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無論在手動模式還是自動模式下進行調(diào)節(jié)時，副回路的控制輸出均能夠跟蹤實際控制輸出，從而實現(xiàn)AO由手動模式到自動模式切換時，實際控制輸出能夠?qū)崿F(xiàn)無擾切換；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控制為手動模式時，主回路PID控制PID_BLOCK_0的輸出OUT能夠自動跟蹤副回路PID控制的采樣輸入，從而在副回路由手動模式切換到串級模式時實現(xiàn)無擾切換； 5） 模擬量輸入功能塊AI_BLOCK_1的上限報警輸出連接到開關量輸出功能塊DO_BLOCK_0，對應DUT5000的第0路開關量輸出，當模擬輸入超過上限時，可以通過第0路開關量輸出進行報警處理。 2. 功能塊參數(shù)設置 1）通過EPA_Config組態(tài)軟件的功能塊參數(shù)設置畫面（如圖2所示）可以設置模擬量輸入功能塊的上限報警限，當模擬量輸入超過上限報警限時，則AI_BLOCK_1的上限報警輸出則會有效；還可以設置其輸入和輸出范圍，從而實現(xiàn)AD轉(zhuǎn)換結果與工程量單位的線性轉(zhuǎn)換； 2） 通過參數(shù)設置畫面可以設置主回路和副回路PID控制的調(diào)節(jié)參數(shù)和工作模式，如比例、積分、微分、采樣時間、手動模式、自動模式、串級模式等參數(shù)，同時還可以設置PID調(diào)節(jié)的設定值范圍和輸出上下限，使得PID控制在一定范圍內(nèi)進行控制； 3）對于模擬量輸出功能塊，可以設置其工作模式，包括手動模式和自動模式，還可以設置輸出限制等參數(shù)； 4） 對于開關量輸出功能塊，可以設置其工作模式、輸出是否取反等參數(shù)。 3. 控制結果 在EPA_Config的監(jiān)控畫面對副回路的PID控制輸出進行實時監(jiān)測，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控制的輸出范圍設置為4～20，則PID控制的輸出對應的就是實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，通過修改PID控制的比例、積分、微分及采樣時間參數(shù)則可以獲得不同的控制效果。