電子設(shè)備描述語言（EDDL）是一種通過工廠主機(jī)從1500萬種現(xiàn)場設(shè)備獲得診斷、實(shí)時(shí)和資產(chǎn)管理信息的通用界面。有了EDDL用戶能夠?qū)x表進(jìn)行組態(tài)、故障診斷、在用戶界面上顯示數(shù)據(jù)、確定過程報(bào)警、獲得用于諸如MES、UI/SCADA、工廠歷史、資產(chǎn)管理以及ERP等上層軟件的信息。
所有的EDDL數(shù)據(jù)都可以從HART、基金會(huì)現(xiàn)場總線和OPC界面讀取，最終用戶無需購買或編寫程序來獲得。全球所有的過程控制系統(tǒng)都支持EDDL，1990年以后生產(chǎn)的HART和Ff儀表都包含EDDL所描述的信息。本文將著重講述用戶通過EDDL所能獲得的一些功能。
從手操器到資產(chǎn)管理
電子設(shè)備描述語言（EDDL）始于1990年，當(dāng)時(shí)HART儀表剛剛進(jìn)入市場。一名技術(shù)人員攜帶一臺(tái)通用的手操器可以與任何一臺(tái)HART儀表連接，進(jìn)行組態(tài)和調(diào)整。他/她需要的就是由儀表供應(yīng)商提供的正確EDD文件。于是互操作誕生了。
EDDL是對(duì)設(shè)備變量的文本描述，例如流量、壓力、環(huán)境溫度、上下限、標(biāo)定設(shè)置等等。這些描述定義了每個(gè)變量，并說明了獲得這些變量的方法。有些HART設(shè)備包含了100多種變量，它們也被描述在EDDL的語句中，并且可從任何能夠連接HART或Ff設(shè)備的系統(tǒng)中讀取。
圖1：1 號(hào)主機(jī)上的雷達(dá)液位計(jì)
圖2：2 號(hào)主機(jī)上的雷達(dá)液位計(jì)
1992年HART通訊基金會(huì)（HCF）發(fā)現(xiàn)許多用戶希望通過數(shù)字接口獲得數(shù)據(jù)，所以他們就將EDDL標(biāo)準(zhǔn)化，使主機(jī)控制系統(tǒng)接收到的是程序格式的信息描述。1994年，現(xiàn)場總線基金會(huì)（FF）采用了EDDL標(biāo)準(zhǔn)，接著Profibus也采用了EDDL，但是這3個(gè)組織各自獨(dú)立支持該技術(shù)，而且支持的方式也有一些不同。2003年這3個(gè)組織，HCF、FF以及Profibus Nutzerorganisation e.V.(PNO)開始合作并向IEC遞交了統(tǒng)一的EDDL版本，并使它成為2004：IEC1804-2的國際標(biāo)準(zhǔn)。這為在支持不同廠商不同通訊協(xié)議的現(xiàn)場設(shè)備的主機(jī)中創(chuàng)建單一工程環(huán)境打下了基礎(chǔ)。互操作性更強(qiáng)了。
通過三方—FF, HCF and PNO—的合作，EDDL得到了迅速地增強(qiáng)，用戶界面和設(shè)備診斷的互操作概念也得到了延伸。EDDL的增強(qiáng)功能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了設(shè)備的組態(tài)功能。如今，增強(qiáng)的EDDL可實(shí)現(xiàn)設(shè)備診斷、資產(chǎn)管理、用戶界面顯示、柱狀統(tǒng)計(jì)圖、趨勢圖、設(shè)備簽名和歷史記錄功能。
2005年OPC基金會(huì)宣布在其統(tǒng)一架構(gòu)（UA）中采用EDDL作為描述技術(shù)。這樣OPC基于UA的軟件就可以與現(xiàn)場總線設(shè)備通訊—再加上在以太網(wǎng)及其它網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的設(shè)備，或是在除Windows以外的操作系統(tǒng)中運(yùn)行的設(shè)備—使用EDDL的描述就可以獲得設(shè)備的數(shù)據(jù)。互作性的范圍更廣了。
這些增強(qiáng)的功能不會(huì)對(duì)描述文件產(chǎn)生任何影響，所以來自于現(xiàn)場1500萬臺(tái)支持EDDL的設(shè)備（再加上新的現(xiàn)場儀表）的數(shù)據(jù)可以很方便地獲取。EDDL可向后兼容到1990年的數(shù)據(jù)。既然現(xiàn)在市場上的控制系統(tǒng)都可以與資產(chǎn)管理軟件通訊，這也就意味著所有的EDDL數(shù)據(jù)可用于任何用途，從儀表組態(tài)到ERP。
例如，在2005年的ISA展覽會(huì)上，現(xiàn)場總線基金會(huì)展出了一套集多家廠商于一體的演示系統(tǒng)，它充分體現(xiàn)了EDDL的功能。艾默生過程管理、恩德斯豪斯、西門子和Smar公司展示了壓力變送器、溫度變送器和機(jī)械設(shè)備狀態(tài)變送器，并將所有設(shè)備信息傳遞到設(shè)備管理系統(tǒng)，對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行診斷、標(biāo)定和組態(tài)。
減少多余的軟件
有一個(gè)問題總是困擾著最終用戶，要維持現(xiàn)代過程控制系統(tǒng)的運(yùn)行，就要面對(duì)層出不窮的軟件。EDDL可免除大部分軟件的使用。例如，基于HART通訊的羅斯蒙特5400雷達(dá)液位計(jì)以前需要用額外的軟件來查看儲(chǔ)罐特性，然后才可以進(jìn)行先進(jìn)組態(tài)。現(xiàn)在5400將所有必要的數(shù)據(jù)都包含在EDDL中，因而就不再需要額外的特定軟件了。
另外一個(gè)例子是基于基金會(huì)現(xiàn)場總線的艾默生CSI9210機(jī)械設(shè)備狀態(tài)變送器，它可對(duì)電機(jī)泵軸承故障、泵的氣蝕現(xiàn)象和軸心未對(duì)中等復(fù)雜設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行診斷，而無需特殊軟件。所有的設(shè)備信息都在電子設(shè)備描述文件中（EDD），只要使用現(xiàn)場總線基金會(huì)的翻譯器就可在任何系統(tǒng)中顯示這些信息。
如果系統(tǒng)必須依靠專用軟件，那么就很容易由于操作系統(tǒng)的升級(jí)、更新、控制系統(tǒng)的版本或是新的設(shè)備軟件的版本而發(fā)生故障。當(dāng)這些專用軟件的供應(yīng)商與系統(tǒng)供應(yīng)商不是同一家時(shí)，問題就會(huì)變得更為復(fù)雜了。采用EDDL，許多這樣的問題就可以避免，因?yàn)镋DDL是基于文本的，它獨(dú)立于任何操作系統(tǒng)和控制平臺(tái)。主機(jī)系統(tǒng)可能改變，但是現(xiàn)場設(shè)備是不變的。只有設(shè)備變了，EDD才會(huì)變。
所以，要使控制系統(tǒng)盡可能避免軟件版本和操作系統(tǒng)升級(jí)的辦法是在獲取組態(tài)、診斷、用戶接口和資產(chǎn)管理數(shù)據(jù)時(shí)采用EDDL，而只在必要時(shí)使用專用軟件。
推動(dòng)用戶接口
在有些案例中，用戶界面軟件包括歷史數(shù)據(jù)、SCADA軟件，或是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。如果用戶要對(duì)界面進(jìn)行創(chuàng)建并設(shè)置，他們必須指出變量是什么，它們?cè)贗/O中的位置，它們代表什么以及它們?cè)谄聊簧蠎?yīng)該如何顯示。在設(shè)置監(jiān)測和診斷特定設(shè)備的屏幕顯示時(shí)，這種問題尤為突出。
采用EDDL設(shè)備供應(yīng)商只要寫出EDDL規(guī)范來定義變量，這些變量應(yīng)該以什么樣的順序排列，在何種情況下需要顯示等。事實(shí)上，用戶甚至不用對(duì)顯示進(jìn)行設(shè)置，EDDL會(huì)生成設(shè)備的顯示。
圖1顯示了雷達(dá)液位計(jì)的用戶界面屏幕。數(shù)據(jù)直接從EDDL獲得，無需修改和組織。它體現(xiàn)了變送器廠家對(duì)于數(shù)據(jù)顯示方式的想法。圖2表現(xiàn)的是相同的數(shù)據(jù)，相同的EDD文件，但是在不同的主機(jī)上。在不同顯示風(fēng)格的“所見即所得”界面下，提供了相同的信息。
換句話說，主機(jī)控制系統(tǒng)決定如何顯示，而設(shè)備決定顯示什么內(nèi)容。這就確保了無論誰是設(shè)備供應(yīng)商，在同一個(gè)過程控制系統(tǒng)中的顯示擁有相同的感觀，在1號(hào)主機(jī)中，“關(guān)閉”、“信息”以及“幫助”按鈕是獨(dú)有的。而在2號(hào)主機(jī)中，“確認(rèn)”、“取消”、“應(yīng)用”和“幫助”按鈕以及左側(cè)的導(dǎo)航欄也是它獨(dú)有的。“過程變量”標(biāo)簽中的信息在2臺(tái)主機(jī)中是一樣的，它來自于EDD文件。雖然在每臺(tái)主機(jī)系統(tǒng)上的顯示略有不同，但內(nèi)容是一樣的。
圖3：提示泵的氣蝕現(xiàn)象
圖4：引壓管堵塞的診斷信息可避免異常情況的發(fā)生 EDDL還對(duì)狀態(tài)圖進(jìn)行了描述，并定義了在何種情況下它們會(huì)顯示。例如，如果一臺(tái)機(jī)械設(shè)備狀態(tài)變送器正在監(jiān)測一臺(tái)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)聯(lián)合器或泵，當(dāng)泵開始出現(xiàn)氣蝕現(xiàn)象，泵圖就會(huì)閃動(dòng)表示有問題（見圖3）。
這項(xiàng)功能不需要通過控制系統(tǒng)，因?yàn)樗前贓DDL技術(shù)中的。就像羅斯蒙特有一款差壓變送器（基于HART和Ff）可以發(fā)現(xiàn)引壓管堵塞的問題，EDDL就被用來在互操作過程中顯示這些診斷信息。（見圖4）
OPC UA軟件包可以直接獲得EDDL數(shù)據(jù)，這將為診斷、回路整定和過程優(yōu)化打開一片新天地。例如，基于EDDL的診斷信息能夠確認(rèn)一些設(shè)備的故障，比如引壓管堵塞，但是它們不能診斷過程問題。而過程問題的診斷通常需要借助一些與OPC UA接口的先進(jìn)軟件。以前，要使用這些先進(jìn)軟件可能需要額外的組態(tài)工作以將診斷軟件和設(shè)備參數(shù)連接。有了EDDL，組態(tài)工作就很少了。最終用戶和系統(tǒng)集成商可廣泛利用與OPC UA兼容的各種軟件。
資產(chǎn)管理數(shù)據(jù)
EDDL還可以自動(dòng)提供適用于資產(chǎn)管理和維護(hù)的數(shù)據(jù)。例如，EDDL可識(shí)別來自于儀表的特定數(shù)據(jù)，像閥門特性就應(yīng)該被視作永久數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)以便進(jìn)行診斷。我們可以隨時(shí)將當(dāng)前的閥門特性與歷史記錄進(jìn)行對(duì)比來分析故障。這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在主機(jī)中，并可由資產(chǎn)管理軟件讀取。
同樣，我們可以定義圖形和圖表，用來生成這些圖形和圖表的數(shù)據(jù)也是存儲(chǔ)在主機(jī)當(dāng)中的。這樣，儀表數(shù)據(jù)就可被劃分和顯示在圖表中，或是與其它儀表進(jìn)行對(duì)比。這些數(shù)據(jù)是對(duì)控制系統(tǒng)本身所存儲(chǔ)和顯示的內(nèi)容的一種補(bǔ)充，它們對(duì)于用于維護(hù)管理的資產(chǎn)管理軟件來說尤其有用。
所有的應(yīng)用程序，包括復(fù)雜數(shù)據(jù)的直觀反映、雷達(dá)計(jì)的液位組態(tài)、閥門的曲線圖、分析儀和電機(jī)的控制，都不需要編寫特殊代碼。
互操作性
EDDL是自動(dòng)化領(lǐng)域中唯一支持從標(biāo)定到資產(chǎn)管理的標(biāo)準(zhǔn)，它為現(xiàn)有的2千萬臺(tái)現(xiàn)場儀表提供了一個(gè)通用的平臺(tái)。它的互操作性簡化了控制系統(tǒng)的一體化過程，因?yàn)橄到y(tǒng)集成商或是最終用戶在評(píng)標(biāo)過程中，都必須確認(rèn)所有的控制設(shè)備都符合EDDL國際標(biāo)準(zhǔn)，這就避免了接口的問題。
互操作還能讓有確定需求的用戶獲益。事實(shí)上所有的控制系統(tǒng)和儀表供應(yīng)商都支持EDDL，所以規(guī)范信息豐富的傳感器、分析儀、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、閥門等是非常容易的。評(píng)標(biāo)將更容易，因?yàn)橛脩舨挥脫?dān)心特定的軟件是否支持不同的設(shè)備，有了EDDL，所有支持EDDL的設(shè)備能夠支持所有的控制系統(tǒng)。互操作還意味著如果一臺(tái)傳感器或執(zhí)行機(jī)構(gòu)由于種種原因不能工作，更換它們將變得更容易。
最后，對(duì)于操作人員和維護(hù)人員來說，互操作使設(shè)備的組態(tài)和診斷信息更容易獲取，所有支持EDDL的設(shè)備將在主機(jī)系統(tǒng)里提供直觀的信息。如今，設(shè)備變得越來越復(fù)雜，而EDDL能使操作、診斷和維護(hù)更簡單。
總之，EDDL以簡單易懂的形式提供了所有操作和維護(hù)人員所需的信息。
感觀
控制系統(tǒng)供應(yīng)商需要現(xiàn)場總線基金會(huì)的AT-401設(shè)備描述服務(wù)工具5.0版本，并將它集成到控制系統(tǒng)中。這樣控制系統(tǒng)就能夠讀取和執(zhí)行EDD文件。一個(gè)項(xiàng)目中，無論誰是設(shè)備供應(yīng)商，控制系統(tǒng)供應(yīng)商都能從工廠每臺(tái)儀表和現(xiàn)場設(shè)備中獲得EDD。一旦安裝了EDD文件，并且鏈接到控制系統(tǒng)，現(xiàn)場設(shè)備就能根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備設(shè)計(jì)者要求的那樣在用戶界面中進(jìn)行設(shè)置，而它的感觀風(fēng)格是由系統(tǒng)決定的。
以上講到的兩種工具可以從現(xiàn)場總線基金會(huì)獲得。HART基金會(huì)也有一種相似的工具。例如，HART通訊基金會(huì)(www.hartcomm.org) 提供的SDC-625智能設(shè)備組態(tài)器，它支持所有EDDL的結(jié)構(gòu)，并能對(duì)EDDL文件進(jìn)行評(píng)估，對(duì)現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行組態(tài)。SDC-625可通過RS232轉(zhuǎn)HART接口與設(shè)備通訊，或是通過Xmtr-DD軟件與仿真現(xiàn)場設(shè)備通訊。它還包含了非常有用的通訊記錄窗口，實(shí)時(shí)顯示發(fā)送到現(xiàn)場設(shè)備的指令。
EDDL 是如何工作的
首先，儀表或設(shè)備的設(shè)計(jì)人員使用EDDL的語法XML，它像一種語言，用來詳細(xì)描述設(shè)備以及它的參數(shù)。它包括過程變量、設(shè)定點(diǎn)、上下限、環(huán)境溫度等。EDDL還能支持Methods，這是一種支持逐步的、交互式標(biāo)定程序的解釋性腳本語言。設(shè)備設(shè)計(jì)人員從1990年就開始使用EDDL了，所以對(duì)他們而言這并不新鮮。
通過一些新的增強(qiáng)功能，設(shè)計(jì)人員可以決定重要參數(shù)應(yīng)該在哪些用戶界面中顯示，例如是否在柱狀圖中顯示，以什么樣的順序顯示等（圖1）。設(shè)計(jì)EDDL用戶界面的顯示就像是設(shè)計(jì)一個(gè)網(wǎng)頁。設(shè)計(jì)人員還能定義在何種情況下需要顯示，以及如何顯示。假如一臺(tái)泵的軸承溫度超過了某個(gè)設(shè)定值，泵的圖標(biāo)就會(huì)閃動(dòng)。（圖3）
回到二進(jìn)制
現(xiàn)場總線基金會(huì)AT-400設(shè)備描述工具5.0版本檢查了EDDL源文件的語法或邏輯錯(cuò)誤，把源文件轉(zhuǎn)換成更為壓縮的二進(jìn)制格式，并公布錯(cuò)誤信息以跟蹤和修改語法。一旦EDDL文件通過現(xiàn)場總線基金會(huì)的測試和注冊(cè)，它就將以二進(jìn)制的形式出現(xiàn)在基金會(huì)的網(wǎng)站上。它也能通過下載和光盤從設(shè)備供應(yīng)商處獲得。由于二進(jìn)制格式不容易被修改，所以更安全。
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