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1 Máster en Ingeniería de Control, Automatización y Robótica Trabajo Fin de Máster Implementación de Sistemas Empotrados de Control Distribuidos bajo el Estándar IEC- Alumno: Ing. Marcelo Vladimir García Sánchez Director: Dr. Federico Pérez González Fecha: 16/09/2013

2 TABLA DE CONTENIDO 1. MOTIVACIÓN Y OBJETIVOS MOTIVACIÓN OBJETIVOS ESTADO DEL ARTE ESTÁNDAR IEC Modelo de Software IEC Justificación de un nuevo Estándar ESTÁNDAR IEC Especificaciones IEC Arquitectura Modelo de Bloque Funcional (FB) Modelo de Recurso Modelo de Dispositivo Modelo de Sistema Modelo de Aplicación Modelo de Distribución Modelo de Gestión Ambigüedades en la Semántica de IEC ENTORNOS DE DESARROLLO Y DE EJECUCIÓN DE LA NORMA IEC FBDK / FBRT DIAC-IDE / FORTE Próximos Pasos en los entornos de desarrollo SOLUCIÓN PROPUESTA RASPBERRY PI Hardware de Raspberry PI Software para Raspberry PI GPIO y Placa de expansión GERTBOARD GENERACIÓN DE BLOQUES FUNCIONALES DE INTERFAZ DE SERVICIO (SIFB) Elementos básicos de un SIFB Especificaciones del SIFB METODOLOGÍA DE DISEÑO DE FBS FBS DESARROLLADOS FB GERTBOARD_OUT FB GERTBOARD_IN CASO DE USO FB MAQUETA_CINTA FB MAQUETA_MANIPULADOR Diseño de la Aplicación de Control Diseño de la Configuración del Sistema Configuración del recurso HMI Configuración del recurso RPI_CINTA Configuración del recurso RPI_MANIPULADOR Diseño etapa de Acondicionamiento de señal para Raspberry PI CONCLUSIONES Y LÍNEAS FUTURAS BIBIOGRAFÍA

3 1. MOTIVACIÓN Y OBJETIVOS 1.1. Motivación Los procesos de fabricación y producción se realizan cada vez más por sistemas y soluciones automatizadas y en consecuencia, el nivel de automatización en las fábricas y plantas aumenta de manera constante [1]. A medida que el nivel absoluto de automatización aumenta, también lo hace la complejidad, por el creciente número de sensores, actuadores, controladores o PLCs de diferentes fabricantes que se utilizan en las plantas y sistemas de fabricación, por lo tanto, requisitos de interoperabilidad, capacidad de configuración y portabilidad son difíciles de alcanzar en los sistemas constituidos por elementos tan diversos. Otra tendencia importante en la automatización industrial es la creciente necesidad de plantas personalizadas e individualizadas, lo que significa que las líneas de producción tendrán que ser construidas y adaptadas a los nuevos procesos lo más rápidamente posible [2]. Durante varios años el estándar IEC ha sido la principal norma en el ámbito de la automatización industrial, creada y adoptada en 1992 con el fin de estandarizar los lenguajes de programación en este campo y ha permitido diseñar e implemetar sistemas de producción más flexibles y reconfigurables [3]. Con el desarrollo de nuevas tecnologías presenta dificultades en su aplicación. Es por esto que en el año 2005 la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) lanzó la norma internacional IEC que actualmente aún se encuentra en proceso de consolidación. Esta norma proporciona más funcionalidades, solventando algunas de las limitaciones de su norma predecesora. Es desarrollado como una metodología para modelar Sistemas de Control y Medida de Procesos Industriales (IPMCS)[4] distribuidos y abiertos. El objetivo es obtener una aplicación y configuración de hardware independiente del proveedor con el fin de gestionar la creciente complejidad de los sistemas de automatización de última generación. El elemento central de la norma IEC- es el Bloque de Función (FB) que permite la encapsulación de software de control. Los FBs pueden ser posteriormente enviados a los dispositivos de campo inteligentes [5]. El FB básico encapsula cierta funcionalidad Máster en Ingeniería de Control, Automatización y Robótica 3

4 tales como: control, operaciones matemáticas, comunicación, etc, por medio de algoritmos. Para crear dichos algoritmos de control se pueden utilizar lenguajes de programación de alto nivel tales como C, C++, o los lenguajes estandarizados bajo la norma IEC La herramienta software a utilizar para modelar un sistema de control distribuido basado en el estándar IEC- se denomina 4DIAC-IDE (Framework for Distributed Industrial Automation and Control), el cual, contribuye en el desarrollo e investigación del estándar y sirve de estímulo en la cooperación entre la industria y los institutos de investigación. El objetivo de 4DIAC es la obtención de un entorno abierto de automatización y control basado en el estándar IEC proporcionando las siguientes características [6]: Portabilidad: soporta e interpretar correctamente configuraciones y componentes software creadas por otras herramientas software. Interoperabilidad: los distintos dispositivos integrados pueden funcionar conjuntamente para llevar a cabo las funciones propias de las aplicaciones distribuidas. Configurabilidad: cualquier dispositivo y sus componentes software pueden ser configurados por herramientas de software de múltiples proveedores. Reconfigurabilidad: es la habilidad para adaptar el hardware y software de control durante la operación del proceso. Distribución: la habilidad para distribuir componentes software en diferentes dispositivos hardware sin importar el proveedor, el cual, es un requisito necesario dado por la industria de la automatización. El runtime de 4DIAC es 4DIAC-RTE (FORTE), que es una implementación conforme a IEC- enfocado a pequeños dispositivos de control empotrados (16/32Bit) está implementado en C++ y puede ser aplicado sobre múltiples plataformas. Mediante la utilización de 4DIAC se van a desarrollar nuevos FBs que junto con los ya existentes en el estándar se creará la aplicación de control deseada que posteriormente se mapeara en los diferentes recursos dentro del mismo dispositivo con una parte localizada en dos dispositivos remotos formando un sistema de control distribuido. Máster en Ingeniería de Control, Automatización y Robótica 4

5 A pesar de que durante los últimos años muchos investigadores han estado trabajando en el desarrollo y evolución del estándar IEC- aún queda un largo camino por recorrer para su adopción por la industria ya que, son necesarias aún más modificaciones y ampliaciones a la norma con el fin de ser utilizado con eficacia en el contexto de los sistemas de control distribuidos de automatización industrial. El objetivo de este documento es proponer la integración de una plataforma de control distribuido bajo el estándar IEC- utilizando el runtime FORTE en dispositivos embebidos de bajo costo, centrándonos en la Raspberry PI la cual es muy utilizada en el ámbito de la investigación académica pero con aplicaciones industriales es poco conocido su uso Objetivos Integrar la plataforma IEC- utilizando el runtime 4DIAC-FORTE en un sistema empotrado de bajas prestaciones y un entorno de desarrollo de libre distribución como Raspberry PI. Diseñar Bloques de Funciones bajo el estándar IEC- para manipular las entradas y salidas digitales y analógicas del Raspberry PI desde un entorno 4DIAC-IDE. Implementar una aplicación de control distribuido que utilice el sistema empotrado Raspberry PI bajo el entorno 4DIAC-IDE Máster en Ingeniería de Control, Automatización y Robótica 5

6 2. ESTADO DEL ARTE En el desarrollo de este capítulo se describirá los antecedentes, la evolución y el estado actual del estándar IEC-. En la primera parte del capítulo se describe los principios básicos del estándar IEC el cual es la normal principal en los procesos de automatización industrial, siendo este el punto de partida para el desarrollo del estándar IEC- el cual se encuentra en proceso de consolidación y estudio. Posteriormente se procede a describir los principios, conceptos básicos, modelos de referencia de la arquitectura y semántica de ejecución del estándar IEC- para lo cual se usará como fuente de referencia los distintos trabajos de estado del arte relacionados con este apartado. Finalmente se realizará un pequeño resumen de las características principales de los diferentes sistemas de desarrollo y entornos de ejecución del estándar IEC- que se están utilizando a nivel académico y de la industria Estándar IEC IEC es el primer paso en la estandarización de los autómatas programables y sus periféricos, incluyendo los lenguajes de programación que se deben utilizar. El objetivo básico de esta norma durante varios años fue la creación de lenguajes de programación estándar para aplicaciones de automatización industrial, el cual, fuera fácil de usar por el promedio de ingenieros, aun cuando no posean el conocimiento especializado sobre los dispositivos de control y automatización a ser programados. Este esfuerzo fue necesario porque, desde la invención del Controlador Lógico Programable (PLC) hace 50 años aproximadamente, un gran número de lenguajes de programación y dispositivos han sido creados y vendidos por varios fabricantes a nivel mundial. Se alcanzó este difícil objetivo, gracias al compromiso de los fabricantes y estudios de varios grupos de investigación académicos especializados, entre ellos el que más ha realizado estudios sobre esta norma es PLCopen. Máster en Ingeniería de Control, Automatización y Robótica 6

7 Esta norma se divide en cinco partes: Parte 1: Vista general. Parte 2: Hardware. Parte 3: Lenguaje de programación. Parte 4: Guías de usuario. Parte 5: Comunicación. Hay muchas maneras de describir el trabajo desarrollado en la tercera parte de esta norma, indicaremos algunas de ellas: IEC es el resultado del gran esfuerzo realizado por 7 multinacionales a los que se añaden muchos años de experiencia en el campo de la automatización industrial. Incluye 200 páginas de texto aproximadamente, con más de 60 tablas. IEC son las especificaciones de la sintaxis y semántica de un lenguaje de programación, incluyendo el modelo de software y la estructura del lenguaje. IEC estandariza los lenguajes de programación en la automatización industrial, haciendo el trabajo independiente de cualquier compañía. IEC define 5 lenguajes de programación de los cuales 2 son textuales y 3 son gráficos siendo los siguientes [7]: Lenguajes Textuales: Lista de Instrucciones (IL, Instruction List) Texto Estructurado (ST, Structured Text) Lenguajes Gráficos: Diagrama de contactos (LD, Ladder Diagram) Diagrama de Bloques de funcionales (FBD, Function Block Diagram) Gráfica de función secuencial (SFC, Sequential Function Chart) Sin embargo, la semántica de estos lenguajes no está definida estrictamente, por lo que esto conlleva a la incompatibilidad del software de control entre los diferentes fabricantes. Máster en Ingeniería de Control, Automatización y Robótica 7

8 Modelo de Software IEC El modelo software de este estándar está representado en capas, cada capa posee varias características. A continuación se detallan los elementos necesarios para proporcionar el entorno software de PLC [8]. Configuración. Es un elemento de lenguaje que corresponde al sistema del autómata programable en el cual se encuentra el software específico para un problema de control particular. Recurso. El recurso proporciona un soporte para la ejecución de programas. El recurso puede declarar variables globales, tareas y programas asociados a las tareas, el cual, puede ser asociado a un procesador determinado. Tarea. La tarea es el elemento que controla la ejecución de programas y de bloques funcionales. Unidades de organización de programa (POU): funciones, bloques funcionales y programas. Las funciones son similares a las usadas en otros lenguajes, aceptando entradas y devolviendo un valor. El cuerpo del bloque funcional es un algoritmo que procesa los datos y está escrito en alguno de los lenguajes IEC Variables globales y locales. Pueden ser declaradas en configuraciones, recursos o programas. Esto permite su uso dentro de programas o FBs Fig. 1: Modelo Software IEC Máster en Ingeniería de Control, Automatización y Robótica 8

9 Al más alto nivel, el elemento software requerido para solucionar un problema de control particular puede ser formulado como una configuración. Una configuración es específica para un tipo de sistema de control, incluyendo las características del hardware: procesadores, direccionamiento de la memoria para los canales de I/O y otras capacidades del sistema. Dentro de una configuración, se pueden definir uno o más recursos. Se puede entender el recurso como un procesador capaz de ejecutar programas IEC Con un recurso, pueden estar definidas una o más tareas. Las tareas controlan la ejecución de un conjunto de programas y/o bloques de función. Cada una de ellos puede ser ejecutada periódicamente o por una señal de disparo especificada, como el cambio de estado de una variable. Los programas están diseñados a partir de un diferente número de elementos de software, escrito en algunos de los distintos lenguajes definidos en IEC Típicamente, un programa es una interacción de Funciones y Bloques Funcionales, con capacidad para intercambiar datos. Funciones y bloques funcionales son las partes básicas de construcción de un programa, que contienen una declaración de datos y variables y un conjunto de instrucciones. Comparado esto con un PLC convencional, éste contiene un solo recurso, ejecutando una tarea que controla un único programa de manera cíclica. IEC incluye la posibilidad de disponer de estructuras más complejas Justificación de un nuevo Estándar A pesar de que los conceptos y las sintaxis es la misma para todas las herramientas de programación IEC-61131, sin embargo, la semántica de los elementos del lenguaje están definido de manera ambigua en el apartado IEC Es por esto, que las herramientas de software interpretan el estándar de manera distinta lo que resulta en una ejecución completamente diferente usando el mismo código. Por lo tanto no es posible transferir la configuración de una herramienta a otra y de esta manera preservar toda la información requerida para una ejecución correcta del algoritmo de control. Adicional en el aspecto de la reconfigurabilidad, el cual, es un problema de las Máster en Ingeniería de Control, Automatización y Robótica 9

10 herramientas más no del estándar, IEC no define los medios para crear dinámicamente nuevos recursos en una configuración, así como no hay definiciones para el intercambio de algoritmos sobre la marcha. Sin embargo, como existe la necesidad de reconfiguración, en función del controlador y/o de la herramienta, se han previsto diferentes soluciones. Los controladores de gama media y baja tienden a carecer de esta funcionalidad, en la mayoría de los casos, simplemente porque no se requiere o no existe una demanda real de los usuarios. Para grandes controladores, la reconfiguración suele ser plenamente compatible con los recursos. Otro aspecto importante es la distribución, que en esta norma se reduce principalmente al apoyo a la comunicación. IEC define conceptos y FBs para la comunicación entre PLCs, y éstas son implementadas por muchos vendedores de herramientas IEC Por los motivos mencionados anteriormente, es necesaria la implementación de un nuevo estándar el cual ofrezca una vista complementaria y una solución eficaz a problemas similares o más complejos de los que la norma IEC podría resolver Estándar IEC- Fue creado para sistemas de control distribuido, incluyendo su arquitectura y los requisitos de herramientas de software. Se desarrolló como consecuencia del creciente interés en las nuevas tecnologías y arquitecturas para crear la próxima generación de sistemas industriales y teniendo como base el estándar IEC Diseñado por el comité técnico TC 65 de medida, control y automatización de procesos industriales (TC, Technical Committee), que pertenece a la IEC, siendo aprobada la primera versión en Agosto de 2005 [9]. Define una arquitectura genérica y una guía para el uso del Bloque Funcional (FB) en Sistemas de Control y Medición de Procesos Industriales Distribuidos (IPMCSs). Uno de los principales objetivos de IEC-, es promover el desarrollo de sistemas heterogéneos compuestos de dispositivos de control de diferentes fabricantes y adicional permitiendo la reconfiguración dinámica, es decir, cambiar la configuración de un sistema mientras la aplicación de control continúa ejecutándose. Máster en Ingeniería de Control, Automatización y Robótica 10

11 IEC-, es visto como la siguiente generación de estándares en sistemas de automatización y está diseñado para cubrir interoperabilidad, portabilidad y reconfigurabilidad, que no están contemplados en IEC Por el momento, en la práctica industrial son pocos los sistemas basados en IEC-, pero actualmente, una gran cantidad de trabajos de investigación aceptan y utilizan los conceptos básicos del estándar Especificaciones IEC - El estándar IEC- se divide en los siguientes 4 apartados [10]: a) Arquitectura. IEC -1, contiene requisitos generales, definiciones y modelos de referencia. Reglas para la declaración de tipos de FBs y reglas para su comportamiento. b) Requisitos de herramienta software. IEC -2, define requisitos de herramientas software, que soportan la ejecución de las tareas de ingeniería de sistemas y especificación de tipos de FBs. c) Manual Informativo. IEC -3, contiene la información para el entendimiento, la aceptación y la aplicabilidad, tanto de la arquitectura IPMCS, como de herramientas software que cumplan con las especificaciones del estándar. d) Reglas y Perfiles de Conformidad. IEC -4, contiene la definición de las reglas para el desarrollo de perfiles de conformidad, las cuales especifican las características para implementar los apartados 1 y Arquitectura IEC- define una arquitectura genérica y jerárquica de modelos, permitiendo entender la organización del sistema y sus componentes. Desarrolla una nueva estructura para aplicaciones de control distribuido. Los modelos son genéricos, independientes del dominio y extensibles con la definición y uso de FBs. Los modelos son: Máster en Ingeniería de Control, Automatización y Robótica 11

12 Modelo de Bloque Funcional (FB) Es el elemento más pequeño en un sistema de control distribuido. El FB consiste en una cabeza que está conectada al flujo de eventos. Acepta entrada de eventos y genera salida de eventos, como se representa en la Figura 2. El cuerpo está conectado al flujo de datos, acepta datos de entrada y genera datos de salida. El comportamiento dinámico del FB está definido por la Gráfica de Control de ejecución (siglas en inlglés: ECC, Execution Control Chart) que procesa entrada de eventos y genera salida de eventos [11] Un FB en el IEC -1, se mantiene pasivo hasta que es disparado por una entrada de evento, es decir, es decir, estos eventos son usados para activar un bloque funcional. El FB ejecuta y produce eventos y datos de salida como se representa en la Figura 2. El ECC describe el comportamiento interno de las instancias de los FBs básicos. Ayuda al programador a descomponer el comportamiento complejo en pequeñas partes llamados estados. Cada estado es válido bajo un cierto conjunto de condiciones. Los estados son asociados con uno o más algoritmos y/o con eventos de salida. La activación del estado implica la ejecución de los algoritmos adjuntos. Fig. 2: Modelo de Bloque Funcional La funcionalidad del FB esta proporcionada por medio de algoritmos. Un algoritmo puede ser escrito en cualquiera de los 5 lenguajes que menciona el IEC : IL, ST, LD, FBD y SFC. También en otros lenguajes de alto nivel como: C, C++, Java y Delphi Máster en Ingeniería de Control, Automatización y Robótica 12

13 El algoritmo procesa entradas y datos internos, generando datos de salida. Las variables internas o información de estado no son accesibles por el flujo de datos. Define tres diferentes tipos de bloques funcionales [12]: FB Básico: Unidad más pequeña de programación. Consta de dos partes: ECC y algoritmos. FB Compuesto: Compuesto por una red de instancias de FBs interconectados. FB Interfaz de Servicio: Proporciona servicios a una aplicación, como interacción entre aplicación y recursos. Modelo de Recurso Considerado una unidad funcional con control independiente de operación, que proporciona servicio a las aplicaciones, incluyendo planificación y ejecución de algoritmos [12]. Las funciones son: Aceptar los eventos y/o los datos de las interfaces de proceso y comunicaciones. Procesar los eventos y/o los datos, regresar los eventos y/o los datos a las interfaces de proceso y comunicaciones, como se indican en la Figura 3. Fig. 3: Modelo de recurso El recurso en esta norma está modelado por tres elementos: Aplicación Local (o parte local de aplicación distribuida): Posee variables y eventos de entrada y salida de los diferentes bloques funcionales que ejecutan las operaciones necesarias por la aplicación. Máster en Ingeniería de Control, Automatización y Robótica 13

14 Interfaz de Proceso: Su principal objetivo es ejecutar un mapeo de eventos y datos entre las aplicaciones e interfaces de proceso, esto se logra mediante el uso del Bloque de Función de Interfaz de Servicio (SIFB) Interfaz de Comunicación: Al igual que la interfaz anterior su función es realizar el mapeo de eventos y datos entre las aplicaciones e interfaces de comunicaciones, se lleva a cabo con la SIFBs Modelo de Dispositivo Es una entidad física independiente, capaz de realizar una o más funciones específicas en un contexto particular delimitado por sus interfaces (de proceso y de comunicación) [13]. Se considera un contenedor de recursos, que proporciona un entorno de ejecución para aplicaciones. Un dispositivo puede ser conectado a más de un segmento. Podemos notar que posee dos tipos de interfaces: Interfaz de Proceso: permite la comunicación entre otros dispositivos y aplicaciones Interfaz de Comunicación: Logra la comunicación entre los dispositivos y aplicaciones del proceso. Su modelo se representa en la Figura 4. Fig. 4: Modelo de dispositivo Máster en Ingeniería de Control, Automatización y Robótica 14

15 Modelo de Sistema Consiste en una colección de dispositivos interconectados y comunicados entre sí, por medio de una red de comunicaciones a través de segmentos y enlaces para formar un conjunto de cooperación de aplicaciones [13]. Describe un segmento de red de un cierto tipo, al cual varios dispositivos son conectados a través de enlaces. Se puede modelar como se representa en la Figura 5. Fig. 5: Modelo de sistema Modelo de Aplicación Es una unidad funcional de software específica para la solución de un problema en medición de procesos industriales o de control. Puede distribuirse entre varios recursos, en el mismo o en diferentes dispositivos (subaplicación) y puede comunicarse con otras aplicaciones. Usa las relaciones especificadas por la aplicación para determinar la respuesta apropiada de eventos entre las interfaces de proceso y comunicación. Usando una programación y ejecución de algoritmos internos permite la modificación de variables, generación de eventos adicionales e interacciones con interfaces de proceso y comunicación. Cada aplicación está formada por una red de FBs, especificando el flujo de datos y eventos entre las FBs, como se representa en la Figura 6. Máster en Ingeniería de Control, Automatización y Robótica 15

16 Fig. 6: Modelo de aplicación Modelo de Distribución La fase final del proceso de desarrollo de la aplicación en IEC -1 es la distribución de la aplicación de control entre los dispositivos de control. En este paso los FBs de la aplicación serán mapeados a los dispositivos de control donde serán ejecutados. Una aplicación puede ser distribuida colocando las instancias de los FBs que forman la aplicación sobre los diferentes recursos en uno o más dispositivos [14]. Este modelo se representa en la Figura 7. Fig. 7: Modelo de distribución Máster en Ingeniería de Control, Automatización y Robótica 16

17 Modelo de Gestión Proporciona herramientas para la gestión de la relación de los recursos con los dispositivos. El estándar propone dos esquemas [15]: Primer esquema, presenta la gestión de recursos compartidos que proporciona facilidades para la gestión de otros recursos dentro de un dispositivo. Segundo esquema, presenta la gestión de servicios de distribución de recursos dentro de un dispositivo. La configuración de un IPMCS distribuido basado en IEC- puede ser permitida por el uso de funciones de gestión, las cuales pueden ser incluidas en cada dispositivo. Para este propósito el estándar define un dispositivo de gestión y su interfaz, que es un tipo de FB de gestión. En la Figura 8, se muestra la representación del conjunto de modelos IEC-. Fig. 8: Modelo de gestión Máster en Ingeniería de Control, Automatización y Robótica 17

18 Ambigüedades en la Semántica de IEC- La norma IEC- define la semántica para los FBs básicos y compuestos y sus redes de comunicación. Estas definiciones han llamado la atención de muchos investigadores y grupos de investigación a nivel mundial, cuya atención se centra ahora en la ampliación del desarrollo y la promoción de la automatización inteligente distribuida, en general, y en IEC-, en particular. Incluso los primeros estudios, llevados a cabo durante el desarrollo de la norma y el período de aprobación en el área industrial y académica (aproximadamente ), han señalado algunas debilidades semánticas. Siendo, algunas ambigüedades reportadas las relacionadas con el tiempo de vida de los eventos variables en la ejecución del ECC y las diferentes posibilidades de programación en las estructuras compuestas de los FB [16] Adicionalmente los siguientes puntos tienen ambigüedades y son temas abiertos de esta norma: la efectividad del uso de requisitos, la fase del diseño de la arquitectura y la semántica de ejecución. Efectividad del uso de requisitos. Los requisitos del estándar mencionan al FB como la principal construcción que se puede realizar en esta norma, sin embargo, los grupos de investigación académicos consideran que la Red de FBs sea la primera especificación de la aplicación en el desarrollo de procesos. Fase del diseño de la arquitectura. La arquitectura de software debe ser definida en las primeras fases de desarrollo basado en los requisitos para el sistema. Semántica de ejecución. El estándar da una definición clara de la base de la semántica de ejecución. Pero para los tipos de FBs son indefinidas. La semántica de ejecución sigue en constantes modificaciones, lo que crea algunas ambigüedades. Estas ambigüedades tienen que ser abordadas, de tal forma se diseñan nuevas alternativas de diseño, las cuales todavía están en proceso de ser aceptadas para modificar el estándar. Máster en Ingeniería de Control, Automatización y Robótica 18

19 En trabajos posteriores ejemplo [17],[18] y [19], las ambigüedades de la semántica de la norma IEC- fueron clasificadas y analizadas en detalle, mostrando un posible impacto en las diferentes interpretaciones en el correcto control de aplicaciones. La implementación de dispositivos compatibles y sistemas bajo la norma IEC- son logrados por compiladores que traducen el código fuente de FBs y aplicaciones construidas por estos compiladores en código ejecutable y/o por entornos de ejecución que interpretan el código fuente o el código ejecutable compilado. En el desarrollo de estos compiladores, por lo expuesto anteriormente, pueden tomar diferentes decisiones en cuestiones ambiguas, y, como resultado, la misma aplicación de control se ejecuta de manera diferente en los dispositivos de control de varios vendedores. Los dos mayores temas en la semántica de FBs han sido identificados e investigados por los grupos académicos enfocados en esta norma. El primero es el comportamiento de los FBs básicos y el segundo se refiere a la semántica de las redes de FBs, las cuales forman las aplicaciones y el cuerpo de FBs compuestas y subaplicaciones. Una aplicación construida por FBs ya representa un modelo de un sistema distribuido de control. Sin embargo, la configuración del sistema es un paso más cerca de la realidad, ya que incluye los detalles de los dispositivos y la comunicación entre ellos. Obviamente, la semántica de los sistemas distribuidos es aún más complejo para describir, ya que depende en gran medida de las propiedades de las redes de comunicación. Los modelos semánticos distribuidos para IEC- aún no se han propuesto. Por otro lado [19] argumenta que, Aunque el IEC- representa un paso importante hacia una arquitectura de diseño unificada, proporciona una de las cinco vistas de diseño requeridas para sistemas de control distribuidos... También afirma que las opiniones de los demás diseñadores pueden afrontar los desafíos de construir grandes sistemas distribuidos a nivel industrial. Se han hecho varios estudios desde el año En [20] los autores señalan algunas maneras de implementación: Conexiones entre FBs (Asociaciones de eventos y datos). Invocación de FB y disparo de eventos de entrada. Máster en Ingeniería de Control, Automatización y Robótica 19

20 Cuántas transiciones pueden ser disparadas con un simple evento de entrada. Cuándo los eventos de salida son emitidos. Jerarquía de FBs compuestos. Tiempo de ejecución de algoritmos y planificación. Secuencia de comunicaciones locales. Disparador de eventos. Predictibilidad de tiempo de respuesta. Otros investigadores encontraron en sus trabajos algunas limitaciones del estándar IEC- : El comportamiento para un simple FB está definido por el ECC, pero el tiempo de vida de un evento en un ECC no está claro. El comportamiento de un FB compuesto para una red no está direccionado, el entorno de ejecución o runtime usa dos enfoques principales para programar bloques en una red. La secuencia de eventos y el orden de propagación a través de una red. Respetar las disposiciones de la norma es muy importante cuando se desarrolla una aplicación comercial. En mi opinión, la eliminación de ambigüedades de la norma no significa que no sea bueno. Cuando los desarrolladores intentan crear dispositivos y herramientas que cumplen con la norma IEC, deberán seguir la letra de la norma (cuando sea posible) o su espíritu (cuando la norma no es insuficiente). Se debe admitir que los desarrolladores académicos que siguen estrictamente la norma a menudo no han sido publicados. Sin embargo, esto se puede explicar por la naturaleza de su trabajo de investigación y la necesidad de ampliar sus horizontes y ver a los nuevos desafíos en la automatización distribuida. Los implementadores e investigadores industriales tienen que tener más cuidado en la interpretación de la norma para lograr una verdadera portabilidad de sus productos y aplicaciones de control Entornos de Desarrollo y de Ejecución de la Norma IEC- Como se ha mencionado anteriormente la parte 1 de la norma IEC- define una arquitectura de referencia aplicable al desarrollo, reutilización y despliegue de los FBs en un sistema de control y automatización industrial empotrada (IPCMS). La parte 2 del Máster en Ingeniería de Control, Automatización y Robótica 20

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