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现场总线设备描述技术的研究与探讨-上海仪器仪表行业协会现场总线设备描述技术的研究上海自动化仪表股份有限公司技术中心包伟华摘要:本文详细介绍了两种主流设备描述技术:电子设备描述语言(EDDL)和现场设备工具/设备类型管理器(FDT/DTM),两者的目的都在于为现场总线设备的描述提供一个规范统一的方法。同时,本文对这两种设备描述技术进行了具体的技术分析和比较。关键词:现场总线,设备描述,电子设备描述语言,现场设备工具/设备类型管理器0引言在经历了十多年的现场总线国际标准大战以后,无论是自动化行业的从业人员还是最终用户,对源自80年后期的现场总线技术都已经耳熟能详。多年的现场总线标准之争,虽然最终也没有达成统一的国际标准,颁布的是多标准并存的国际标准IEC61158,但这是参与标准制订各方相互妥协的结果,也真实得反映了当今数字通信技术的现实,也就是说,还没有哪一种现场总线标准可以满足所有行业的需求。在今后相当长的一段时间内,可能都是多种现场总线标准共存,并由此形成了在同一生产现场可能存在多种异构网络互连的局面。技术和标准在不断涌现的同时,也在不断地消亡,可能原先认为是很有前途的技术,在较短时间内就失去竞争优势了,甚至消亡。对于最终用户,尤其对于使用年限在十年甚至二十年以上的过程自动化装备而言,技术的选择显得非常的慎重。因此,国际标准IEC61158的颁布,非但没有平息现场总线技术之争,而且争论延续到了现场总线相关的其他技术领域,比如工业以太网技术和设备描述技术。在自动化程度不断提高的今天,加上用户的自动化需求千差万别,就象流程工业采用DCS系统的同时,还需要选择PLC完成一些辅助控制一样,人们往往在采用某种现场总线技术作为主要技术架构的同时,还需要其他现场总线技术作为补充。由于到目前为止,在现场总线设备的系统集成方面,还缺乏一个统一的平台,不同的现场总线设备仍然需要通过各自的软件工具组态,这就给系统集成带来了很大的不便。因此,用户在选择现场总线技术的同时,还需要评估其系统集成相关支持技术的先进性和发展潜力。因此在最近几年,国际上关于现场总线设备描述(DeviceDescription)技术和标准的争论有愈演愈烈的趋势。1设备描述技术概述在设备描述技术出现之前,人们主要通过手操器和专用软件工具对现场总线设备进行组态,但是随着工业现场的智能仪表和设备越来越多,也越来越复杂,而且厂商和设备种类的不同,其组态工具也存在很大的差异,这给工程人员带来极大的不便。因此在九十年代初,HART基金会(HCF)首先开发出设备描述语言(DDL),采用DDL具体的描述一个HART设备,比如设备地址,设备变量,设备方法(例如标定,量程设置),分层结构(菜单),形成一个设备描述(DD)文件,提供给DDL解释程序,或直接存储在设备中。嵌入DDL解释程序的设备管理软件,从DD文件中就可以获取用于设备组态的相关信息。后来,大部分的现场总线都相继以类似的方法实现了自己的设备描述技术,例如,基金会现场总线(FF)的DDL,PROFIBUS现场总线的GSD(设备数据库)和EDDL等等。我认为,所有这些设备描述技术大致可以分成三大类:,基于DDL的设备描述技术这些描述方式主要从HART的DDL解决方案演化而来,典型代表包括FF现场总线的DDL和PROFIBUS的EDDL。,基于XML的设备描述技术这种描述方式吸取了XML技术的优点,典型代表是FDT-JIG国际组织开发和推进的FDT/DTM设备描述技术,另外,还有INTERBUS和MODBUS相关国际组织提出的现场设备组态标记语言规范(FDCML)。我国具有自主知识产权的EPA标准和技术也开发了基于XML的设备描述技术(XDDL)。,与其现场总线技术密切相关的设备描述技术这种方式一般采用简单的关键字来定义设备中现场总线相关的一些参数值。的电子数据表(EDS),PROFIBUS的GSD等。虽然这些设备描述技术的出现,一定程度上解决了各自现场总线设备的可互操作性和系统集成问题,可以较为方便地将不同厂商的现场设备集成到一个系统中,但无法解决不同现场总线的设备集成问题,进而满足最终用户的进一步需求。从寻求一种统一开放的DD技术的角度考虑,上述第三类DD技术显然无法满足需求,对于基于XML的FDCML规范而言,由于侧重于网络相关特性的描述,没有定义设备的功能,作为通用的解决方案有一定的困难。2000年开始,HART基金会,FF基金会和PROFIBUS国际组织(PI)联手开发独立于各自现场总线协议的EDDL,新的EDDL实质上是原有三种DDL技术的协调,形成一种通用的EDDL解决方案,同时又可以兼容各自原有的DDL技术。因此,EDDL技术得到了包括爱默生公司、西门子等许多知名国际厂商的支持,并于2004年成为国际标准IEC61804-2