ARC View -新的FDT2产品将促进FDT前景

FDT(现场设备工具)是一种用于现场设备和自动化系统之间互操作的技术。FDT可用于设备配置、自动化系统工程、制造操作、维护和设备管理。FDT集团AISBL是一个由90多家成员公司、开发人员和最终用户组成的非营利性联盟,负责维护该技术。

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FDT通过了IEC 62453、ISA 103和中国国家标准GB/T 29618的标准。完整的FDT规格可在FDT集团的网站。

FDT的核心概念涉及两类软件组件。一种是DTM(设备类型管理器),它通过封装特定现场设备(例如雷达液位发射机或机器人焊接工具)的特性和行为来充当设备驱动程序。第二个组件是框架应用程序,它为所有dtm提供统一的运行时环境。FDT规范完整地定义了框架应用程序和DTM之间的接口(见图)。

通过FDT,可以分别管理各个现场总线协议的属性和行为。DTM和Frame都没有指定现场总线。在FDT中,现场总线被视为一种抽象。这意味着DTM和框架应用程序独立于任何现场总线协议。这也意味着FDT是可扩展的,可以扩展到支持任何现有或未来的现场总线或通信协议。

一项通常被称为“FDT2”的技术更新已经完成,ARC预计大多数商用FDT2产品将在2014年问世。ARC采访了几家已经发布或正在开发FDT2产品的供应商。虽然该公司代表不愿“公开”谈论仍在开发中的产品,但他们愿意分享迄今为止他们从项目中学到的一些东西。受访者描述了FDT2的许多重要变化。以下是ARC认为最重要的几点。

常见的组件

FDT2包含一组“公共组件”。这些软件组件作为参考实现,开发人员可以将其作为一个完整且经过充分测试的起点。这将大大加快开发进度。DTM公共组件实现了所有已定义的FDT功能。设备供应商在DTM公共组件中构建自己独特的设备功能。

还有一个参考框架应用程序,它实现了所有的框架功能。这已经通过了与参考DTM的互操作性的全面测试。框架也得到了增强,因此可以很容易地嵌入到其他编程工具中,至少有一家与ARC进行过交流的主要自动化供应商正在为其控制编程环境的下一个版本做这件事。

FDT现场总线抽象也得到了改进,因此不仅可以有效地将现场总线技术分离,还可以将控制器程序与现场总线分离。换句话说,控制器应用程序不知道(或必须知道)哪个现场总线协议正在提供数据。相反,控制器应用程序接收独立于特定通信协议的进程数据。

ARC认为,这种级别的抽象将是FDT的福音,无论是过程自动化还是工厂自动化应用。它将极大地增强控制工程师交付使用不同现场总线或工业以太网协议的设计变体的能力,因为他们将能够创建一个单一的控制程序,可以使用多种现场总线技术而无需修改。

向后兼容性

技术更新是伟大的,但不是没有一个简单的迁移路径。FDT2帧的设计既支持新的FDT2 dms,也支持现有FDT1.2的dms。这对供应商和最终用户来说是一个关键点。ARC采访的一家供应商已经开发了数百个DTMs。该供应商已经停止了所有设备专用的专有软件工具,现在只使用FDT来配置和管理其产品。同时使用新旧dtm的能力意味着最终用户和供应商可以顺利地迁移到新技术。FDT2框架还可以安全地管理dtm的安装。FDT2的dmt可以安全地签署,这对于简化设备管理和增强安全性来说是一个很大的优势。

提升的性能

新的FDT2实现也显示出极大的性能改进。FDT集团委托进行了一系列独立的基准测试,以比较FDT2与FDT1.2在多个类别中的性能。该软件已经过改进,以减少最常见或资源消耗FDT任务的内存和CPU使用。通常,性能改进会导致许多任务所需时间的数量级减少(见图)。这些改进来自于改进的软件设计,也来自于FDT2从旧的COM和ActiveX转向更现代的Microsoft . net技术。

为FDT2和FDI规划一个交付物

在当今的过程工业中,两种不同的技术(FDT和EDDL)用于设备管理。展望未来,FDT和EDDL将通过五组倡议实现互操作外国直接投资合作包括FDT集团、现场总线基金会、HART通信基金会、Profibus & Profinet国际和OPC基金会。这些小组正在合作开发FDT2和EDDL之间的互操作性技术。FDI主机和FDT2帧应用程序都将能够使用产生的FDI设备包,这些设备包扮演着与DTM类似的角色。FDT框架和FDI主机使用相同设备包的能力将允许设备供应商创建一个单一的交付物来支持他们的设备,同时为客户提供使用FDI或FDT主机环境的选择。

ARC与一家主要的FDT设备供应商进行了交谈,该供应商主要向加工行业销售,其中HART、FOUNDATION现场总线和Profibus是主要的设备网络。它的目标是开发可以同时用于FDT和FDI主机的FDI设备包。这为客户提供了技术选择,并使其能够提供单一的设备支持包。供应商报告了该策略的两个挑战。首先是时间表,因为FDI规范要到2014年才会出台。第二个挑战是需要支持比FDI所瞄准的更广泛的现场总线技术。对于该供应商来说,现场总线的多样性不是主要问题,但对于现在使用FDT的其他供应商来说,支持许多现场通信协议是非常重要的。

结论

在ARC看来,FDT最引人注目的两个特性是它的可扩展性和强大的抽象级别。可扩展性使FDT与任何现场总线一起使用,使FDT同样适用于过程和工厂自动化。FDT目前支持十几种不同的现场总线和通信协议,包括通用工业协议(CIP)。

FDT的现场总线和编程工具抽象应该有助于简化机器和工艺滑橇建造者的解决方案。ARC已经听到机器制造商在FDT 1.2中称赞这一功能(请看ARC报告),但他提醒说,这很难实现。如果FDT2极大地简化了这种能力,这些应用程序将发现FDT是整个行业中最引人注目的技术。

作者:Harry Forbes, ARC咨询集团

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