FDT技术描述

为 了将 不同的协 议集 成到FDT中， 做了 很多 努力 。 PROFIBUS和HART从一开 始就 集成 进来 了， 基金 会现 场总 线 （FF） 和Interbus总线在第 二阶 段加入。项 目组 正在 致力 于进 一 步向AS-接 口和DeviceNet（ 控制 和信 息协 议（CIP）家 族的 协 议） 扩展，使 之与PROFINET IO一样 。其 他协 议也 会相继 跟 进。
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DTM 实现
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DTM 风格指南
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认证 过 程
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联系 方 式
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缩略 语
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图
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支持 的 公司
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FDT概述
FDT是 现场 设备与 控制 系统 或工 程和 资产 管理 工具之 间进 行 数据交换的一种标 准化 的接 口规 范。
通过FDT， 可以方 便的 借助 任何 提供 该接 口的上位系 统对 设 备进 行访 问和 配置 。FDT不 是一 种新 的现 场总线协议 ，它 可 以与 任何 通信 协议 一起 使用 。FDT是 一种 独立于供应 商的 ， 开放的、公开的和 易于 使用 的规 范。
FDT 技术描述
开放式的设备智能访问
www.fdtgroup.org
目录
FDT概 述
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FDT的 优势
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组织
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技术 描 述
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技术 方 向
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Βιβλιοθήκη Baidu
设备 类型管 理器
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FDT框 架应 用
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通道
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架构
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DTM 接口
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通道 接 口
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FDT框 架应 用 接口
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嵌套 式 通信
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方案
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规模
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扫描 示 例
用 单 独 的标 准 图 形 界面 显示 设 备 的工 程和 配 置 信 息。 工 程 工具的用户可以很容易就熟悉它。由于不再需要学习各种 各样的工具，人员培训方面的工作可以大大的减少。
FDT技术 是成熟的。 产品 非常 稳定 并且 可以 满足 工业 级应 用 。该 技术 适用 于化 工、 石化 和制 药行 业的工 业自 动化 应 用。
1、 AISBL非 营利 国 际 协 会 2、2007年2月 3、atp国际 ；4(2006)N°3，p8
一 致 的全 厂 范围 内的 数 据访 问
简化和 统一工程 配置 是产 生FDT技 术的 首要 动机。
FDT规范的主要目标 ： 集中 在工作 间通 过直 接访问 现场 设备 进行 规划、 调 试、诊断和维护服务。
完整一致地对过程控制系统、现场总线 和设备进行配 置和文档管理。
为过程控制系统和现场设备组织公用的数据。
集中进行数据管理和数据安全性保证。
在工厂或 应用 的整个生命周期内都 需要 来自 过程的现场 信 息。FDT支 持工厂 生命 周期 的所 有阶 段： 工程施工、 安装 、 调 试、生 产和 维护 。
最终用户需要一种开放的技术来保护在所安装 的现场设备方 面的投资，而且希望尽可能地避免安装基础的 更换或昂贵的 升 级。
用 户还需要 在设 备与资产管 理应 用之 间进行无缝 的数据交 换。
在FDT中 ，每个硬件 （现 场设备） 都具 有一 个被 称作设备 类 型 管理 器（DTM）的 驱动，提 供标 准的FDT接口 （图1） 。这 就 使得 任何支持FDT的应 用（FDT框架 应用 ）都可以 使用 它 ，如 工程 系统 或资 产管 理工 具。
本章将对DTM和FDT框架应用进 行描 述。
FDT技术是与 通信无关的—在全部 网络 级别 内支 持所 有 常用 的通 信协议 和现 场总 线标 准。
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FDT的优势
在过程 和制 造自 动化 ，控 制系 统通 常包 括上 千个数 字的 和模拟 的输入/输 出信 号。当使用现场 总线 以后 ，这 些 信号通 过总 线进 行传 输。 现场 设备 可以 直接 ，也可 以通 过远程IO设 备连接到 总线 。通 常， 需要采用 很多来自不 同制造 商的 各种 现场 设备 。
FDT规 范由FDT集团AISBL1进 行定义和 维护。FDT集团是 由国 际上支持FDT技 术增值的公司组 成的 一个 非盈 利性 的协 会。 组织对所有希望参 与的 自动 化供 应商 和用 户都是开放的。
FDT集 团的 任务是促进FDT技 术在工厂自动化行业 、过 程自 动化行业和混合应 用工 业的 认同 和使 用。
配置周期 性 通信
工具n
标定
工 具1
配置
参数设置
诊断信 息
图3 没有FDT的情形
大型控制系统
>1 0个制 造 商 >1 00个 设 备 类型 >1 0000个I/O点
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最 终 用 户可 以 根 据 自己 的需 要 随 意从 市场 上 现 有 的各 种 设 备 中选 择他们 的设 备。FDT使得 将任 何设 备集 成 到任 何自 动 化 系 统中 成 为 可 能。 现在 可 以 为过 程应 用 选 择 最能 满 足 自 己 需 要的 设 备 。 可以 完全 基 于 产品 的特 征 和 功 能性 考 虑 来 进 行 设备 选 择 ， 而不 再需 要 考 虑系 统供 应 商 的 集成 和 现 场总线的约束。
不需对当前 的安装基础进行任何 改变。现有的总线网 络 、 通 信 设 备 和 现 场 设 备 都 可 以 映 射 到 FDT工 程 系 统 中。唯 一需 要的 就是 在DTM中 用设备类型 管理 器组 件来 代表设 备。
FDT不仅 限于预 定义 的描 述符 号或 图形 元 素集 合。 可以 用于软 件处 理的 任何 东西 都可 以包含在DTM中 。这 就允 许设备供应 商可以实现任何他们 发现对客户有用的功 能，并且有利于自动化系统供应商利用当 前最 先进 的通 信和信息技术来发展他们的软件。用户在 自动 化系 统上 的投资 将会 得到 有效 好的 保护 。
在过程 中，需要 为每 个任 务进 行设备配 置和 参数设置。 控制系 统必须知 道所 使用 的设 备。所有 的信 号在产生以 后必须 集成到控 制系 统的 功能 规划中（ 图3）。
在项目 中由 于设 备的 总类 数和 设备 数量 通常 都不同，使 得配置 过程 非常 复杂 而且 消耗 时间。直 到现 在，每 个供 应商都 有自 己的 工具 ，使 用户 不得 不掌 握这 些不同 的工 具，数 据也必须 在这 些工 具和 上位系统 之间 进行交 换。 通常数 据转换是 必须 的， 而且 还需要详 细的 专业知识。 数据的 一致 性、 文档 和配 置只 能通 过深 入的 系统测 试来 保证。 对于人员 不足 的项 目工 程团队来 讲， 工程任务的 工作量 和复 杂度 将会 变得 难以 管理。
不 管 现 场设 备 有 多 么复 杂， 来 自 设备 的所 有 数 据 都可 以 获 得 。 在 设备 的 整 个 生命 周期 内 都 可以 支持 特 殊 的 任务 ， 实 际 上 在 离线 的 工 程 施工 中就 已 经 开始 了。 随 着 安 装和 调 试 阶 段 的 展开 ， 参 数 的下 载和 标 定 工作 就已 经 完 成 。在 工 厂 的 运 行 过程 中 ， 操 作任 务和 监 控 职责 与诊 断 和 维 护功 能 一 样可以得到支持。当然，前瞻性维护功能对于任何资产管 理软件都是可以的。
简单 而迅速 地将 不同 设备类 型集 成到 过程 控制系 统 中。
本地语言支持。
支持多用户情景操作。
设备制造商不再需要向用户提供设备的同 时还 要提 供一 系列的用于配置、诊断和服务的工具，而 只需 要为 设备 开发可 以运行在 任何 工具 中的DTM。
导入
DCS工 程师站
设备描述 功能模块 诊断信息 设备地址 设备参数 设备I/O
供应商并不希望改变他们的软件来适应不同的 工程环境。因 此需要一种组件能够为设备和大多数上位系统 之间的互操作 提 供支 持。
在本 文档 中，用该符号来 表示DTM
该符 号用 来表示一个FDT 框架 应用
从 广义 上讲，可 以将FDT系统比作 办公 应用 中打 印机的驱 动 系 统。 每台打印 机都 随机 附带 有相应的 驱动，这些 驱动 就实 现 了一 种可 以供 任何 办公 应用 软件 使用 的标准 化接 口。
打 印机驱 动 图1 FDT与 打印 机驱动相 类比
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供应商A 供应商B 供应商C
供 应商X 供 应 商Y 供应商Z
图2 任何DTM都可以运行在任何FDT框架应用中
FDT采用 通用的 定义 方式 规定 这些 标准 的 软件 接口 ，因 此完全 可以 根据 最终 用户 的需 要来设计工 程环 境， 并对 来自任 何制造商 的设 备进 行管 理（图2）。
DTM封 装了 所有 设备 相关的数据、功能和商业 规则 。 从 简单的用于设置设备参数的图形化用户界 面， 到极 其复 杂的可以进行用于诊断或维护目的大量计 算应 用， 或者 用于设备标定的精 细的商业逻 辑评估，都可以利用 DTM来 实现 。
一 共有 三种 不同 的DTM。设 备级 的可 以直 接访 问通 信组 件 的设 备类 型管 理器 被称作通信DTM。用 于在 不同 的协 议 之间 进行 路由 （如， 从PROFOBUS到HART） 的DTM被 称 作 网 管 DTM。 代 表 现 场 设 备 的 DTM则 被 称 作 设 备 DTM。 设备DTM通过 通信DTM或网关DTM来访 问其 对应 的 现场 设备 。
最终用户需要 一种开放的技术来保护所安装的现场设 备的 投 资，而且希望尽可 能的 避免 安装 基础 的更 换。
用户 需要 一种 技术 来保证 他们 不受 限制 的使 用任何 现场 设 备。
他们希望能够 选择最好的设备来满足他们的应用需要 ，并 且 充分的发挥这 些先进的设备所固有的强大功能，而不 会受 制 于 某个特 定的 系统 。
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DTM运行在FDT框架应用中，如 ，设 备配置工 具、 控制 系统 工程工具、操作员 控制 台或 者资 产管 理工 具。 FDT框 架应 用初始化设备类型管 理器，并 与他 们进行正 常的 通信连接。根据不 同的 任务 ，FDT框 架应 用可 以使 用DTM的 各 种不同 功能 来完 成任 务。
任何办公 应用软件
任何FDT应用 软件
最终用户通常 都希望只用一个工程环境就可以管理、 调试 和 配置这些来自 不同设备供应商和采用不同现场总线通 信协 议 的现场设备。
他们希望灵活 地选择来自不同供应商的产品，但是又 不想 受 供应商的限制。
标准化 的接口 打印机驱动
标准化的接口
设备类型 管 理器
自动化供应商不再需要为集成问题担心， 过去 通常 需要 为每个不同的上位系统环境和不同现场设 备的 组合 开发 专门的接口，由此引起巨额的开发成本， 现在 这个 问题 将不复存在。最终用户的资源可以集中投 在具 有特 殊性 的 、差 异化 特征 的并 且可 以为 用户带 来利 润的 方面。
FDT提 供 标 准 接 口 ， 意 味 着 DTM既 可 以 用 在 自 动 化 系 统，又可以用在独立的资产管理工具。每 个类 型的 设备 都有唯一的设备类型管理器，只需要生成 一次 ，可 以有 效地保护制造商的投资。而且制造商的技 术可 以得 到严 格 的保 护， 因为 它的 内容 不能 被第三 方访 问。
在2006年夏 天， 在Reinhold und Mahla的 测试实验室进行 了全 面 的互 操作性测 试， 这是 一家 位于德国Industriepark， Hochst,DE的 独立 测试 服务提供商。测 试配 置包 括来 自13个供 应 商的26台 设备 和6种框架应 用。 测试 结果 在NAMUR股东大 会 （2006年11月 ）上 进行 了通 报， 并在 技术文献3中 出版 。结 论 非常 明确 ：
在2004年8月 初，测试和认证 工具dtmINSPECTOR开 始使 用。 2005年 ，第 一个独立 的测 试站 点认 证合格，认 证过 程正 式启 动。
今 天2， 超过57家 公司 支持FDT技术 ，数 百种 不同 的设备都有 相 应的DTM。这 些都 可以用于 各种 支持FDT的上 位应 用中。
设备供 应商 为DTM提 供接 口， 不仅包括设 备自 身的 通信 性能， 还包 括与 其他DTM的接 口。来自某 个厂 家的 设备 的设备类型管理器可以与其他厂家的设备 类型 管理 器进 行相互通信。这使得在不同厂家的产品互 联方 面更 加的 灵活。这样就可以完全根据应用需求来选择最 适合 的设 备，而 不需 要考 虑供 应商 或所 采用 的通 信协 议。