过程和工厂工业的工业自动化设备继续变得更加智能,而携带这种智能设备数据的网络也变得更加复杂。这种日益增加的复杂性使实现提高生产力和效率的好处变得更加困难。在许多工厂,由于多个通信网络的存在,在高速网络上集成许多复杂机器的任务变得更加困难。
以太网已经在许多工业设施中接管了高端网络通信,但许多这些工厂仍然使用一个或多个传统的较低级别总线协议来连接工业设备。以太网骨干网连接到一个网络层次结构并不罕见,这个网络层次结构可以包括实时网络、DeviceNet、Modbus和AS-i等较低级别的网络。这种多样性为跨越所有级别的持续设备访问带来了技术挑战。
易于集成
智能设备信息和网络集成是最近的热门词汇。终端用户和制造社区需要一种能够帮助促进网络集成的使能技术,以更好地访问底线资产。
FDT技术是一种使能的软件应用程序,它处理来自多个网络上不同供应商的设备合并的复杂任务。通过FDT,应用程序可以与系统或设备进行垂直通信,而不用考虑主机和目标设备之间存在的网络层。例如,以太网可以转换为开放通信网络(现场总线),然后转换为HART设备(见图1)。FDT技术明显地促进了数据信息流通过所有中间网络,包括网关、路由器和桥接器。当主机请求与终端系统或设备通信时,FDT标准的内部机制处理连接。
FDT技术由两个提供集成帮助的中心组件组成。设备类型管理器(DTM)是设备供应商为智能仪器提供的设备驱动程序。就像用来连接打印机的驱动程序一样,它包含智能设备的参数,通过网络、无线链路、USB外设和其他连接进行通信,向框架应用程序/主机系统提供诊断反馈。FDT帧应用程序是由系统提供者开发的接口模块,驻留在主机系统中,通过打开通道允许信息通过dtm通过网络与设备进行本机通信。当通信路径打开时,帧应用程序可以跨协议扫描连接的设备(使用dtm)。为了保证设备信息流,所有dtm都应该上传并注册到框架应用/主机系统的设备目录中。
FDT是在工业世界中得到广泛应用的国际标准。FDT是IEC 62453、ISA103和GB-T China的标准化标准,是过程和工厂应用中跨多个网络的工厂集成的唯一开放标准。目前FDT支持设备和网络集成;PROFIBUS DP, PROFIBUS PA, HART, FOUNDATION现场总线H1/HSE, Interbus, PROFINET, Modbus TCP/RTU/ASCII, Ethernet/IP, EtherCAT, DeviceNet, ControlNet, IO-Link, ASInterface, CANopen, SERCOS III, CC-Link和ISA100(见图2)。对这一广泛协议的支持为网络管理人员提供了有线和无线连接的一系列选项。
超过100家成员公司作为设备和系统/主机供应商,终端用户支持FDT启用设备的开发,广泛的产品允许终端用户自由选择最好的产品进行安装。目前,经过认证的设备dtm支持的设备超过7500个(参见FDT)认证产品目录)
使能见度
如果没有跨网络集成,重要的设备信息就会丢失,最终使工厂更难维护,导致停机时间和生产损失。框架应用程序现在可以在大多数DCS、控制系统和资产管理系统中使用,并为智能设备提供相关的dtm。制造设施可以在控制系统的所有级别上连续访问设备,因此维护团队和操作人员可以从控制室或从维护或其他安全工作站远程查看网络上任何节点的数据。
通过更好的设备诊断,维护团队可以快速捕获网络和单个设备资产的健康状况快照。当问题发生时,维护工程师可以从主机系统诊断问题,并经常远程修复问题。这促进了积极的维护策略,减少了工厂停产,提高了生产力和可靠性。MOL多瑙河炼油厂自动化工程师József Bartók表示:“这些仪器提供的在线诊断不仅仅是预防性维护,还可以确保系统的稳定运行,提高控制的精度。”这直接有助于提高利润底线。
例如,当一个装置的水头压力控制缓慢时,就会认为阀门卡住了,需要修理。技术人员使用在线诊断工具对阀门进行了检查,发现智能定位器电流-气动转换器是损坏的,而不是阀门本身的问题。这个修复需要半小时的仪器工作,至少节省了两天的计划外停机时间,或至少834400美元。(参见图3)
多功能和可扩展的解决方案
今天,许多现有的工厂没有预算拆除设备重新开始,所以他们需要更好地利用已经安装的设备或更新设备。FDT技术提供了多功能性,因此升级可以改善植物的生命周期。FDT帧应用程序和dtm让用户通过简单地从PC直接连接到设备,从点到点或单设备方法中快速获得好处(见图4)。帧处理设备配置、维护和诊断。
FDT提供了从低启动成本的小型应用程序开始,并迁移到更大的应用程序(网络范围的信息访问)的能力,在扩展过程中无需进行重大更改。无论设备是旧的还是全新的,FDT技术都可以在调试、维护、诊断和维修操作过程中全天候提供好处。
改进的重点是客户反馈
在所有技术中,更新都是必要的。2013年,FDT针对客户需求推出了升级版FDT2。ARC咨询集团预测,大多数设备供应商将在2014年推出兼容的产品dtm和框架应用。FDT2将带来新版本的额外好处,同时保持与现有FDT实现的向后兼容性。新标准的优点包括速度的提高、安全性的提高、更广泛的连通性和易用性,使其成为一种扩展功能的更引人注目的技术。
有了如此多的工业技术进步——数字网络、智能仪器、无线等等——复杂性不会消失。FDT可以弥补这种复杂性,简化企业集成策略,同时提供对网络和设备资产的更好理解和知识。灵活性是一个关键好处,当FDT指定为工业设施中的基础设施元素之一时,每个升级或新安装都可以轻松迁移。FDT技术是帮助对齐资源管理数据信息流的工具,允许增强跨通信网络的网络和设备运行状况视图。
改进通向未来的路径,并使FDT成为在行业战略中获得企业范围数据信息访问的中心组件。
欲了解更多信息,请访问:www.fdtgroup.org