EPA_Config是EPA现场总线控制系统的功能块组态软件，能够对基于IEC61499和IEC61804标准的现场设备进行可视化功能块组态及参数配置。该软件通过解析设备描述文件获取设备内部功能，以图形化的功能块形式呈现于组态界面中，作为组态操作的基本功能单元，通过功能块之间的连接完成控制方案的组态，并将功能块参数之间的连接关系编译为相应的组态信息下载至现场设备中，实现控制策略，同时完成对设备运行参数的实时监控。

    二、功能特点

l      采用功能块组态

      用户针对控制系统各环节应实现的功能，根据IEC61499与IEC61804标准中功能块的定义，选择不同种类功能块，并通过连线实现功能块数据之间的连接，组态过程简便灵活。

      支持XML设备描述

      组态软件收到设备发出的声明信息后根据设备类型解析与之对应的XML语言设备描述文件，获得设备内部的资源，不同厂商的设备在提供统一标准的设备描述文件后都可以由EPA_Config进行识别和解析，可以方便的实现设备之间的互联与互操作。

l      支持分布式控制组态

      在组态软件中选择属于不同设备的功能块并进行输入输出接口之间的连接，所形成的组态方案则由实现各自特定功能的不同设备共同构成。EPA_Config通过设备IP地址将设备间的连接信息下载到设备中，实现分布式控制系统。

       网络设备的自动管理

       软件运行后自动接收网段内设备的声明信息，并及时监测设备的上线与离线状态，根据设备类型自动对设备进行排列，通过解析设备描述文件，自动将可组态设备的标识及其功能块资源以图形方式列出供用户选择，无需用户手动管理设备。

      可视化的图形显示

      设备信息列表中将上线设备及其功能块以图形化形式进行排列与显示，便于用户进行查找与选择，组态界面中直观显示功能块的输入与输出接口，以功能块输入、输出间的连线代表设备内部抽象的数据传输路径，获得所见即所得的控制组态效果。

      友好的组态界面

      软件中对功能块的所有运行参数都可以进行察看编辑，并可对输入输出参数值进行实时曲线监控。用户仅需进行鼠标点击，拖拽等操作，即可完成组态的开发，完全区别于用户自己配置变量的传统组态方式，编辑环境中为功能块的添加、删除、参数设置等都提供了方便快捷的操作。

      支持EPA通信规范

      支持EPA通信规范所定义的设备声明、变量读、变量写等多种应用服务，组态工程编译后，功能块参数间的连接关系以链接对象的形式下载至设备管理信息库（MIB）中。

     三、软件介绍

     1.  软件界面

     1）EPA_Config组态画面

图1  EPA_Config组态画面

     EPA_Config组态画面如图1所示，界面主要分为2个区域，左侧为设备及功能块显示区，右侧为功能块组态方案编辑区。软件自动发现设备后即在左侧将其功能块资源列出。用户用鼠标选中组态方案需要的功能块后，双击其图标即将其添加进控制回路中，随即在功能块组态方案编辑区显示对应的图形，通过连线可以将不同设备或同一设备内的不同功能块的输入与输出进行连接，组态完成后通过编译、下载即可将控制策略下载到现场设备中运行。

      软件的主要组态操作为：

      点击“启动”按钮,进行网络信息的监听与收发；

      创建功能块组态应用回路；

      在软件自动列出的上线设备功能块信息中选择相应的功能块双击添加进应用回路中；

      根据控制系统各部分功能需求，进行功能块输入输出接口间的连接；

     点击“下载”按钮，将组态方案编译并下载至设备中。

      2）功能块参数设置画面

      EPA_Config的功能块参数设置画面如图2所示，在功能块编辑区域，双击功能块图形，便可以在弹出的功能块参数设置画面对现场设备的运行参数进行监测与修改，通过在参数前的方框内进行标注选择参数，再点击上载所选参数或下载所选参数即可实现对现场设备特定参数的读取和写入，通过上载全部参数或下载全部参数则可实现对现场设备内某个功能块所有参数的读取和写入。

图2 功能块参数设置画面

      3）监控画面

      EPA_Config的监控画面如图4所示，通过添加所需要监控的功能块的输入和输出参数，则可以实现对变量实时运行情况的连续监控。

      2.  功能块解析

      EPA_Config根据设备描述文件解析不同设备中的功能块定义，EPA_Config并不限制设备中的功能块类型，只要是采用EPA标准所规定的XML描述规则所描述的功能块均能够被组态软件所解析，当现场设备的功能块升级或改变时，只需要修改功能块描述即可被支持。

      3.  软件功能

      1）自动发现底层设备：系统启动后，EPA_Config会自动发现局域网内运行的DUT5000设备及其所通过Modbus网络扩展的从设备，并在组态画面的设备列表中显示出来；

      2）编译：用户完成功能块程序编辑后，点击编译，可以获得程序的编译信息；

      3）下载：用户在编译通过的条件下，点击下载，组态软件会将编译后形成的编译信息下载到底层设备中；

      4） 编辑操作：包括设备的添加和删除、应用回路的创建和删除、功能块的添加和删除和功能块连接的添加和删除；

      5） 监控：通过监控画面可以对所选择的现场设备参数进行连续监控；

      6）参数修改：通过功能参数设置画面可以完成功能块参数的读取和写入；

      7） 以太网通信遵循EPA通信规范。

      四、应用举例

      采用EPA_Config进行串级PID控制的组态，系统组态方案如图3所示。

图3 串级PID控制系统组态图

     1.  组态方案介绍

     1）该组态是对设备标识为DUT5000_09999的设备进行组态，AI_BLOCK_1功能块为模拟输入功能块，对应DUT5000设备的第1路模拟量输入通道，其输出OUT连接到PID_BLOCK_1功能块的输入，作为PID串级控制中的副回路输入，AI_BLOCK_0功能块对应DUT5000设备的第0路模拟量输入通道，其输出OUT连接到PID_BLOCK_0功能块的输入，作为串级控制中的主回路输入；

     2）PID_BLOCK_1是PID功能块，作为串级控制中副回路的PID控制，PID_BLOCK_0则作为串级控制中主回路的PID控制，PID_BLOCK_0功能块的输出OUT连接到副回路PID_BLICK_1的串级输入CAS_IN，作为副回路控制的给定，手动模式下，主回路和副回路PID控制的设定自动跟踪采样输入，从而保证PID控制由手动模式切换到自动模式时实现无扰切换；

      3）副回路PID控制输出OUT连接到AO_BLOCK_0功能块输入CAS_IN，AO_BLOCK_0为模拟量输出功能块，对应DUT5000的第0路模拟量输出（AO），第0路AO输出4～20mA到执行结构，进行控制调节；

      4） AO_BLOCK_0的反馈输出BKCAL_OUT连接到副回路PID控制PID_BLOCK_1的反馈输入BKCAL_IN，使得在AO_BLOCK_0无论在手动模式还是自动模式下进行调节时，副回路的控制输出均能够跟踪实际控制输出，从而实现AO由手动模式到自动模式切换时，实际控制输出能够实现无扰切换；PID_BLOCK_1的反馈输出BKCAL_OUT连接到主回路PID控制PID_BLOCK_0的反馈输入BKCAL_IN，使得副回路PID控制为手动模式时，主回路PID控制PID_BLOCK_0的输出OUT能够自动跟踪副回路PID控制的采样输入，从而在副回路由手动模式切换到串级模式时实现无扰切换；

      5） 模拟量输入功能块AI_BLOCK_1的上限报警输出连接到开关量输出功能块DO_BLOCK_0，对应DUT5000的第0路开关量输出，当模拟输入超过上限时，可以通过第0路开关量输出进行报警处理。

      2.  功能块参数设置

      1）通过EPA_Config组态软件的功能块参数设置画面（如图2所示）可以设置模拟量输入功能块的上限报警限，当模拟量输入超过上限报警限时，则AI_BLOCK_1的上限报警输出则会有效；还可以设置其输入和输出范围，从而实现AD转换结果与工程量单位的线性转换；

      2） 通过参数设置画面可以设置主回路和副回路PID控制的调节参数和工作模式，如比例、积分、微分、采样时间、手动模式、自动模式、串级模式等参数，同时还可以设置PID调节的设定值范围和输出上下限，使得PID控制在一定范围内进行控制；

      3）对于模拟量输出功能块，可以设置其工作模式，包括手动模式和自动模式，还可以设置输出限制等参数；

      4） 对于开关量输出功能块，可以设置其工作模式、输出是否取反等参数。

      3. 控制结果

      在EPA_Config的监控画面对副回路的PID控制输出进行实时监测，得到控制曲线如图4所示。黄色曲线为副回路PID控制的采样输入，绿色曲线为副回路PID控制的调节输出，将PID控制的输出范围设置为4～20，则PID控制的输出对应的就是实际控制输出的电流大小，可以看出采样输入逐渐趋于稳定，通过修改PID控制的比例、积分、微分及采样时间参数则可以获得不同的控制效果。