作者 |?FDT

FDT技術(shù)可用于任何工業(yè)控制自動化領(lǐng)域，包括工廠自動化和混合應用。

自動化界普遍認為，F(xiàn)DT/DTM（IEC 62453）技術(shù)主要適用于過程自動化。這種偏見可能源于當初為推廣這一開放標準而推出的典型文章或宣傳。

事實上，正確實施的FDT技術(shù)可以有效應用于任何工業(yè)控制自動化環(huán)境，包括工廠自動化和混合應用——同時具有離散和過程自動化應用的工廠。無論應用部署現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)、HART現(xiàn)場設(shè)備、遠程I/O系統(tǒng)、驅(qū)動器和電機啟動器，還是傳感器網(wǎng)絡(luò)，制造商都可以為其提供的設(shè)備創(chuàng)建設(shè)備驅(qū)動程序（DTM）。

錯誤認識背后的原因之一，可能是一些現(xiàn)存文件中的典型案例或FDT/DTM概念案例，使用的總是過程工廠的現(xiàn)場設(shè)備或控制閥。因為采用這種方法有充分的理由——現(xiàn)場變送器和控制閥是復雜設(shè)備的典型例子，這些設(shè)備受益于全面的資產(chǎn)管理實施，使工廠運行人員能夠使用統(tǒng)一且用戶友好的界面，從現(xiàn)場獲取大量數(shù)據(jù)。

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更好地支持現(xiàn)場設(shè)備

限制智能設(shè)備應用的一個原因是，一些供應商的工程工具必須使用不同的集成軟件才能訪問來自所連接現(xiàn)場設(shè)備中的可用數(shù)據(jù)。

大型的DCS供應商可以將集成資產(chǎn)管理解決方案納入其全廠軟件系統(tǒng)，該系統(tǒng)與工程軟件流暢地協(xié)同工作。然而，很多小型供應商，特別是第三方現(xiàn)場設(shè)備和接口技術(shù)供應商，無法在其價格較低、面向工廠的模塊化遠程I/O系統(tǒng)中支持智能現(xiàn)場設(shè)備。

FDT技術(shù)從規(guī)范1.2就開始支持通信“嵌套”。嵌套通信支持DTM與使用相同/或不同通信協(xié)議的設(shè)備進行通信，這些協(xié)議附屬于不同硬件。這種“嵌套”功能可以協(xié)調(diào)拓撲結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，為設(shè)備管理提供統(tǒng)一的環(huán)境。

FDT的嵌套通信功能與模塊化框架應用概念相結(jié)合，使小型供應商能夠?qū)DT核心應用納入到其現(xiàn)有的工程軟件解決方案中。使用FDT框架，供應商可以提供支持HART、具有經(jīng)濟吸引力的、緊湊型模塊化遠程I/O系統(tǒng)。這些FDT/DTM技術(shù)應用使用了最重要的功能之一，即可以作為獨立配置工具，也可以作為模塊化中間件硬件集成工具，將其嵌入到任何工程控制應用中，對運行人員幾乎是透明的。

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嵌套通信應用解決方案

為了闡明這一點，讓我們回顧一下FDT/DTM的一些基本概念。

在FDT/DTM技術(shù)中，DTM文件有三種基本類型：

■?設(shè)備DTM,以與硬件驅(qū)動程序類似的方式工作，并在FDT框架應用中運行。

■?網(wǎng)關(guān)DTM,用作設(shè)備驅(qū)動程序，但也為工業(yè)通信網(wǎng)關(guān)提供協(xié)議轉(zhuǎn)換和媒體轉(zhuǎn)換。

■?通信DTM，為通過嵌套通信網(wǎng)絡(luò)（任何協(xié)議）連接的設(shè)備提供通信信道。

嵌套通信使供應商能夠提供完整的I/O子系統(tǒng)，這些子系統(tǒng)可以與兼容最終用戶可能需要的任何協(xié)議的主站、電源和I/O模塊等一系列組件，以及用戶友好的基于FDT的集成資產(chǎn)配置管理解決方案一起交付。該解決方案可以避免使用配置熱切換I/O模塊和冗余方案的電源背板，從而可以降低成本，因為這些功能在機器控制應用中并不常用。

遠程I/O子系統(tǒng)特別適合使用FDT/DTM概念所提供的模塊化方法。FDT技術(shù)的典型遠程I/O應用主要包括：

■?通信DTM用于遠程I/O與控制系統(tǒng)骨干網(wǎng)絡(luò)的通信。

■?網(wǎng)關(guān)DTM用于集成遠程I/O系統(tǒng)主站。該模塊化DTM允許最終用戶復制在應用中實現(xiàn)的I/O模塊結(jié)構(gòu)。

■?設(shè)備DTM用于支持連接到相應遠程I/O模塊的智能設(shè)備。

在遠程I/O系統(tǒng)中，F(xiàn)DT技術(shù)最常見的實現(xiàn)方式是將支持HART的I/O模塊與支持HART的現(xiàn)場設(shè)備相結(jié)合。在這種情況下，I/O模塊可以發(fā)送連接到其上任何設(shè)備的相關(guān)信息，不管是智能設(shè)備還是傳統(tǒng)設(shè)備。

這種設(shè)置提供了對智能設(shè)備所有功能的訪問，其特定的設(shè)備DTM在FDT框架應用程序中運行，無論是作為獨立應用程序還是作為集成工程應用程序運行。同時，它為簡單的非智能現(xiàn)場設(shè)備提供簡單的基本診斷，如所連接的DI和DO離散設(shè)備的短路和引線斷開信息。因此，這是一種為非智能設(shè)備實現(xiàn)智能的內(nèi)置方法。

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面向機器制造商的集成解決方案

使用緊湊的模塊化遠程I/O系統(tǒng)，可以提供一種非常適合機器制造商的解決方案。這類制造商可以設(shè)計一臺具有通用I/O配置和選擇最合適通信主站的機器。如果機器連接到與FDT技術(shù)兼容的控制系統(tǒng)，集成工作將會非常簡單。

FDT技術(shù)的另一個非過程相關(guān)應用，包括集成復雜的驅(qū)動器，如速度驅(qū)動器、控制驅(qū)動器和電機指令。

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適用于所有現(xiàn)場總線協(xié)議的單一解決方案

在為特定PLC設(shè)計的第三方現(xiàn)場總線接口解決方案中，大多需要使用現(xiàn)場總線專用軟件工具進行配置。該軟件將來自現(xiàn)場設(shè)備的I/O信息映射到控制器的存儲器中，創(chuàng)建I/O映射表，這是控制器工作所必須的?？刂破鞑恍枰悄墁F(xiàn)場設(shè)備生成的其它數(shù)據(jù)。

如果控制系統(tǒng)的安裝采用多個現(xiàn)場總線協(xié)議，則需要不同的配置工具。應用集成FDT框架，可以使用單個配置程序?qū)⒉煌耐ㄐ艆f(xié)議集成到控制系統(tǒng)，從而大大地簡化這類應用。

通信 DTM支持任何新協(xié)議，其已成為PLC編程平臺硬件目錄的一部分。該方法允許對用戶界面隱藏協(xié)議的內(nèi)部細節(jié)。只要通信DTM支持，用戶就可以添加已在系統(tǒng)中安裝的任何可用設(shè)備。FDT框架工作模式像抽象層，使系統(tǒng)能夠無縫訪問所連接的設(shè)備。每個設(shè)備DTM都可以通過相應的通信 DTM訪問。

連接遠程I/O系統(tǒng)或現(xiàn)場總線時，必須在拓撲中的通信 DTM下方安裝網(wǎng)關(guān)DTM。這允許通過將遠程I/O模塊或特定現(xiàn)場總線設(shè)備連接到對應的網(wǎng)關(guān)DTM，將其添加到系統(tǒng)中。主要優(yōu)點是，所有現(xiàn)場總線接口細節(jié)都被框架應用程序隱藏起來，用戶無法看到，而只是作為連接智能設(shè)備的現(xiàn)場總線協(xié)議的抽象層。

符合FDT的控制器可以使用這種方法為所需的每個協(xié)議，配備不同的網(wǎng)關(guān)和通信DTM。

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混合工廠應用

在混合工廠中，可能會有一個主要區(qū)域?qū)ｉT用于飲料生產(chǎn)，有時可能需要用易燃油來調(diào)味或生產(chǎn)烈酒的酒精類產(chǎn)品。這些過程涉及危險區(qū)域，通常需要批次過程控制。典型應用解決方案可能包括HART現(xiàn)場設(shè)備、Profibus PA現(xiàn)場設(shè)備或EtherNet/IP設(shè)備。

本地和第三方遠程I/O系統(tǒng)可以使用相應的DTM進行配置，當配備帶有集成HART調(diào)制解調(diào)器的AI和AO卡時，也可以用作HART網(wǎng)關(guān)。這些系統(tǒng)支持Profibus-DP、EtherNet/IP或Modbus-TCP。DI和DO卡包括簡單二進制傳感器的引線斷開和短路檢測，可以提供額外的功能。

通常配備本質(zhì)安全IO卡的遠程I/O系統(tǒng)支持HART。所有這些設(shè)備都可以使用嵌入式FDT框架應用，集成到PLC配置和編程軟件中。

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設(shè)備與第三方供應商產(chǎn)品的集成

FDT技術(shù)提供的一個關(guān)鍵特性是開放性。即使制造商的設(shè)備沒有DTM，也有可行的替代方案。

軟件開發(fā)人員已經(jīng)為流行的硬件創(chuàng)建了第三方DTM，比如為實現(xiàn)設(shè)備資產(chǎn)管理而創(chuàng)建的第三方DTM，如西門子DP/PA鏈路和ET-200遠程I/O系統(tǒng)。有了這些網(wǎng)關(guān)DTM，用戶可以在基于西門子的控制系統(tǒng)中使用FDT框架，并聯(lián)合起來執(zhí)行Profibus PA和HART智能變送器所需的典型資產(chǎn)管理任務(wù)。

也許用戶無法使用這些通用DTM來訪問特定設(shè)備的完整功能，但對于大多數(shù)應用來說，所實現(xiàn)的功能范圍已經(jīng)足夠大了，而用戶友好界面的優(yōu)勢也是顯而易見的。

審核編輯：黃飛

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