1.1 概述
現(xiàn)場設備技術(shù)(FDT)是一個接口規(guī)范，用于實現(xiàn)現(xiàn)場設備與自動化工廠的數(shù)據(jù)交換，F(xiàn)DT已經(jīng)成為國際標準IEC 62453和美國標準ISA103。
在FDT中，有兩個術(shù)語非常重要，他們是：設備類型管理器，或者“設備驅(qū)動器”(DTM)和FDT框架應用(Frame Application)。兩個都是軟件組件，只有在一起執(zhí)行時，他們的功能才能起作用。圖1表示了兩者之間的關(guān)系以及在后續(xù)內(nèi)容中使用的圖型符號。
圖1：框架應用(左)和DTM(右)的符號
FDT提供了一個公共平臺，在標準的規(guī)范下，為所有可用的設備驅(qū)動器(DTM)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。即允許跨不同網(wǎng)絡、對所有設備、通過DTM實現(xiàn)全功能的訪問。
有了這種能力，就可以使用一種標準化的用戶界面對每個設備進行配置、操作和診斷– 獨立于制造商、設備類型和通信協(xié)議。
一個自動化工廠(特別是具有與現(xiàn)場設備通信)需要不斷獲取一個系統(tǒng)或者一個應用在整個生命周期中的信息。FDT用豐富多彩和極具幫助的功能為用戶提供了：早期的設計與規(guī)劃、而后的安裝與調(diào)試、最后的運行與維護等全過程的支持。
設備集成的需求
設備集成在現(xiàn)代的自動化工業(yè)系統(tǒng)中非常重要。今天的智能現(xiàn)場設備特性 – 與過程數(shù)據(jù)一起 – 為自動化系統(tǒng)提供了越來越多的信息和功能。
因此，用戶需要一個標準化的環(huán)境，對所有的現(xiàn)場設備進行集中的管理、調(diào)試、配置和維護。實現(xiàn)這些功能的同時，還必須與設備的制造商無關(guān)、與通信協(xié)議無關(guān)，在現(xiàn)場設備和高層系統(tǒng)(諸如控制系統(tǒng)、資產(chǎn)管理、制造執(zhí)行、企業(yè)資源計劃等)之間實現(xiàn)一種無縫的數(shù)據(jù)交換。設備集成的標準應允許用戶自由選擇所有的安裝組件，獨立于制造商，并且以最適用、最高性價比的產(chǎn)品用于他們的應用。
此外，作為一種開放技術(shù)，F(xiàn)DT應能夠保護企業(yè)擁有者在現(xiàn)場設備上的投資，確?，F(xiàn)有設備能夠長期使用，設備制造商也因此能創(chuàng)建一種一致的設備驅(qū)動器運行在不同的系統(tǒng)環(huán)境中。
FDT的實施
FDT能夠同時滿足廣大用戶和制造商兩部分人群的期望，因為FDT規(guī)范是以接口為基礎的標準，已經(jīng)成為IEC 62453和ISA 103的標準。
通過設備類型管理器的廣泛應用，每個設備僅需要一個驅(qū)動器組件。作為結(jié)果，設備制造商的開發(fā)成本比過去降低了，制造商的知識產(chǎn)權(quán)也有效地得到了保護，因為DTM程序內(nèi)容以二進制格式存放的，這就防止了其他廠家的逆向工程。
FDT概念可以用辦公室設備之間的通信(圖2)來類比，用簡單的語言來描述。這里有一個很好的例子，一臺打印機具有一個兼容的設備驅(qū)動程序和一個集成的圖形用戶界面，界面總是以相同的風格和相同的功能(打印機圖標和屬性)出現(xiàn)，可以被不同的辦公室應用(如：Word、Excel和PowerPoint等)所使用。
FDT有了設備驅(qū)動器(DTM)就能夠連接現(xiàn)場設備，允許用戶通過圖形界面訪問這個設備。
圖2：打印機驅(qū)動程序和DTM的比較
遵從FDT標準中的通用互操作性規(guī)范，可以確保每個DTM，不論來自哪個制造商，都能夠運行在任何一個FDT框架應用中(圖3)。
圖3：DTM和FDT框架應用之間的互操作性
FDT技術(shù)不需要特殊的現(xiàn)場設備適配器(比如，固件或者硬件)，因此能夠普遍使用于每個帶有通信接口的設備。設備支持的通信協(xié)議和設備本身的固有屬性完全映射到PC中的FDT軟件。作為結(jié)果，不僅可以在新建的工廠應用FDT技術(shù)，而且可以對現(xiàn)有的現(xiàn)場總線系統(tǒng)實施FDT技術(shù)。對現(xiàn)有的系統(tǒng)進行改造時，不需要更改或者替換已經(jīng)安裝的設備，現(xiàn)有的總線系統(tǒng)網(wǎng)絡、通信設施和現(xiàn)場設備可以不變地繼續(xù)使用，只須把DTM安裝到FDT框架應用內(nèi)即可。
1.2 FDT 組織
FDT規(guī)范的管理、維護和進一步開發(fā)都由FDT 組織負責。其中包括了編寫指南，例如 DTM風格指南和FDT生命周期的策略等。FDT組織是一個國際非盈利性組織，聯(lián)合了全球過程和制造自動化的領先企業(yè)。FDT組織的主要目標是在全球建立FDT標準，作為一種開放、制造商中性的接口描述 ，用于工程、自動化和工廠資產(chǎn)管理系統(tǒng)中的現(xiàn)場設備集成。在這個觀點看，最終用戶、制造商、大專院校和研究機構(gòu)可以走到一起，為共同的目的維護和擴展這項技術(shù)。為這個目的提供開發(fā)工具、技術(shù)支持、資格培訓、互操作測試的運行和文檔。FDT組織通過一種詳細的互操作認證測試確保產(chǎn)品的質(zhì)量。
組織結(jié)構(gòu)
FDT組織由董事會、執(zhí)行委員會和多個部門委員會組成。FDT組織的成員選舉董事會董事，然后由董事會指定執(zhí)行委員會。
FDT組織其他委員會執(zhí)行的工作是：
● 市場;
● 技術(shù);
● 用戶論壇;
● 協(xié)作和標準。
工作組和項目組是委員會的一部分。圖4給出了一個工作組“架構(gòu)與規(guī)范”的概覽，項目組處理FDT技術(shù)的更新和擴展。需要時，由執(zhí)委會批準成立新主題工作組，工作于諸如協(xié)議擴展(我們熟知的“附錄”)。項目組從屬于工作組，直到定義的項目完成。
圖4：架構(gòu)與規(guī)范工作組下的項目組
1.3 發(fā)展歷史
圖5：FDT的發(fā)展階段
圖5展示了FDT從誕生到2012年年初的幾個發(fā)展階段，這個時間推出了FDT2。FDT2國際電工委員會(IEC)和美國國家標準(ISA)的標準更新工作也會相應進行。
與此同時，還要進行支持FDT不同通信協(xié)議的標準工作。在2012年初，已經(jīng)在附錄中描述了下面的協(xié)議標準：PROFIBUS DP、PROFIBUS PA、HART、FOUNDATION Fieldbus H1/HSE、 Interbus、PROFINET、Modbus TCP/RTU/ASCII、Ethernet/IP、EtherCAT、DeviceNet、ControlNet、IO-Link、ASInterface、CANopen、SERCOS III、CC-Link和ISA100;隨后還要加入更多的協(xié)議。
FDT2規(guī)范支持的協(xié)議和最新軟件技術(shù)的使用：
● FDT2使用微軟 .NET的功能域、視窗表現(xiàn)基礎(WPF)和視窗方式(WinForms)，而FDT 1.x規(guī)范是基于微軟的組件對象模型(COM)和ActiveX技術(shù)。
● DTM 與FDT框架應用的互操作、性能、運行由公共組件進行了特別優(yōu)化。
● 因為FDT2的向前兼容，所以在FDT 1.2.x 規(guī)范下運行的DTM仍可在FDT2中使用。 因此，在工廠的整個生命周期內(nèi)，用戶的投資得到了保護。
圖6：FDT支持的通信協(xié)議
