3.1 FDT 框架應(yīng)用
FDT框架應(yīng)用為來(lái)自不同制造商任何所需的DTM提供了一種公共運(yùn)行時(shí)環(huán)境。
框架應(yīng)用 …
● … 是現(xiàn)場(chǎng)總線中性(即與現(xiàn)場(chǎng)總線類型無(wú)關(guān))、支持各種通信協(xié)議，因此滿足了把設(shè)備集成到不同結(jié)構(gòu)自動(dòng)化系統(tǒng)的要求。
● … 管理全部設(shè)備實(shí)例并保存他們的數(shù)據(jù)，而不需要具備特定設(shè)備的知識(shí)。
● … 保證一個(gè)全系統(tǒng)的統(tǒng)一配置方法，允許多工作站和單工作站環(huán)境。
● … 可以集成到很多系統(tǒng)環(huán)境中，諸如配置工具或者工程工具、控制臺(tái)終端或者資產(chǎn)管理工具，
● … 由過(guò)程和制造自動(dòng)化的廠商開(kāi)發(fā)和更新。
3.2 設(shè)備類型管理器
設(shè)備類型管理器是一個(gè)包含設(shè)備內(nèi)容或者通信組件的軟件組件，具有自己的屬性和功能，包括用戶界面。DTM從框架應(yīng)用下組織處理在系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的“他們的”設(shè)備和通信組件。用戶因此能夠通過(guò)關(guān)聯(lián)的DTM調(diào)用所連接設(shè)備的功能。
DTM可以就其功能，也可以看作是一臺(tái)“代理服務(wù)器”，在框架應(yīng)用下提供對(duì)工廠中設(shè)備或者通信組件的控制。就這點(diǎn)而言，DTM也被稱為FDT框架應(yīng)用中的一個(gè)實(shí)例。DTM不是一個(gè)獨(dú)立的程序;相反，他總需要在一個(gè)FDT框架應(yīng)用中運(yùn)行。這有點(diǎn)像我們常用的瀏覽器(FDT框架應(yīng)用)，DTM相當(dāng)于一個(gè)網(wǎng)站，網(wǎng)站必須通過(guò)瀏覽器才能查看，道理是一樣的。
設(shè)備類型管理器使用戶容易對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備操作，因?yàn)椴恍枰貌僮鲉T站、現(xiàn)場(chǎng)總線和通信協(xié)議方面的專業(yè)知識(shí)。就像使用瀏覽器時(shí)不需要知道因特網(wǎng)和超文本傳輸協(xié)議(http)一樣。
所有設(shè)備都按照同樣的方式展現(xiàn)自己，因?yàn)镈TM用戶界面的基本組成部分都按照DTM風(fēng)格指南的要求進(jìn)行布置。
這對(duì)特定設(shè)備以及通用的DTM都是一樣的，關(guān)于通用DTM我們會(huì)在下一章詳細(xì)描述。通過(guò)這種方式，用戶可以簡(jiǎn)單和直觀地對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作和配置。設(shè)備DTM和通信DTM在功能上是有區(qū)別的，具體的區(qū)分方式可以由圖9來(lái)說(shuō)明。
圖9：DTM的類別
設(shè)備DTM
設(shè)備DTM(圖9左邊)具有設(shè)備特定結(jié)構(gòu)，包含數(shù)據(jù)、功能和設(shè)備邏輯元件。根據(jù)實(shí)施的等級(jí)，一個(gè)DTM包含的特性涵蓋了從對(duì)設(shè)備設(shè)置參數(shù)的簡(jiǎn)單圖形用戶界面，到為診斷和維護(hù)目的的集成應(yīng)用，比如對(duì)設(shè)備校準(zhǔn)的邏輯。設(shè)備的DTM通常由設(shè)備制造商開(kāi)發(fā)，作為交付包裝的一部分提供。對(duì)照DTM內(nèi)容設(shè)計(jì)的自由性，F(xiàn)DT規(guī)范定義了DTM與框架應(yīng)用接口的綁定形式。
根據(jù)應(yīng)用，設(shè)備DTM分成三個(gè)組：
● 制造商特定設(shè)備的DTM提供了最多的功能，至少支持一種設(shè)備，而且也能夠支持整個(gè)設(shè)備家族的公共屬性，諸如一個(gè)壓力變送器或者光傳感器家族。這些DTM還能夠擴(kuò)展外加功能，諸如擴(kuò)展的配置和診斷、網(wǎng)絡(luò)分析或者曲線顯示。
● 解釋器DTM比較制造商特定設(shè)備DTM具有一個(gè)低級(jí)別的功能。解釋器DTM不是對(duì)設(shè)備的編程，而是使用已有設(shè)備的描述文件而創(chuàng)建的設(shè)備DTM，比如電子設(shè)備描述(EDD)或者輸入輸出設(shè)備描述(IODD)。通常這些DTM只有很少的圖形和功能特性，這是由于電子設(shè)備描述語(yǔ)言(EDDL)的局限性。一個(gè)例子是“從IODD到DTM解釋器”，他是對(duì)IO-Link設(shè)備的設(shè)備描述(DD)解釋，在他的幫助下，可以提供這些設(shè)備的參數(shù)。
還有其他解釋器DTM，通過(guò)他們，可以解釋HART、PROFIBUS PA和Fieldbus基金會(huì)的EDD。
● 通用DTM不是代表某個(gè)制造商的設(shè)備或者設(shè)備家族;而是代表了不同制造商設(shè)備定義的共性。這里的參數(shù)要遵從協(xié)議，應(yīng)該與相同協(xié)議的所有設(shè)備(諸如HART設(shè)備、PROFIBUS PA設(shè)備)相兼容，因此能夠用單一DTM來(lái)描述。比如使用通用HART DTM，在項(xiàng)“通用和公共實(shí)踐命令”下可以訪問(wèn)相同參數(shù)。使用通用PROFIBUS行規(guī)DTM，可以訪問(wèn)一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的所有行規(guī)參數(shù)。通用DTM的特性比較少，甚至在框架應(yīng)用的設(shè)備目錄中僅有一個(gè)入口。
通信DTM
比起代表現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的特定DTM，參與通信的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)組件，諸如通信適配器、網(wǎng)關(guān)或者總線耦合器，也有相應(yīng)的DTM。通信通道是這種DTM的共有特性;該DTM使得指定設(shè)備DTM的通信通道有效，把網(wǎng)絡(luò)協(xié)議特定服務(wù)映射到相應(yīng)的軟件接口。
根據(jù)相關(guān)硬件組件的執(zhí)行和網(wǎng)絡(luò)上的運(yùn)行位置，分成兩種DTM：
● 通信DTM(CommDTM)是在FDT框架應(yīng)用建立通信時(shí)，第一個(gè)激活的DTM。在兼容適配器硬件(比如，用PC插卡的形式)的幫助下，通信DTM在FDT通信通道軟件接口部分完成設(shè)備DTM翻譯服務(wù)請(qǐng)求，執(zhí)行映射網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的相應(yīng)通信操作。因此，通信DTM已成為一個(gè)或多個(gè)協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。
● 只要通信適配器和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的通信路徑上存在不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議間的轉(zhuǎn)換，網(wǎng)關(guān)DTM就要在通信DTM和設(shè)備DTM之間完成這些任務(wù)。他們的任務(wù)包括網(wǎng)關(guān)硬件組件的配置 -- 甚至可以在通信的情況下 -- 執(zhí)行由指定設(shè)備DTM到其他協(xié)議轉(zhuǎn)換的通信服務(wù)請(qǐng)求。
網(wǎng)關(guān)DTM打開(kāi)了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的下行和上行通信路徑，包括不同協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換，諸如基于以太網(wǎng)的系統(tǒng)與PROFIBUS或者IO-Link的連接。因此，他們是跨越系統(tǒng)邊界建立的垂直通信基礎(chǔ)。
3.3按照DTM 用戶界面風(fēng)格指南，設(shè)計(jì)統(tǒng)一的外觀與感覺(jué)
DTM的圖形用戶界面是FDT用戶每天要使用的工具，如果所有制造商和設(shè)備類型都具有容易理解和結(jié)構(gòu)統(tǒng)一的屬性，將為高效工作做出了巨大貢獻(xiàn)。因此，F(xiàn)DT組織開(kāi)發(fā)了一個(gè)DTM風(fēng)格指南，為用戶界面的結(jié)構(gòu)(外觀與感覺(jué))勾畫(huà)了規(guī)則。這些規(guī)則也詳列一份檢查表，可以作為DTM開(kāi)發(fā)的指導(dǎo)方針。認(rèn)證測(cè)試結(jié)果中會(huì)給出風(fēng)格指南的遵從性。
FDT組織的目的是確保DTM的所有基本功能運(yùn)行相同，具有統(tǒng)一外觀，同時(shí)在任務(wù)和圖形處理時(shí)沒(méi)有局限。為了這個(gè)目標(biāo)，風(fēng)格指南規(guī)定，把用戶界面劃分成通用和任務(wù)相關(guān)區(qū)域，提供一個(gè)圖標(biāo)及其含義的庫(kù)，并提供了至少八種語(yǔ)言的術(shù)語(yǔ)和標(biāo)準(zhǔn)信息詞匯表。因此，用戶遇到所有DTM中的組件都具有相同的外觀和相同的含義。
DTM開(kāi)發(fā)風(fēng)格指南的補(bǔ)充要求是能夠用鍵盤(pán)達(dá)到所有元素的能力，與微軟視窗類型應(yīng)用的行為一樣。
用戶界面的分割
DTM風(fēng)格指南規(guī)定了一個(gè)可伸縮劃定區(qū)域(圖10)的DTM用戶界面：
圖10：遵從DTM風(fēng)格指南結(jié)構(gòu)的用戶界面
● 識(shí)別區(qū)
這個(gè)區(qū)域幫助用戶能夠無(wú)誤地識(shí)別現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。加上設(shè)備和公司標(biāo)志，他包括，比如，關(guān)于設(shè)備名稱、儀表號(hào)、版本等信息。DTM特定信息是可選項(xiàng)。
● 工具欄(可選)
這個(gè)欄提供多個(gè)按鈕，能夠?qū)ΤＳ霉δ苓M(jìn)行快速操作，諸如打印、拷貝、粘貼、診斷等。
● 導(dǎo)航區(qū)(可選)
這個(gè)區(qū)包括各種儀表功能，按照容易理解的樹(shù)結(jié)構(gòu)排放。在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，用戶能夠容易導(dǎo)航和到達(dá)他們需要的功能，諸如配置、診斷或者維護(hù)。
● 應(yīng)用區(qū)
這個(gè)區(qū)用于顯示DTM功能，制造商需要完成特定面向應(yīng)用的任務(wù)。所有功能能夠通過(guò)圖形方式(包括3D)處理，能夠顯示復(fù)雜功能諸如測(cè)量值的曲線、表格、輔助功能等。
● 運(yùn)行區(qū)(在FDT2 ，這個(gè)區(qū)由框架應(yīng)用提供)
用按鈕運(yùn)行某個(gè)功能，分為面向應(yīng)用和標(biāo)準(zhǔn)功能，諸如OK、Close、Back等。
● 狀態(tài)欄(在FDT2，這個(gè)區(qū)由框架應(yīng)用提供)
顯示通用DTM狀態(tài)，諸如在線訪問(wèn)、用戶權(quán)限、參數(shù)變化等。
3.4 DTM應(yīng)用
DTM可以在工廠的整個(gè)生命周期里使用。制造商特定設(shè)備的功能，諸如狀態(tài)監(jiān)視和狀態(tài)信息、交互功能和圖形對(duì)象、趨勢(shì)曲線、回波曲線、時(shí)間曲線或者在線幫助可以集成到DTM中。使用DTM，設(shè)備制造商可以為用戶提供不同類型的支持，從調(diào)試工具或者診斷選項(xiàng)到維護(hù)和維修手冊(cè)。
工廠設(shè)計(jì)和項(xiàng)目工程
為了完成設(shè)計(jì)和項(xiàng)目工程任務(wù)，框架應(yīng)用具有容易理解和結(jié)構(gòu)清晰的設(shè)備目錄。用戶可以使用過(guò)濾功能適應(yīng)設(shè)備目錄的圖形，為工廠所有設(shè)備提供的最佳圖形可以幫助設(shè)計(jì)者更加容易地工作。比如，一個(gè)項(xiàng)目總圖能夠顯示工廠的結(jié)構(gòu)，從通信的角度顯示PC和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的關(guān)系(通信路徑)。
工廠總圖能夠從工廠的技術(shù)方面或者單位方面考慮。另外，彩色符號(hào)能夠用于指示工廠的當(dāng)前狀態(tài)，使維護(hù)和查錯(cuò)更加快捷。
調(diào)試
在每個(gè)項(xiàng)目(或大或小)的工程階段，設(shè)備配置是一個(gè)關(guān)鍵任務(wù)。特定功能需要配置設(shè)備參數(shù)，甚至能夠在沒(méi)有連接設(shè)備(離線)的情況下進(jìn)行。用配置的方法創(chuàng)建或者更改參數(shù)設(shè)置，然后保存在項(xiàng)目中。當(dāng)項(xiàng)目調(diào)試期間連接一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備時(shí)，設(shè)置參數(shù)能夠下載到設(shè)備上。用這種方法，能夠節(jié)省大量的調(diào)試時(shí)間。
另一方面，當(dāng)連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和驗(yàn)證他的功能時(shí)，需要在線配置功能改變參數(shù)。
工廠運(yùn)行和維護(hù)
為了使工廠能夠很好地運(yùn)行和維護(hù)，時(shí)間優(yōu)化非常重要。FDT框架應(yīng)用支持在單一工作步中同時(shí)編輯多個(gè)設(shè)備。選擇了相關(guān)設(shè)備后，希望的功能(如讀出設(shè)備的狀態(tài))就開(kāi)始了，之后，所有選擇的設(shè)備都自動(dòng)執(zhí)行。為了相同的目的，比如，讓現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備讀寫(xiě)參數(shù)的冗長(zhǎng)過(guò)程能夠自動(dòng)執(zhí)行，用單一工作步完成多個(gè)設(shè)備或者工廠某個(gè)車間單元的所有設(shè)備。工廠操作員和維護(hù)人員經(jīng)常也有相同的要求，要獲得現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)信息。使用FDT框架應(yīng)用，比如，能夠周期的或者一次性輪詢預(yù)先定義現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的狀態(tài)信息。做這項(xiàng)工作時(shí)，過(guò)濾功能增強(qiáng)了理解、顯示和評(píng)估的簡(jiǎn)單性。
用戶有時(shí)候僅要觀察某個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備輸出或者某個(gè)狀態(tài)值，而不是一個(gè)完整記錄。下面是過(guò)程行業(yè)的生產(chǎn)需求，特別考慮了德國(guó)用戶協(xié)會(huì)(NAMUR)推薦的107診斷分類作為一種選擇，包括相應(yīng)符號(hào)的使用(圖11)。
圖11：德國(guó)用戶協(xié)會(huì)的設(shè)備狀態(tài)分類(NE107)
這允許設(shè)備特定事件，諸如需要維護(hù)或者失效，用NE107的符號(hào)以容易理解的形式對(duì)用戶顯示。
框架應(yīng)用中的錯(cuò)誤監(jiān)視能幫助用戶確保正常運(yùn)行。在框架應(yīng)用啟動(dòng)后或者錯(cuò)誤列表最后一次確認(rèn)后，一旦DTM在執(zhí)行功能時(shí)識(shí)別到一個(gè)錯(cuò)誤，錯(cuò)誤信息輸出并且進(jìn)入一張包含所有錯(cuò)誤信息的列表。最后，調(diào)試監(jiān)視器進(jìn)行服務(wù)分析，對(duì)錯(cuò)誤狀態(tài)文檔化，把結(jié)果分成四個(gè)信息類，帶有源詳述和時(shí)間戳。
FDT2定義下面信息類型：
● 關(guān)鍵;
● 錯(cuò)誤;
● 警告;
● 信息;
● 詳述。
這種信息能夠由DTM在任何情況下發(fā)送，使DTM開(kāi)發(fā)人員能夠快速分析錯(cuò)誤和有效進(jìn)行調(diào)試。
