FDT2的功能(二)

　　4.4 公共組件

　　互操作性

　　所有組件的互操作性是在工廠中使用FDT最重要的先決條件。這就是為什么在FDT2的開發(fā)期間給予了特別的關(guān)注。接口簡單化和規(guī)范詳細(xì)化 – 比較以前的版本 – 在這方面有很大進(jìn)步。比如，對框架應(yīng)用和DTM的狀態(tài)機(jī)進(jìn)行了優(yōu)化，線程使用規(guī)則(執(zhí)行線程相互平行)和他們的同步進(jìn)行了精確定義。

　　然而，互操作性主要取決于各產(chǎn)品執(zhí)行規(guī)范的一致性。為了確保這個(gè)FDT2規(guī)范最重要的部分，諸如接口行為，F(xiàn)DT組織已經(jīng)聲明這些部分作為“公共組件”開發(fā)，并集中管理。然后對這些組件進(jìn)行授權(quán)，由許可公司用于執(zhí)行FDT項(xiàng)目。

　　在開發(fā)期間，新框架應(yīng)用和DTM可以不改變地使用公共組件，因此，不會(huì)對規(guī)范執(zhí)行造成偏差。這導(dǎo)致從本質(zhì)上改進(jìn)了互操作性，降低了互操作性測試的工作量。同時(shí)，DTM和框架應(yīng)用的開發(fā)變得更簡單、更快，更具成本效益。

　　圖16 設(shè)備DTM中的公共組件

　　4.5 垂直通信

　　垂直通信(嵌套式通信)是一種由FDT從一個(gè)框架應(yīng)用跨越各種通信系統(tǒng)的邊界，在多層面和分層拓?fù)渲?，建立有針對性的設(shè)備連接，從框架應(yīng)用跨越不同通信系統(tǒng)邊界。

　　該方法也稱為垂直通信，因?yàn)樵谶@個(gè)過程中要經(jīng)過多層疊加才能完成。原理在于所有的DTM要不間斷地連接，保證了路徑的暢通，每個(gè)DTM僅需要支持他自己的通信協(xié)議，不需要了解整個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

　　● 一個(gè)設(shè)備DTM在第一次建立通信時(shí)需要至少一個(gè)通信DTM作為一個(gè)通信通道。有了相應(yīng)的網(wǎng)關(guān)DTM，就可以打開跨協(xié)議層的通信路徑，比如從以太網(wǎng)現(xiàn)場總線到HART(圖17)。有為所有公共通信協(xié)議提供的網(wǎng)關(guān)DTM;可以為額外協(xié)議以及相關(guān)組件創(chuàng)建DTM。這種分層通信路徑的結(jié)構(gòu)可以簡化框架應(yīng)用的通過能力，當(dāng)一個(gè)路徑打開時(shí)，掃描連接設(shè)備上的協(xié)議可以找到正確的DTM。圖17表示了垂直通信;所有DTM需要訪問的組件要在框架應(yīng)用的設(shè)備目錄中注冊。為了訪問系統(tǒng)，對應(yīng)于項(xiàng)目工程的訪問路徑，需要配置和檢索彼此耦合的DTM。圖17顯示了基于“在一個(gè)設(shè)備上加載數(shù)據(jù)”機(jī)制的規(guī)程：在調(diào)用“開始對設(shè)備寫數(shù)據(jù)”時(shí)，設(shè)備數(shù)據(jù)通過負(fù)責(zé)的DTM設(shè)備(1)準(zhǔn)備，“打包”成這個(gè)設(shè)備支持的HART協(xié)議，然后轉(zhuǎn)移到更高層的DTM(2)。

　　● DTM 2 重新打包數(shù)據(jù)/HART包成他支持的現(xiàn)場總線協(xié)議，然后把他傳遞到更高層的DTM 3。

　　● DTM 3進(jìn)一步擴(kuò)展打包成他支持的以太網(wǎng)協(xié)議，然后把這個(gè)過程創(chuàng)建的“整個(gè)包”轉(zhuǎn)發(fā)到DTM 4。

　　● DTM 4用一種報(bào)文結(jié)構(gòu)把整個(gè)包傳輸?shù)娇刂破?5)，由此到達(dá)了實(shí)際物理網(wǎng)絡(luò)的最高層。

　　● 設(shè)備6、7和8從各自高層設(shè)備接過數(shù)據(jù)包，在每層進(jìn)行拆包，然后轉(zhuǎn)發(fā)到下級設(shè)備。

　　● 鏈條最終的設(shè)備加載了數(shù)據(jù)(結(jié)束，數(shù)據(jù)寫入設(shè)備)。

　　這里顯示的以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線和HART的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這里只是作為一個(gè)例子。這種方法，也稱為“通過系統(tǒng)拓?fù)渎酚伞?，能夠不受限制地?yīng)用到其他系統(tǒng)，特別是非常復(fù)雜的系統(tǒng)。

　　圖17 通過多層的垂直通信

　　4.6 PLC 工具接口

　　把過程信號(hào)集成到PLC編程系統(tǒng)

　　FDT技術(shù)首先用于在控制器、控制系統(tǒng)或在工廠資產(chǎn)管理系統(tǒng)中現(xiàn)場總線設(shè)備的集成和配置。PLC編程系統(tǒng)通過FDT框架應(yīng)用訪問設(shè)備或他們的DTM，這就是為什么FDT已經(jīng)支持 – 在工廠自動(dòng)化中總線類型眾多的– 大量不同的現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)協(xié)議。然而，一個(gè)用戶不斷提出的要求是在設(shè)備集成期間把過程信號(hào)考慮進(jìn)來，所以可以用PLC編程系統(tǒng)以統(tǒng)一的方式處理所有現(xiàn)場總線系統(tǒng)。

　　由設(shè)備DTM提供的過程信號(hào)具有現(xiàn)場總線的特定格式。然而，在過去，沒有對這些存在的信號(hào)用標(biāo)準(zhǔn)化、中立于現(xiàn)場總線的形式描述，這是能夠統(tǒng)一處理的基礎(chǔ)。這要求PLC編程系統(tǒng)熟悉這些總線的特定格式;按照總線類型要進(jìn)行大量工作。

　　這里，F(xiàn)DT2規(guī)范解放了PLC編程系統(tǒng)，也使用戶不用處理總線特別細(xì)節(jié)的任務(wù)。下面簡述這個(gè)機(jī)制：

　　● 到現(xiàn)在為止，使用依賴現(xiàn)場總線的變體，編程系統(tǒng)直接在設(shè)備DTM(圖18左邊)檢索過程信號(hào)信息。

　　● 在新情況下，不依賴現(xiàn)場總線變體，集成發(fā)生在兩層形式中(圖18右邊)：第一通信DTM從設(shè)備DTM檢索特定總線過程信號(hào)，因?yàn)樗浪麄兊母袷?。通信DTM以現(xiàn)場總線中性的形式結(jié)合此信息，并且把他提供給編程系統(tǒng)檢索。

　　這種不依賴現(xiàn)場總線過程信號(hào)的集成能夠通過另外的FDT接口和數(shù)據(jù)類型定義為通信DTM形成一種過程映射的中性描述。這一創(chuàng)新使得來自不同現(xiàn)場總線的過程數(shù)據(jù)以一致和統(tǒng)一的方式顯示，并且數(shù)據(jù)類型按照IEC61131的數(shù)據(jù)類型分配。其結(jié)果是一個(gè)集成不同現(xiàn)場總線系統(tǒng)和不同制造商設(shè)備的完整系統(tǒng)?，F(xiàn)場總線獨(dú)立和在PLC編程系統(tǒng)中標(biāo)準(zhǔn)化使用I/O信號(hào)是向前進(jìn)了一大步，對用戶以及這種系統(tǒng)提供商都是這樣。

　　圖18 用于現(xiàn)場總線獨(dú)立過程信號(hào)集成的PLC工具接口

　　4.7 FDT2作為一個(gè)對象模型

　　在面向?qū)ο缶幊讨?，“對象”被理解為一個(gè)單元，可以通過他的接口對他訪問，雖被封裝但能用某些屬性識(shí)別。這里“接口”描述了一個(gè)對象的功能和規(guī)程，以及調(diào)用他們的動(dòng)作。對象的屬性和對象相互連接相互通信的機(jī)制被稱為對象模型。

　　FDT2是基于這樣的對象模型;FDT2的功能是通過對象及其接口來表現(xiàn)的，就像以下各節(jié)要闡述的。四個(gè)基本對象是框架應(yīng)用、DTM業(yè)務(wù)邏輯(BL)、DTM用戶界面(UI)和通信通道;圖19表示了這些對象和他們之間的關(guān)系。對象模型使用了微軟的.NET技術(shù)。

　　圖19 FDT2的對象模型

　　框架應(yīng)用

　　“框架應(yīng)用”對象包含了DTM和為他們提供的運(yùn)行時(shí)環(huán)境。同時(shí)，框架應(yīng)用為業(yè)務(wù)邏輯或用戶界面到他們的環(huán)境、以及他們之間互動(dòng)提供了接口。業(yè)務(wù)邏輯和用戶界面的直接互動(dòng)在FDT2中是有意禁止的。框架應(yīng)用本身可再分成(圖20)：

　　圖20 FDT2的框架應(yīng)用對象模型

　　“業(yè)務(wù)邏輯”用于運(yùn)行如設(shè)備通信、瀏覽FDT拓?fù)?、保存?shù)據(jù)或與DTM用戶界面對象互動(dòng)等功能，“用戶界面”建立了用戶對DTM功能的訪問。

　　業(yè)務(wù)邏輯

　　業(yè)務(wù)邏輯負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)和封裝的設(shè)備特定和協(xié)議特定功能，這把框架應(yīng)用放在與任何設(shè)備或協(xié)議交互的位置上，不用知道他們的具體細(xì)節(jié)。在這個(gè)過程中，業(yè)務(wù)邏輯和框架應(yīng)用通過定義的接口進(jìn)行交互。

　　圖21表示在過程中使用“信息對象”：

　　圖21 DTM中業(yè)務(wù)邏輯中的信息對象

　　對象DTM，DTM設(shè)備類型和設(shè)備標(biāo)識(shí)符信息封裝了有關(guān)設(shè)備的信息，如類型、制造商、硬件和軟件版本等。對象設(shè)備數(shù)據(jù)信息封裝了設(shè)備的特定數(shù)據(jù)(參數(shù))。對象過程數(shù)據(jù)信息封裝了有關(guān)面向過程設(shè)備集成的信息，如數(shù)據(jù)類型、信號(hào)方向等。對象網(wǎng)絡(luò)管理信息封裝了關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的信息，如總線地址、標(biāo)簽號(hào)或總線特定設(shè)置等。該信息是特定的協(xié)議。對象功能信息封裝了關(guān)于DTM功能的信息，如標(biāo)識(shí)、狀態(tài)(有效或者無效)，等。對象報(bào)告信息封裝了關(guān)于當(dāng)前設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，目的為了建立文件或歸檔。對象文件參考信息封裝了關(guān)于外部文件的參考信息，如在框架應(yīng)用中顯示參考文件等。

　　DTM用戶界面

　　DTM用戶界面的對象是用圖形控制元件建立的，該元件可以直接集成到框架應(yīng)用的用戶界面部分，或作為一個(gè)代理服務(wù)器，用DTM訪問外部程序。用戶界面的內(nèi)容和設(shè)計(jì)是設(shè)備特定的，然而，他們的外觀要遵從DTM風(fēng)格指南。

　　通信通道

　　“通信通道”對象依賴于技術(shù)，打開了通信系統(tǒng)的路徑。他是到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)場總線系統(tǒng)、一個(gè)專有通信總線或一個(gè)點(diǎn)對點(diǎn)連接的接入點(diǎn)。通信通道可以是框架應(yīng)用的一部分，也可以是DTM中BL的一部分。

　　一個(gè)通信通道具有多個(gè)接口，可以建立或斷開設(shè)備連接、發(fā)送報(bào)文或在工廠層掃描可用設(shè)備。

　　4.8 DTM分類

　　在自動(dòng)化系統(tǒng)中，使用的設(shè)備類型不同，對應(yīng)的DTM也不同，他們可以分為三大類– 設(shè)備DTM、通信DTM和網(wǎng)關(guān)DTM – 他們已在前面描述了。另外，還定義了下面的類：

　　● 復(fù)合設(shè)備DTM，用于設(shè)備的模塊化設(shè)計(jì)(特殊網(wǎng)關(guān)DTM);

　　● 模塊DTM，用于硬件模塊的應(yīng)用軟件(特殊設(shè)備DTM);

　　復(fù)合設(shè)備DTM和模塊DTM合在一起，描述了一種模塊化設(shè)計(jì)的設(shè)備。

　　4.9 FDT系統(tǒng)拓?fù)?/STRONG>