FDT技术在工业自动化市场的根基跨越了过程、混合动力和工厂自动化的地平线——标准化所有通用现场总线的设备集成和管理，而不考虑制造商。这包括一个用于访问最复杂的设备功能的公共环境。该技术可以通过单一的标准化用户界面实现配置、操作和维护，而无需考虑供应商、设备类型/功能或通信协议。
那么，在CODESYS等可编程逻辑控制器(PLC)编程环境中实现FDT接口需要哪些组件和机制呢?
由于工厂自动化中的现场总线种类繁多，FDT技术对于标准化设备管理非常有用。这是因为在这种环境中常见的PLC编程系统——如CODESYS——如果采用FDT，可以确保显著更好的设备集成。
开发人员软件工具，称为FDT/FRAME™公共组件，可用于开发人员在其plc中为工厂自动化市场实现无缝资产集成。FDT/FRAME通用组件软件开发人员工具可以通过联系FDT组获得，它被用作基本组件，以确保在接口应用程序产品中完成资产集成。使用它可以确保实现符合FDT规范，并提高与许多设备类型管理器™(dtm™)的互操作性。
FDT/FRAME公共组件包含FDT规范开发支持FDT的应用程序所需的所有接口。这种应用程序可以执行广泛的功能，如设备配置的独立工具、诊断工具或资产管理工具。
在图1中，外部FRAME应用程序表示FDT应用程序。这是实现每个应用程序的所有功能的地方。内部部分显示了基本的FRAME公共组件(也称为fdtCONTAINER组件)。连接两个元素的接口位于应用程序和基本组件之间。箭头的方向显示接口调用的是基本组件还是应用程序。
在应用程序的下方可以看到数据库适配器(DBAdapter)。它为特定于应用程序的数据库形成了适应层。数据库适配器中显示的函数(例如，“Project Record”或“DTMInstance Data”)是编程数据库访问的占位符。
基本组件本身包含用于管理dtm (DTMCatalog)和应用程序项目(FRAMEProject)的函数。系统拓扑、相关的dtm (DTMList)和代理构成了项目的一部分。该代理将抽象的在线调用分离为单独的FDT函数调用—例如“脱机”。实例化的DTM本身在DTMContainer组件中运行。
CODESYS插件概念
CODESYS是一套基于IEC-61131-3编程工具的自动化技术软件。该软件可以使用定制设计的插件集成额外的功能，如新菜单，编辑器等。FDT基本组件也通过这种机制嵌入到编程工具中。
图2提供了CODESYS体系结构的详细信息，包括FDT组件。项目结构，如CODESYS所示，应该与这个(CODESYS设备树)体系结构并行考虑。FDT集成插件包含FDT基本组件，用于管理具有关联dtm的FDT项目。
图2中的架构显示了使用CANopen设备作为示例的集成。可以使用带dtm和不带dtm的设备。CANopen Master由一个用于配置CANopen现场总线的DTM表示。它也是CANopen设备的通信接口。设备DTM使用IFdtCommunication接口与从设备(DTM为slave 2)交换数据，实现了这一目的。CANopen Master DTM将来自设备DTM的数据转换为特定于协议的消息(如CANopen)，并将其发送到设备。设备的响应按相反的顺序处理。
设备管理
设备管理使简单的组件(不需要显式DTM)与功能增强且全部功能由DTM启用的设备混合成为可能。CODESYS包含所有设备的通用XML设备描述(DD)以及相关的现场总线设备文件(例如CANopen的EDS)。DD包含与设备相关的所有信息、参数和通信选项。
如果使用了具有DTM的设备，则DTM将从DTM目录转移到项目中，并自动生成相关的XML描述。系统通过DTM接口接收所需数据。与制造商、设备类型和版本数据相关的信息，以及其他信息都可以通过这种方式获得。变频器是具有广泛功能的设备的一个例子。在这种情况下，为每个设备范围提供覆盖整个范围的DTM是有利的。
现场总线配置
CANopen主配置器可以方便地配置现场总线。这包括现场总线本身的参数，如波特率或心跳(监视时间)。这个DTM分配设备地址(节点ID)并映射pdo (processdataobject)。后者在pdo和对象字典中的应用程序对象之间建立连接。
主配置器通过接口DTM (SetParameters)与设备DTM交换数据。当设备DTM更改数据时通知。可以通过接口(GetParameters)请求更改。配置完成后，主配置器检查CANopen系统中数据的一致性。CANopen数据被下载到Master和设备，并在运行时用于启动系统、设置现场总线参数和交换数据。
生成过程数据
过程数据是现场总线运行时PLC和从机之间传输的数据。通过设备dtm定义的流程数据描述可在相应的接口(流程通道)上使用。在这种情况下，来自电子设备描述(EDD)的信息不被使用，因为它对于预期的目的是不够的。这个过程对于具有可变配置的模块化设备特别有用。流程数据对象(pdo)是为流程数据自动生成的。现有变量可以分配给流程数据，也可以在设备DTM中重新定义。
PLC工具从设备DTM接收变量，并在最后一步将它们提供给PLC程序。这允许PLC程序员直接使用变量进行进一步处理。
总之，在CODESYS中使用FDT技术为程序员提供了广泛的设备管理选项。它的功能和灵活性远远超过了使用通常的描述文件(如EDS、GSD)所能做到的。例如，来自不同制造商的设备可以集成到一个工具中。确保对设备的访问超出现场总线层次结构的范围。dtm通过其图形用户界面使访问相关设备变得简单，还提供特定于设备的诊断功能，以便在维护时快速检测故障。
作者
Nuno Barral是施耐德电气自动化公司的项目设计负责人和软件架构师。
Manfred Brill是施耐德电气自动化的创新与技术高级经理。
什么是FDT技术?
FDT在一个工具中标准化了现场设备的设备管理。设备管理是标准化的，无论设备制造商和使用的现场总线/网络。这意味着FDT/FRAME中的每个设备都可以通过标准化的接口进行配置、操作和维护——不管制造商、类型或通信协议如何。FDT的三个关键要素是:
1.FDT接口——设备管理的标准
FDT接口是描述设备和控制系统或工程和资产管理工具之间的标准化数据交换的规范。
2.FDT设备类型管理器(FDT/DTM™)——智能仪器的设备驱动程序
DTM为访问设备参数、配置设备、操作设备、进行故障诊断提供了一个标准化的结构。dtm的范围从用于参数化的简单图形用户界面到可以处理诊断和维护的复杂实时计算的复杂应用程序。dtm分为三类:
设备DTM:
•由设备制造商提供
•表示设备的整个逻辑和参数化
•使用FDT/FRAME创建一个标准接口
•用于任何FDT帧应用
•基于DTM风格指南
通信DTM:表示通信组件，如PC网卡和耦合器
网关DTM:表示连接两个不同网络/现场总线的组件
3.FDT框架应用程序(FDT/FRAME™)-主机系统
FDT/FRAME是一个软件程序，它集成了来自不同制造商的设备、通信和网关dtm，适用于不同的网络/现场总线。它提供了:
•共享的、标准化的环境
•用户管理
•DTM管理
•数据管理
•网络配置
•导航
