上個世紀九十年代,為了解決工業自動化系統發展中的限制和新挑戰,國際電工第65技術(IEC/TC65)被指派開發一個新的標準的任務,目的就在于對IEC 61131-3標準進行適當的擴展,而IEC 61499標準就是這項工作所取得的成果。
IEC 61499是用于分布式工業過程測量與控制系統功能塊的標準,在我國已等同轉化為為國家標準GB/T 19769。IEC 61499通過建立分布式控制系統的架構與模型,應用面向對象的設計與基于事件的執行模式,提供了一種基于功能塊機制設計分布式控制系統的策略,是對IEC61131-3標準的繼承與拓展。
IEC 61499標準的推出,除了能有效解決專有自動化系統的局限性,對于實現OT系統和IT系統之間的融合也大有裨益。
在彭瑜看來,“IEC 61499定義了分布式信息和控制的系統設計與建模的語言,運用IEC 61499可以對多種應用加以封裝,如功能性,基于圖形組件的設計,事件驅動的執行,跨多個自動化和控制任務執行的分布式自動化應用程序,以及邊緣計算設備等等。另外,IEC 61499標準為工業自動化應用程序的可移植性奠定了基礎。顯而易見,它可以創建多方位的利益,例如,促使IT/OT系統的融合;改善軟件應用的率(這是源于軟件可不依賴于硬件平臺運行);以及從根本上加快新產品上市時間的工程設計技術。”
與此同時,彭瑜也深入分析了IEC 61499能加速促進IT/OT的融合的原因:
一是,IEC 61499的思維方式和工作流程與IT相一致。IEC 61499的思維方式與工作流程一反OT界的常態(OT人員往往習慣于自下而上的思路,從個別的部件出發構建復雜的系統),而與IT界相一致,也是采用系統思維,自頂而下,從總體需求出發,然后劃分為若干的子部件,且針對子部件提出和開發解決方案。
二是,IEC 61499不定義構成其功能塊的編程語言以及分布式模塊之間的通信協議,編程語言和通信協議可以自由選擇,其開放性達到了目前IT界開放性的高度。因此,OT與IT的多種編程語言和通信協議都可以通過統一的模塊和接口描述無縫對接,從而滿足OT與IT融合的新型邊緣的工程應用。
三是,工業自動化領域近年來出現的一個重要趨勢是,OT產品和從業公司都會主動考慮用戶對IT系統的需求,并且提出OT與IT整合一致、相互融合的解決方案。IEC 61499是滿足這一趨勢的基礎標準和正確起點。
IEC 61499 為IT/OT深度融合建立通道
資深技術、IT技術獨立研究者姚遠則從IT視角分析了IEC 61499標準在促進IT/OT深度融合方面的好處。在他看來,IEC 61499標準是打通OT和IT的橋梁,是連接OT的“最后一公里”。
這是因為,IT工程師與OT工程師存在技術與文化上的差異,IT工程師更傾向于敏捷開發,并采用Docker容器化、數據庫技術、AI技術等開放性IT技術,而OT工程師則習慣于使用梯形圖、組態軟件等,要的是“no-code”而不是“low-code”,不會去編寫任何程序,也不會去使用Python、Go、C++++等編程語言,因此,從IT視角來實現IT/OT融合,更多的是需要IT開發人員用OT技術來為OT工程師提供服務,也即用OT工程師懂的語言來推廣IT技術。而IEC61499標準采用面向對象程序設計的的編程理念和軟件組件化思想,在運行時(Runtime)內部,功能塊對應的是軟件的組件,類似C++的類和對象,如此一來,IT工程師只需把各功能做全,用的依然是OT工程師所熟悉的方法,不僅便于OT工程師接受,也便于將IT領域的先進技術與實踐引入到OT領域。
略顯尷尬的是,IEC 61499發布后,并沒有掀起多大風浪。一個顯而易見的事實是,學術界的研究居多,而在工業界的應用卻非常少。究其原因,一方面是標準的制定與普及實施之間會存在一個滯后期;另一方面,也是更重要的原因,技術上顯得有些“超前”以及市場力量的推動也沒有大到足夠的火候。
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