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FDT新进展

--FDT新进展

供稿:工控网 2011/11/16 15:58:27

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简介

        FDT(Field Device Tool)是一个将智能现场设备集成到过程和工厂自动化系统的开发标准。它规范了DTM(Device Type Manager 设备类型管理器)和框架应用程序间的标准软件接口,而且这个标准是独立于各个制造商和各种现场总线协议的。框架应用程序可以是工程工具,资产管理系统,DCS系统,或其它各种工业自动化系统。而DTM是一个针对某个特定现场设备(有时亦可是某个产品线)的软件模块,它实现了用来配置,参数化及控制相应设备的所有功能。

        FDT的应用就和Windows的打印机一样方便。每个打印机都自带驱动。安装结束后,用户即可在Windows中的各种应用程序中打印文档,这都归功于应用程序和打印机驱动间的标准接口。与之相仿,每个现场设备都自带由制造商提供的DTM。安装完毕后,无论哪个框架应用程序都能通过DTM来对设备进行管理。这些都归功于FDT标准,它定义了框架应用程序和DTM之间的软件接口,见图表1。 


 FDT给系统和设备制造商以及最终用户带来了全新的机遇。

1 自由选择


FDT标准目前支持超过10种现场总线协议(见图表 2)。

        全球范围内,超过60家设备制造商和超过15家系统集成商已经将FDT技术用于工业产品。FDT的开发架构支持几乎所有的现场总线,包括私有的通讯协议。用户可以自由选择最符合自己需求的产品。这个开放标准打破了以往一家垄断的状况。

2 投资保护

        FDT技术能够便捷的扩展现有的现场总线网络。只需几个简单步骤,您采购的新设备就能正常使用了。DTM提供的丰富的用户界面帮助用户在设备的整个生命周期内来做配置,试车,诊断等等操作。设备制造商最了解他们的设备,所以DTM能够提供比其它任何第三方工具都全面的功能。FDT还能支持未来在过程和工厂自动化行业出现的新的通讯协议,因此对FDT的投资带来的是长期的效益。


3 透明数据采集

 
        现代化自动化系统通常包含应用了多种现场总线技术的复杂网络结构(见图表 3)。而FDT革命性的通讯机制能够很好的支持这类嵌套通讯和数据的路由。无论设备处于网络的哪个位置,它的数据都能被多个系统透明的采集和应用。


 
4 简单易用

        FDT为用户管理大量的设备提供了一个统一的平台,因此节省了培训,工程,诊断和维护的成本。FDT组织发布的DTM风格指导也定义了统一的用户界面。认证和兼容性测试给简便的即插即用提供了进一步的保证。

FDT 2.0

        第一个FDT规范是2001年发布的,而当前的FDT 1.2.1规范是2005年发布的。FDT承诺确保用户在技术上,功能上,可用性上和性能上始终处于领先地位。因此,一个新的FDT 2.0标准即将面世,目前处于公众审阅阶段,预计2012年初会正式发布。感兴趣的组织及个人可以向FDT组织申请获得FDT 2.0标准(草案)。

        对于大部分人,FDT 2.0是一个全新的标准。虽然还未正式发布,但如果我不和大家提前分享它的各种激动人心的新功能,我一定会感到内疚的。

1 采用微软.NET技术

        FDT最初选择COM和XML作为基本技术至今已经超过10年了,而这些技术逐步无法满足自动化行业日益增长的需求。另一方面,微软吧主要的开发重点放到了.NET技术和相应的软件生态系统中。开发人员从开发工具,技术支持等方面都能获得越来越好的支持。更重要的是,.NET技术解决了许多现有FDT技术正面临的问题。因此,用.NET接口代替现有的COM接口,用.NET数据类型代替XML成为了一个水到渠成的不二选择。

2 简化架构和交互

        FDT 1.x 规范里各个组件间的交互比较复杂,而FDT 2.0大大简化了架构模型。不必要的组件和交互被移除了(见图表 4)。
 

        现在所有的交互都集中在框架应用程序。比如,DTM和用户界面间的直接交互,以及多个DTM间的交互都被框架应用程序托管了(见图表 5中的蓝色部分)。

        这不仅简化了FDT标准的整体复杂度,而且避免了由于多个DTM的不同实现带来的各种互操作性问题。

        此外,新的集中于框架应用程序的设计允许FDT解决方案使用分布式架构。比如,框架应用程序可以采用客户端-服务器的架构。所有DTM部署在一个生产现场的中央服务器上,而用户界面可以在远程客户端上运行。DTM和它的用户界面甚至没有意识到这个分布式的交互。这将给FDT带来一个全新的创新概念。

3 更好的性能

        运行性能一直是关于FDT1.x讨论的热点,所以在设计新的FDT标准的时候,性能始终是考虑的重点。由此带来了像不完全加载、更细化的数据访问和存储等新概念。比如,FDT 1.x的DTM,即使只需访问一个设备参数,必须加载或存储整个设备的数据。在实际的生产现场,当操作一个大型项目时,仅仅初始化就需要很长的时间。而FDT 2.0用一个更细化的方式(采用子数据集的概念)来管理DTM。因此,只有那些被修改的数据需要存储或加载。当然,这只是FDT 2.0里面许多提高性能的举措中的一个例子。

        此外,新的.NET技术和简化了的交互使得FDT 2.0的整体性能得到了进一步的提升。

4 互操作性

        规范文档从没像现在这么精确和清楚。一份好的规范文档保证了由此产生的各个制造商的产品间的互操作性。清晰的实现规则,比如处理多线程和同步问题,能让开发人员节省很多原本需要用来诊断死锁问题的时间。

        针对框架应用程序和DTM的开发,FDT组织将分别发布所对应的“通用组件”。框架通用组件和DTM通用组件之间会进行详尽的互操作性测试。这将保证基于通用组件开发的框架应用程序和DTM之间能够无缝的集成,从而大幅减低测试的成本。

5 向后兼容

       最后,FDT2.0也保证了大家之前对于FDT的长期投资,因为FDT 2.0向后兼容FDT1.x。我们花了很大的精力来保证FDT1.x的DTM可以在新的FDT 2.0环境里工作。

      哎呀,是不是透露了太多FDT 2.0的细节了?不过不用担心,FDT 2.0有太多的惊喜等着您去发现。

开发工具


       FDT 2.0采用了微软的.NET技术,应此微软Visual Studio和C#编程语言是FDT开发的首选工具。我们推荐最新的Visual Studio 2010版本。


        作为FDT 2.0的一部分,FDT组织将以.NET组件的方式发布.NET的接口定义和.NET的数据类型,也会附带完善的在线帮助文档(图表 6)。

 

        此外,FDT组织也指定了针对框架应用程序和DTM的两个通用组件。它们封装了FDT 2.0里各个组件间互相交互的业务逻辑。开发人员可以更加关注其应用自身的功能,但又保证最终产品符合规范。DTM通用组件目前正在开发中,而框架通用组件已发布Beta测试版。

未来

        截至2011年6月,全球共有88家工厂和过程自动化的厂家加入了FDT组织,越来越多的公司也将加入。在许多国家,有本地的FDT团队在技术和市场方面提供全方面的支持。由成员公司支持的路演、讲座和培训课程等活动在世界各地举行。

       即将到来的激动人心的大事就是新的FDT 2.0标准的正式发布。目前,它正处于公众评估的阶段,预计于2012年初发布。两个通用组件也将在标准正式发布之后很快面世。在不久的将来,我们将看到第一批基于FDT 2.0标准的产品。好消息是FDT 1.x和FDT 2.0的DTM在新的标准下能顺利的互相交互。

作者

        张皆乐就职于苏州美名软件的研发部门。从5年前开始,他的工作重点是FDT/DTM解决方案的开发。他也是中国FDT协会技术工作组的主席。

 FDT优势

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