作者 |?FDT

FDT技術可用于任何工業(yè)控制自動化領域，包括工廠自動化和混合應用。

自動化界普遍認為，FDT/DTM（IEC 62453）技術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。無論應用部署現場總線網絡、HART現場設備、遠程I/O系統、驅動器和電機啟動器，還是傳感器網絡，制造商都可以為其提供的設備創(chuàng)建設備驅動程序（DTM）。

錯誤認識背后的原因之一，可能是一些現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場設備或控制閥。因為采用這種方法有充分的理由——現場變送器和控制閥是復雜設備的典型例子，這些設備受益于全面的資產管理實施，使工廠運行人員能夠使用統一且用戶友好的界面，從現場獲取大量數據。

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更好地支持現場設備

限制智能設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場設備中的可用數據。

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

FDT技術從規(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/或不同通信協議的設備進行通信，這些協議附屬于不同硬件。這種“嵌套”功能可以協調拓撲結構和數據結構，為設備管理提供統一的環(huán)境。

FDT的嵌套通信功能與模塊化框架應用概念相結合，使小型供應商能夠將FDT核心應用納入到其現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、具有經濟吸引力的、緊湊型模塊化遠程I/O系統。這些FDT/DTM技術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技術中，DTM文件有三種基本類型：

■?設備DTM,以與硬件驅動程序類似的方式工作，并在FDT框架應用中運行。

■?網關DTM,用作設備驅動程序，但也為工業(yè)通信網關提供協議轉換和媒體轉換。

■?通信DTM，為通過嵌套通信網絡（任何協議）連接的設備提供通信信道。

嵌套通信使供應商能夠提供完整的I/O子系統，這些子系統可以與兼容最終用戶可能需要的任何協議的主站、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子系統特別適合使用FDT/DTM概念所提供的模塊化方法。FDT技術的典型遠程I/O應用主要包括：

■?通信DTM用于遠程I/O與控制系統骨干網絡的通信。

■?網關DTM用于集成遠程I/O系統主站。該模塊化DTM允許最終用戶復制在應用中實現的I/O模塊結構。

■?設備DTM用于支持連接到相應遠程I/O模塊的智能設備。

在遠程I/O系統中，FDT技術最常見的實現方式是將支持HART的I/O模塊與支持HART的現場設備相結合。在這種情況下，I/O模塊可以發(fā)送連接到其上任何設備的相關信息，不管是智能設備還是傳統設備。

這種設置提供了對智能設備所有功能的訪問，其特定的設備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場設備提供簡單的基本診斷，如所連接的DI和DO離散設備的短路和引線斷開信息。因此，這是一種為非智能設備實現智能的內置方法。

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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，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技術兼容的控制系統，集成工作將會非常簡單。

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

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適用于所有現場總線協議的單一解決方案

在為特定PLC設計的第三方現場總線接口解決方案中，大多需要使用現場總線專用軟件工具進行配置。該軟件將來自現場設備的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場設備生成的其它數據。

如果控制系統的安裝采用多個現場總線協議，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將不同的通信協議集成到控制系統，從而大大地簡化這類應用。

通信 DTM支持任何新協議，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議的內部細節(jié)。只要通信DTM支持，用戶就可以添加已在系統中安裝的任何可用設備。FDT框架工作模式像抽象層，使系統能夠無縫訪問所連接的設備。每個設備DTM都可以通過相應的通信 DTM訪問。

連接遠程I/O系統或現場總線時，必須在拓撲中的通信 DTM下方安裝網關DTM。這允許通過將遠程I/O模塊或特定現場總線設備連接到對應的網關DTM，將其添加到系統中。主要優(yōu)點是，所有現場總線接口細節(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備的現場總線協議的抽象層。

符合FDT的控制器可以使用這種方法為所需的每個協議，配備不同的網關和通信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)域專門用于飲料生產，有時可能需要用易燃油來調味或生產烈酒的酒精類產品。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現場設備、Profibus PA現場設備或EtherNet/IP設備。

本地和第三方遠程I/O系統可以使用相應的DTM進行配置，當配備帶有集成HART調制解調器的AI和AO卡時，也可以用作HART網關。這些系統支持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。

通常配備本質安全IO卡的遠程I/O系統支持HART。所有這些設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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設備與第三方供應商產品的集成

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

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

也許用戶無法使用這些通用DTM來訪問特定設備的完整功能，但對于大多數應用來說，所實現的功能范圍已經足夠大了，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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