两种新技术促使现场总线升级到下一代

来源：controlglobal Fieldbus system users have been frustrated for many years by the difficulty of working with these systems. As devices have become more complex, operators, engineers, and technicians have struggled to get all of the value from the devices. One obvious way to help relieve much of the frustration is to introduce expert applications written by the device vendor that can be integrated with the fieldbus system. The expert applications we are talking about are user interfaces that appear within the context of a control system’s engineering or maintenance environment. The introduction of these applications has been slow due to the disparate or non-existent interfaces to control systems and configuration tools. The fieldbus industry has responded to this situation with the introduction of two new complementary technologies —— FDT and Enhanced EDDL. 由于很难使这些系统协同工作，现场总线系统用户已经沮丧很多年。随着设备变得越来越复杂，操作员、工程师和技术人员正在努力从这些设备得到所有的价值。帮助减轻沮丧的一个明显方法是引进设备供应商编写的能集成到现场总线系统的专家应用程序。 我们讨论的专家应用程序是出现在控制系统的设计或维护环境背景下的用户接口。不用点击系统硬件树上的设备，也不出现设备参数表，由那些最理解仪表类型的人设计的丰富的应用程序变得很直观。如果你想理解一个阀的大小是否合适，查看上个月它的设定点范围趋势图。如果你想校准压力变送器，应用程序将引导你完成那个过程，进行所有的数学运算，存储所有的数据并指示结果及其质量。 把这些应用程序集成到系统是非常重要的。因为这能从控制室完成诊断，不需要手动插接而干扰网络，也不需要离线或连接到独立的应用程序。 由于连接到控制系统和组态工具具有不同的或不存在的接口，这些应用程序的引进已经很慢。现场总线行业已经满足这种环境，即引进两种补充的新技术——FDT和Enhanced EDDL。 EDDL语言是什么？ 电子设备描述语言（EDDL）（顾名思义，用于描述设备）在现场总线引进之初就创建了。与现场总线设备通信的系统需要在通信开始之前知道对话规则：在设备类型中出现什么功能块？可用什么参数？那些参数的数据类型是什么？那些参数的默认值和允许的量程是什么？系统使用这些信息去理解一个设备，即使设备出现在系统之前。 设备描述（DD）不能解决什么系统问题？ 现场总线技术，从通信规范到各种设备描述语言，都是通过查看设备透视图的问题创建。即技术提供给我们用许多参数创建设备的方法，但是它们实际上并不能帮助系统或系统用户理解怎样解释、合并、分类以及与参数联系。使用DD文件，系统能显示参数表。这取决于用户理解他们应用的程度。 DD文件不能与设备通信。软件的几个层必须在DD文件和与设备实际通信之间存在。 DD文件并不全相同。各种利用EDDL语言的现场总线技术已经以不同的方式使用该语言。这持续到今天的新DD加强版（我们在以后讨论）。DD文件用一种语言编写，但是文件以二进制格式“令牌化”。每种现场总线技术（例如，FF DD 不同于HART DD）的令牌化格式都不同，怎样解释文件的规范仍旧是个机密。要求系统供应商从每个现场总线组织采购软件去解释DD文件。这些软件包都是独立设计的，强制系统供应商创建和维护多种产品从而支持多种现场总线DD文件类型。 DD文件限制了与设备联系的范围。例如，当使用FF DD文件时，即使与多个功能块的行为有关，每次也只能使用一个功能块。 Enhanced EDDL是什么？ Enhanced EDDL是各种现场总线组织响应以上列举的第一个问题的开始——仅仅一列参数并不能提供现场总线设备足够好的接口。这些“加强”被添加到原来的EDDL语言，它们完成一套完全不同的要求，因此需要分开讨论。 Enhanced EDDL是基础的编程语言，设计用于支持设备视窗接口。除了列举的参数，用enhanced DD语言编写的程序能创建表从而隔离接口的参数，能创建两维的数据图形，能完成基本的数学运算，存储文件和显示图形。 Enhanced EDDL是“类C”的语言，类似于最初的EDDL，每个现场总线组织设计的独特格式令牌化和分发该语言。文件中的代码在运行时由现场总线组织提供的软件（不同类型的现场总线具有不同的软件）解释。 利用EDDL的系统的作者负责编写大量解释文件的代码。例如，据说enhanced DD文件在屏幕的相对位置创建图形。在操作系统和系统供应商选择的编程语言平台上编写的系统软件必须创建基于选择的编程语言的图形能力的图形描述。他们也负责编写与物理网络接口的软件驱动和EDDL与必要的包装软件运行的组态环境。 接下来的工作是继续改进EDDL语言，改进基本设备描述及其他的加强特点。 Enhanced EDDL有哪些限制？ 如前所述，enhanced DD语言是相当简单的。设备供应商正面临日益复杂的设备和支持设备的软件。供应商需要做出的一个决策是支持软件基于哪种语言。因为所有当代工程工具都基于Windows操作系统，语言是相当多的。支持软件可以使用C、 C++、 C#、Visual Basic、 Visio、 MatLab、 EDDL以及其他的语言编写。在所有工程决策中，必须选择基于产品要求的工具箱。如果应用简单以致能用EDDL实现，这是合理的选择，也有许多好处，包括平台独立性的程度。如果应用要求更高级的特点，例如，与数据库交换数据的能力，高级或多维图形，输出到Excel数据表或需要高级数学，必须选择支持这些特点的语言。其他的要求（例如，需要与多个功能块或多个设备同时接口或提供嵌入式帮助系统）也影响这个决定。 FDT是什么？ 不管选择编写软件应用程序的语言是否支持现场总线设备，该应用程序必须与控制系统或组态工具接口。这个接口的通常解决方案能用两种软件组件描述。第一个组件是描述系统或工具与实际现场总线设备之间的物理通信信道的接口。第二个组件是与平台的接口。该接口允许像系统中设备树的东西或对平台的数据存储访问。 假设所有控制系统的供应商都需要支持现场总线设备应用程序，市场上的每个系统必须创建这两个组件。如果每个系统供应商都设计这些接口，结果造成几种私有接口。设备供应商处于不得不用他们不同版本的软件支持所有不同系统的环境。如果设备供应商也是一个有竞争力的系统供应商，共享接口描述几乎是不可能的。结果可能是设备供应商不编写应用程序或编写不太令人满意的独立的应用程序，也可能是一些系统的用户不能从许多设备供应商的应用程序中获利。 开发FDT技术从而帮助自动化用户避免这个命运。FDT定义了设备应用程序和控制系统平台和实际现场总线设备之间的接口。FDT允许设备供应商创建具有与系统的通用接口的应用程序。任何支持这些接口的系统都能集成这些应用程序。每个系统的应用程序都具有严格相同的行为、外观和感觉。 FDT对系统的影响很小，对设备或它们的DD文件没有影响。如上所述，每个系统都有这些类型的接口。FDT简单地以开放标准化的方式定义这些接口。为系统组态和设备本身描述连接到系统的设备，DD文件仍是必要的，这一点没有变化。 能用多种语言编写遵守FDT规范（被称为DTM）的设备应用程序。也要编写支持enhanced EDDL文件的DTM，以便enhanced EDDL应用程序能与已经集成用其他语言编写的DTM系统以相同的方式集成到一起。 FDT有哪些限制？ FDT是微软公司基于视窗（Windows-based）的技术。同样，它受制于不可避免的我们熟悉的升级和操作系统版本变化。所有软件工具都安装在操作系统，FDT平台和设备应用程序偶尔需要升级。 FDT仅仅定义系统组件之间的接口。同样，FDT组件不能取代DD文件，DD仍是所有现场总线系统不可分割的一部分。 讨论 Enhanced EDDL是所有现场总线系统支持的DD技术的延伸。它是用于创建便携式应用程序的编程语言，该应用程序能在任何支持该技术的系统中执行。 FDT是一种接口规范，它允许系统和工程工具供应商实施通用组件接口。实施FDT接口的设备应用程序能容易地与任何支持FDT的系统集成。这些应用程序能用许多语言编写，包括EDDL。市场上也有在空闲时解释EDDL的应用程序，因此EDDL文件能在任何时刻添加到系统中。 附属于微软Windows操作系统的FDT一直备受争议。已经有20多年生命周期的Windows“活动目标”的本质对用户构成极大的挑战是无须质疑的。然而，看起来工业已经根据价格做出选择。Windows提供的好处看起来超过坏处。从本质上说，现在所有供应商销售的系统工程工具都是基于视窗。即使那些声称FDT附属于Windows是个极大缺陷的供应商也在卖非常流行的基于Windows的装置应用软件。 FDT技术一直从大的系统和设备供应商以及变成FDT组织的会员和开发基于FDT产品的著名的最终用户得到极大的动力。许多FDT的支持者也支持EDDL加强版的开发。现在已经有可以支持两种技术的系统。 在某种程度上把FDT与EDD竞争的新闻中有大量讨论。希望讨论能使结果更清晰，即在两种技术上没有重叠。基于FDT的系统支持DD文件并一直支持它。设备供应商并不需要放弃DD而采用FDT DTM。设备的修改不需要支持FDT。两种技术，单个或合并，都对现场总线系统提供巨大的价值。