Introduction 簡介

　　FDT（Field Device Tool）是一個將智能現(xiàn)場設(shè)備集成到過程和工廠自動化系統(tǒng)的開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)。它規(guī)范了DTM（Device Type Manager 設(shè)備類型管理器）和框架應(yīng)用程序間的標(biāo)準(zhǔn)軟件接口，而且這個標(biāo)準(zhǔn)是獨立于各個制造商和各種現(xiàn)場總線協(xié)議的。框架應(yīng)用程序可以是工程工具，資產(chǎn)管理系統(tǒng)，DCS系統(tǒng)，或其它各種工業(yè)自動化系統(tǒng)。而DTM是一個針對某個特定現(xiàn)場設(shè)備（有時亦可是某個產(chǎn)品線）的軟件模塊，它實現(xiàn)了用來配置，參數(shù)化及控制相應(yīng)設(shè)備的所有功能。

　　FDT的應(yīng)用就和Windows的打印機一樣方便。每個打印機都自帶驅(qū)動。安裝結(jié)束后，用戶即可在Windows中的各種應(yīng)用程序中打印文檔，這都?xì)w功于應(yīng)用程序和打印機驅(qū)動間的標(biāo)準(zhǔn)接口。與之相仿，每個現(xiàn)場設(shè)備都自帶由制造商提供的DTM。安裝完畢后，無論哪個框架應(yīng)用程序都能通過DTM來對設(shè)備進行管理。這些都?xì)w功于FDT標(biāo)準(zhǔn)，它定義了框架應(yīng)用程序和DTM之間的軟件接口，見圖表1。

   Merits of FDT | FDT優(yōu)勢

　　FDT給系統(tǒng)和設(shè)備制造商以及最終用戶帶來了全新的機遇。

　　1、Free Selection  自由選擇

　　FDT標(biāo)準(zhǔn)目前支持超過10種現(xiàn)場總線協(xié)議（見圖表 2）。

   全球范圍內(nèi)，超過60家設(shè)備制造商和超過15家系統(tǒng)集成商已經(jīng)將FDT技術(shù)用于工業(yè)產(chǎn)品。FDT的開發(fā)架構(gòu)支持幾乎所有的現(xiàn)場總線，包括私有的通訊協(xié)議。用戶可以自由選擇最符合自己需求的產(chǎn)品。這個開放標(biāo)準(zhǔn)打破了以往一家壟斷的狀況。

　　2、Investment Protection 投資保護

　　FDT技術(shù)能夠便捷的擴展現(xiàn)有的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)。只需幾個簡單步驟，您采購的新設(shè)備就能正常使用了。DTM提供的豐富的用戶界面幫助用戶在設(shè)備的整個生命周期內(nèi)來做配置，試車，診斷等等操作。設(shè)備制造商最了解他們的設(shè)備，所以DTM能夠提供比其它任何第三方工具都全面的功能。FDT還能支持未來在過程和工廠自動化行業(yè)出現(xiàn)的新的通訊協(xié)議，因此對FDT的投資帶來的是長期的效益。

　　3、Transparent Data Acquisition 透明數(shù)據(jù)采集

　　現(xiàn)代化自動化系統(tǒng)通常包含應(yīng)用了多種現(xiàn)場總線技術(shù)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（見圖表 3）。而FDT革命性的通訊機制能夠很好的支持這類嵌套通訊和數(shù)據(jù)的路由。無論設(shè)備處于網(wǎng)絡(luò)的哪個位置，它的數(shù)據(jù)都能被多個系統(tǒng)透明的采集和應(yīng)用。

　　4、Ease of Use 簡單易用

　　FDT為用戶管理大量的設(shè)備提供了一個統(tǒng)一的平臺，因此節(jié)省了培訓(xùn)，工程，診斷和維護的成本。FDT組織發(fā)布的DTM風(fēng)格指導(dǎo)也定義了統(tǒng)一的用戶界面。認(rèn)證和兼容性測試給簡便的即插即用提供了進一步的保證。

　　FDT 2.0

　　第一個FDT規(guī)范是2001年發(fā)布的，而當(dāng)前的FDT 1.2.1規(guī)范是2005年發(fā)布的。FDT承諾確保用戶在技術(shù)上，功能上，可用性上和性能上始終處于領(lǐng)先地位。因此，一個新的FDT 2.0標(biāo)準(zhǔn)即將面世，目前處于公眾審閱階段，預(yù)計2012年初會正式發(fā)布。感興趣的組織及個人可以向FDT組織申請獲得FDT 2.0標(biāo)準(zhǔn)（草案）。

　　對于大部分人，F(xiàn)DT 2.0是一個全新的標(biāo)準(zhǔn)。雖然還未正式發(fā)布，但如果我不和大家提前分享它的各種激動人心的新功能，我一定會感到內(nèi)疚的。

　　1、Migrate to Microsoft .NET 采用微軟.NET技術(shù)

　　FDT最初選擇COM和XML作為基本技術(shù)至今已經(jīng)超過10年了，而這些技術(shù)逐步無法滿足自動化行業(yè)日益增長的需求。另一方面，微軟吧主要的開發(fā)重點放到了.NET技術(shù)和相應(yīng)的軟件生態(tài)系統(tǒng)中。開發(fā)人員從開發(fā)工具，技術(shù)支持等方面都能獲得越來越好的支持。更重要的是，.NET技術(shù)解決了許多現(xiàn)有FDT技術(shù)正面臨的問題。因此，用.NET接口代替現(xiàn)有的COM接口，用.NET數(shù)據(jù)類型代替XML成為了一個水到渠成的不二選擇。

　　2、Simplify Architecture and Interactions 簡化架構(gòu)和交互

　　FDT 1.x 規(guī)范里各個組件間的交互比較復(fù)雜，而FDT 2.0大大簡化了架構(gòu)模型。不必要的組件和交互被移除了（見圖表 4）。

　　現(xiàn)在所有的交互都集中在框架應(yīng)用程序。比如，DTM和用戶界面間的直接交互，以及多個DTM間的交互都被框架應(yīng)用程序托管了（見圖表 5中的藍色部分）。

　　這不僅簡化了FDT標(biāo)準(zhǔn)的整體復(fù)雜度，而且避免了由于多個DTM的不同實現(xiàn)帶來的各種互操作性問題。

　　此外，新的集中于框架應(yīng)用程序的設(shè)計允許FDT解決方案使用分布式架構(gòu)。比如，框架應(yīng)用程序可以采用客戶端-服務(wù)器的架構(gòu)。所有DTM部署在一個生產(chǎn)現(xiàn)場的中央服務(wù)器上，而用戶界面可以在遠程客戶端上運行。DTM和它的用戶界面甚至沒有意識到這個分布式的交互。這將給FDT帶來一個全新的創(chuàng)新概念。

　　3、Better Performance 更好的性能

　　運行性能一直是關(guān)于FDT1.x討論的熱點，所以在設(shè)計新的FDT標(biāo)準(zhǔn)的時候，性能始終是考慮的重點。由此帶來了像不完全加載、更細(xì)化的數(shù)據(jù)訪問和存儲等新概念。比如，F(xiàn)DT 1.x的DTM，即使只需訪問一個設(shè)備參數(shù)，必須加載或存儲整個設(shè)備的數(shù)據(jù)。在實際的生產(chǎn)現(xiàn)場，當(dāng)操作一個大型項目時，僅僅初始化就需要很長的時間。而FDT 2.0用一個更細(xì)化的方式（采用子數(shù)據(jù)集的概念）來管理DTM。因此，只有那些被修改的數(shù)據(jù)需要存儲或加載。當(dāng)然，這只是FDT 2.0里面許多提高性能的舉措中的一個例子。

　　此外，新的.NET技術(shù)和簡化了的交互使得FDT 2.0的整體性能得到了進一步的提升。

　　4、Interoperability 互操作性

　　規(guī)范文檔從沒像現(xiàn)在這么精確和清楚。一份好的規(guī)范文檔保證了由此產(chǎn)生的各個制造商的產(chǎn)品間的互操作性。清晰的實現(xiàn)規(guī)則，比如處理多線程和同步問題，能讓開發(fā)人員節(jié)省很多原本需要用來診斷死鎖問題的時間。

　　針對框架應(yīng)用程序和DTM的開發(fā)，F(xiàn)DT組織將分別發(fā)布所對應(yīng)的“通用組件”。框架通用組件和DTM通用組件之間會進行詳盡的互操作性測試。這將保證基于通用組件開發(fā)的框架應(yīng)用程序和DTM之間能夠無縫的集成，從而大幅減低測試的成本。

　　5、Backward Compatible 向后兼容

　　最后，F(xiàn)DT2.0也保證了大家之前對于FDT的長期投資，因為FDT 2.0向后兼容FDT1.x。我們花了很大的精力來保證FDT1.x的DTM可以在新的FDT 2.0環(huán)境里工作。

　　哎呀，是不是透露了太多FDT 2.0的細(xì)節(jié)了？不過不用擔(dān)心，F(xiàn)DT 2.0有太多的驚喜等著您去發(fā)現(xiàn)。

　　Development Tools 開發(fā)工具

　　FDT 2.0采用了微軟的.NET技術(shù)，應(yīng)此微軟Visual Studio和C#編程語言是FDT開發(fā)的首選工具。我們推薦最新的Visual Studio 2010版本。

　　作為FDT 2.0的一部分，F(xiàn)DT組織將以.NET組件的方式發(fā)布.NET的接口定義和.NET的數(shù)據(jù)類型，也會附帶完善的在線幫助文檔（圖表 6）。

　　此外，F(xiàn)DT組織也指定了針對框架應(yīng)用程序和DTM的兩個通用組件。它們封裝了FDT 2.0里各個組件間互相交互的業(yè)務(wù)邏輯。開發(fā)人員可以更加關(guān)注其應(yīng)用自身的功能，但又保證最終產(chǎn)品符合規(guī)范。DTM通用組件目前正在開發(fā)中，而框架通用組件已發(fā)布Beta測試版。

　　Future 未來

　　截至2011年6月，全球共有88家工廠和過程自動化的廠家加入了FDT組織，越來越多的公司也將加入。在許多國家，有本地的FDT團隊在技術(shù)和市場方面提供全方面的支持。由成員公司支持的路演、講座和培訓(xùn)課程等活動在世界各地舉行。

　　即將到來的激動人心的大事就是新的FDT 2.0標(biāo)準(zhǔn)的正式發(fā)布。目前，它正處于公眾評估的階段，預(yù)計于2012年初發(fā)布。兩個通用組件也將在標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布之后很快面世。在不久的將來，我們將看到第一批基于FDT 2.0標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。好消息是FDT 1.x和FDT 2.0的DTM在新的標(biāo)準(zhǔn)下能順利的互相交互。

　　作者

　　張皆樂就職于蘇州美名軟件的研發(fā)部門。從5年前開始，他的工作重點是FDT/DTM解決方案的開發(fā)。他也是中國FDT協(xié)會技術(shù)工作組的主席。