在过程自动化行业的设备集成领域,FDT(Field Device Tool,现场设备工具)是使用最广泛的国际标准(IEC 62453),同时也是中国国家标准(GB/T 29618)。FDT可以支持任意厂家的任意总线的任意设备,可以在一个平台中支持配置、诊断、状态监测和数据采集等各种应用。FDT标准目前有1.2.x、2.x、3.0 三个大版本。其中发布于2001年的FDT 1.2.x和发布于2012年的FDT 2.x只能运行在Windows系统中,而发布于2020年的FDT 3.0可以跨平台运行。FDT中的上位机软件被称作框架(Frame),设备的驱动被称作DTM(Device Type Manager,设备类型管理器)。一个DTM只能选择一个具体的FDT版本,而框架可以支持多个FDT版本的DTM。DTM通过统一风格的图形化界面,提供了丰富的设备配置和诊断功能,并且可以有效降低设备维护人员的培训成本。DTM通常可以分为通信DTM、网关DTM和设备DTM。其中设备DTM是智能现场设备(仪表或执行机构)的FDT驱动,通信DTM是通信设备(如DCS主控制器、总线通信卡或HART Modem)的FDT驱动,而通信设备与智能现场设备之间所有其他智能设备(如远程IO、HART多路复用器)的FDT驱动都被称作网关DTM。

 

01

DTM开发方案

在FDT体系中,对智能现场设备的管理和访问是通过DTM实现的。DTM一般由设备提供商开发,下文将逐一介绍可选的技术方案。

 

1.1 dtmMANAGER

dtmMANAGER是美名软件提供的DTM开发套件,提供了完整的DTM开发工具链,无需FDT领域知识即可通过图形化向导自动生成可运行的基础DTM。

设备提供商基于dtmMANAGER自行开发DTM是过去最常见的开发模式之一。

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适用场景:

  • 为DCS主控制器开发通信DTM、为IO模块和多路复用开发网关DTM
  • 设备提供商有较多设备类型且需要支持多种现场总线
  • 设备类型有较复杂的功能和视图(如阀门高级诊断、控制器组态、历史曲线对比分析等),希望对DTM进行深度定制以充分发挥智能设备的能力

优势:

  • 可以任意定制DTM的业务逻辑和用户界面
  • 可以完全掌控领域知识和DTM源代码
  • 支持FDT 1.2.x、FDT 2.x和FDT 3.0

成本:

  • 美名dtmMANAGER授权
  • 美名dtmMANAGER年度维保
  • dtmMANAGER培训工作坊
  • DTM开发团队开发DTM的人力成本

交付物:

美名dtmMANAGER标准产品

  • 安装包
  • 开发教程文档
  • dtmMANAGER源代码
  • 示例DTM源代码
  • 年度技术支持服务
  • 培训工作坊

 

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1.2 genericDTM

genericDTM是美名的通用DTM产品,基于现场总线通用命令和设备行规实现对特定总线所有智能设备的基础访问能力,如过程值、设备状态、测量值质量等。

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适用场景:
 

  • 设备类型不提供额外的自有参数
  • 需要以最低成本快速为一个或多个设备类型提供DTM以满足项目要求
  • 在正式的复杂DTM开发完成之前作为过渡方案提供对智能设备的基本访问能力

优势:

  • 支持所有HART设备,即将支持Profibus PA设备
  • 设备无需提供其他驱动信息
  • 高效获取设备状态和主、次过程值
  • 成本低
  • 交付周期短

成本:

在设备类型授权 和设备提供商OEM授权 之间二选一:

  • 美名genericDTM设备类型授权,仅被授权的设备类型可用,按设备类型数量收费
  • 美名genericDTM设备提供商OEM授权,支持被授权设备提供商的所有设备类型,提供OEM版DTM安装包

交付物:

依据授权种类的选择:

  • 美名genericDTM二进制安装包 + 设备类型授权文件
  • genericDTM OEM版 二进制安装包

 

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1.3 fdiDTM

fdiDTM是美名的解释器(Interpreter)DTM产品,把设备的DD/FDI文件封装为DTM以融入FDT框架,同时提供图形化界面和基于API的数据访问能力。

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适用场景:

  • 把DD/FDI技术集成到FDT系统中
  • 低成本、快速为拥有DD的设备类型提供DTM

优势:

  • 支持DD参数
  • 支持通过图形化界面和API访问参数
  • 支持HART、FF、PROFIBUS和PROFINET
  • 支持FDT 2.x和FDT 3.0

成本:

在设备类型授权、设备提供商OEM授权 和系统提供商OEM授权 之间三选一:

  • 美名fdiDTM设备类型授权,仅被授权的设备类型可用,按设备类型数量收费
  • 美名fdiDTM设备提供商OEM授权,支持被授权设备提供商的所有设备类型,提供OEM版DTM安装包
  • 美名fdiDTM系统提供商OEM授权,支持任意设备类型,提供OEM版DTM安装包

交付物:

依据授权种类的选择:

  • 美名fdiDTM二进制安装包 + 设备类型授权文件
  • fdiDTM OEM版 二进制安装包 + 设备提供商授权文件
  • fdiDTM OEM版 二进制安装包 + 系统提供商授权文件

 

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1.4 dslDTM

dslDTM引入了DSL(Domain Specific Language)技术,用文本的形式描述设备每个参数的读写方式,以及参数在用户界面中的组织和呈现方式,以大幅降低DTM的开发成本。

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适用场景:

  • 需要低成本、快速为较多设备类型提供DTM
  • 需要在参数访问之外通过二次开发支持高级诊断等复杂功能

优势:

  • 支持任意设备和任意总线
  • 可以低成本、快速支持参数访问
  • 提供源代码,支持通过二次开发提供高级功能
  • 支持FDT 2.x和FDT 3.0

成本:

  • 美名dslDTM授权
  • 美名dslDTM年度维保
  • dslDTM培训工作坊
  • DTM开发团队编写DSL和二次开发高级功能的人力成本

交付物:

-     美名dslDTM标准产品

  • 安装包
  • 开发教程文档
  • dslDTM源代码
  • 示例设备DSL 源代码
  • 示例二次开发高级功能源代码
  • 年度技术支持服务
  • 培训工作坊

 

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1.5 basicDTM

basicDTM是美名软件提供的把DD源代码翻译为DTM代码的标准服务。

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适用场景:

  • 智能设备已拥有DD
  • 设备提供商需要在极短时间内提供DTM

优势:

  • 交付周期短
  • 支持DD参数
  • 支持DD Method
  • 可以在DD之外增加定制功能

成本:

  • 美名dtmMANAGER单项目授权
  • 美名basicDTM单项目授权

交付物:

  •  DTM二进制安装包

 

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1.6 美名软件定制开发DTM

在产品之外美名软件也提供DTM定制开发服务,基于美名上述产品帮助客户开发DTM。

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适用场景:

  • 缺乏上位软件开发人员,或人手不足以在指定交期前完成DTM开发
  • 设备类型有很复杂的功能,或DTM开发中存在较大技术挑战

优势:

  • 可以快速实现复杂功能,无需拥有庞大的开发团队
  • 可以保证DTM质量,可以确保通过FDT组织官方的DTM认证测试
  • 支持FDT 1.2.x、FDT 2.x和FDT 3.0

成本:

  • 美名特定产品授权
  • DTM开发费用

交付物:

  • 美名特定产品的标准交付物
  • DTM二进制安装包
  • DTM源代码

 

 

02

FDT版本选择

DTM必须且只能选择一个具体的FDT版本。下文将简要介绍各版本的对比和选择推荐。

 

 

2.1  各FDT版本特性对比

下表简要对比了各FDT版本之间的不同。

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需要特别注意的是,FDT组织规定基于FDT 3.0技术开发软件必须首先签署《FDT Standard Collaboration Agreement》。协议文本请联系FDT中国获取。

 

2.2  FDT版本选择推荐

下表简要列举了影响FDT版本选择的因素,■表示推荐,□表示可选,×表示不支持。

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