FDT新進展——FDT技術
http://www.debgrams.com 2011-11-17 14:25 來源：蘇州美名軟件有限公司
Introduction 簡介
FDT（Field Device Tool）是一個將智能現場設備集成到過程和工廠自動化系統的開發標準。它規范了DTM（Device Type Manager 設備類型管理器）和框架應用程序間的標準軟件接口，而且這個標準是獨立于各個制造商和各種現場總線協議的?？蚣軕贸绦蚩梢允枪こ坦ぞ?，資產管理系統，DCS系統，或其它各種工業自動化系統。而DTM是一個針對某個特定現場設備（有時亦可是某個產品線）的軟件模塊，它實現了用來配置，參數化及控制相應設備的所有功能。
FDT的應用就和Windows的打印機一樣方便。每個打印機都自帶驅動。安裝結束后，用戶即可在Windows中的各種應用程序中打印文檔，這都歸功于應用程序和打印機驅動間的標準接口。與之相仿，每個現場設備都自帶由制造商提供的DTM。安裝完畢后，無論哪個框架應用程序都能通過DTM來對設備進行管理。這些都歸功于FDT標準，它定義了框架應用程序和DTM之間的軟件接口，見圖表1。
Merits of FDT | FDT優勢
FDT給系統和設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標準目前支持超過10種現場總線協議（見圖表 2）。
全球范圍內，超過60家設備制造商和超過15家系統集成商已經將FDT技術用于工業產品。FDT的開發架構支持幾乎所有的現場總線，包括私有的通訊協議。用戶可以自由選擇最符合自己需求的產品。這個開放標準打破了以往一家壟斷的狀況。
2、Investment Protection 投資保護
FDT技術能夠便捷的擴展現有的現場總線網絡。只需幾個簡單步驟，您采購的新設備就能正常使用了。DTM提供的豐富的用戶界面幫助用戶在設備的整個生命周期內來做配置，試車，診斷等等操作。設備制造商最了解他們的設備，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出現的新的通訊協議，因此對FDT的投資帶來的是長期的效益。
3、Transparent Data Acquisition 透明數據采集
現代化自動化系統通常包含應用了多種現場總線技術的復雜網絡結構（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據的路由。無論設備處于網絡的哪個位置，它的數據都能被多個系統透明的采集和應用。
4、Ease of Use 簡單易用
FDT為用戶管理大量的設備提供了一個統一的平臺，因此節省了培訓，工程，診斷和維護的成本。FDT組織發布的DTM風格指導也定義了統一的用戶界面。認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規范是2001年發布的，而當前的FDT 1.2.1規范是2005年發布的。FDT承諾確保用戶在技術上，功能上，可用性上和性能上始終處于領先地位。因此，一個新的FDT 2.0標準即將面世，目前處于公眾審閱階段，預計2012年初會正式發布。感興趣的組織及個人可以向FDT組織申請獲得FDT 2.0標準（草案）。
對于大部分人，FDT 2.0是一個全新的標準。雖然還未正式發布，但如果我不和大家提前分享它的各種激動人心的新功能，我一定會感到內疚的。
1、Migrate to Microsoft .NET 采用微軟.NET技術
FDT最初選擇COM和XML作為基本技術至今已經超過10年了，而這些技術逐步無法滿足自動化行業日益增長的需求。另一方面，微軟吧主要的開發重點放到了.NET技術和相應的軟件生態系統中。開發人員從開發工具，技術支持等方面都能獲得越來越好的支持。更重要的是，.NET技術解決了許多現有FDT技術正面臨的問題。因此，用.NET接口代替現有的COM接口，用.NET數據類型代替XML成為了一個水到渠成的不二選擇。
2、Simplify Architecture and Interactions 簡化架構和交互
FDT 1.x 規范里各個組件間的交互比較復雜，而FDT 2.0大大簡化了架構模型。不必要的組件和交互被移除了（見圖表 4）。
現在所有的交互都集中在框架應用程序。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用程序托管了（見圖表 5中的藍色部分）。
這不僅簡化了FDT標準的整體復雜度，而且避免了由于多個DTM的不同實現帶來的各種互操作性問題。
此外，新的集中于框架應用程序的設計允許FDT解決方案使用分布式架構。比如，框架應用程序可以采用客戶端-服務器的架構。所有DTM部署在一個生產現場的中央服務器上，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帶來一個全新的創新概念。
3、Better Performance 更好的性能
運行性能一直是關于FDT1.x討論的熱點，所以在設計新的FDT標準的時候，性能始終是考慮的重點。由此帶來了像不完全加載、更細化的數據訪問和存儲等新概念。比如，FDT 1.x的DTM，即使只需訪問一個設備參數，必須加載或存儲整個設備的數據。在實際的生產現場，當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用一個更細化的方式（采用子數據集的概念）來管理DTM。因此，只有那些被修改的數據需要存儲或加載。當然，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
規范文檔從沒像現在這么精確和清楚。一份好的規范文檔保證了由此產生的各個制造商的產品間的互操作性。清晰的實現規則，比如處理多線程和同步問題，能讓開發人員節省很多原本需要用來診斷死鎖問題的時間。
針對框架應用程序和DTM的開發，FDT組織將分別發布所對應的“通用組件”?？蚣芡ㄓ媒M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的框架應用程序和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，FDT2.0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環境里工作。
哎呀，是不是透露了太多FDT 2.0的細節了？不過不用擔心，FDT 2.0有太多的驚喜等著您去發現。
Development Tools 開發工具
FDT 2.0采用了微軟的.NET技術，應此微軟Visual Studio和C#編程語言是FDT開發的首選工具。我們推薦最新的Visual Studio 2010版本。
作為FDT 2.0的一部分，FDT組織將以.NET組件的方式發布.NET的接口定義和.NET的數據類型，也會附帶完善的在線幫助文檔（圖表 6）。
此外，FDT組織也指定了針對框架應用程序和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務邏輯。開發人員可以更加關注其應用自身的功能，但又保證最終產品符合規范。DTM通用組件目前正在開發中，而框架通用組件已發布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標準的正式發布。目前，它正處于公眾評估的階段，預計于2012年初發布。兩個通用組件也將在標準正式發布之后很快面世。在不久的將來，我們將看到第一批基于FDT 2.0標準的產品。好消息是FDT 1.x和FDT 2.0的DTM在新的標準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部門。從5年前開始，他的工作重點是FDT/DTM解決方案的開發。他也是中國FDT協會技術工作組的主席。
編輯精選
