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              智能設備開發 :從數據驅動的FDT 3.0 DTM 開始

              發布日期:2022-01-02 23:17:35   來源 : 控制工程網    作者 :Robert Hartmann    瀏覽量 :1355
              Robert Hartmann 控制工程網 發布日期:2022-01-02 23:17:35  
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              最近發布的FDT 3.0規范支持FDT IIoT Server(FITS)平臺,該平臺旨在助力自動化供應商推動智能制造的實施。FDT(IEC 62453)允許將設備和網絡集成到工程工具中去,例如工業控制系統(ICS)和資產管理系統。FITS的安全性、用于信息技術/運營技術(IT/OT)數據訪問的OPC統一架構(UA)服務器和用于移動和遠程訪問的Web服務器,允許在整個制造過程實現統一和信息驅動的業務模型。FDT智能制造功能的關鍵驅動力始于運行新的FDT 3.0標準的設備類型管理器(DTM)。

                數據驅動的智能設備解決方案

                FDT/DTM包含了定義每個儀器中所有參數和功能的應用軟件,無論是簡單還是復雜設備都適用。DTM封裝了所有設備特定的數據、功能和業務規則,例如設備結構、通信能力、內部關聯及其人機界面(HMI)結構。

                FDT標準包含多種類型的DTM,例如設備DTM、解釋器DTM、通用DTM、通信DTM和網關DTM。這些DTM支持標準化的通信方式,同時交換獨立于制造商、設備類型、系統或IT/OT協議的信息,從小型桌面環境到企業范圍的服務器/云架構中,均有這類應用。

                新發布的FDT 3.0架構在先前版本的基礎上嵌入了OPC UA服務器,目前的DTM可通過OPC UA服務器自動提供設備數據和健康信息。資產管理現在可作為工業物聯網(IIoT)或工業4.0的一部分,部署為云服務。這種架構使自動化金字塔變得扁平化,因此任何需要設備數據的應用都可以通過DTM從OPC UA中獲取數據。

                通過轉向微軟.NET Core技術以及用戶界面(UI)轉向基于Web的技術,FDT 3.0 DTM獲得進一步發展,從而使資產相關設備信息的呈現實現多樣化。Web技術的使用,允許基于服務器的分布式架構通過移動設備和遠程訪問解決方案來增強用戶體驗。

                與基于早期FDT 1.2或FDT 2.0標準的DTM不同,FDT 3.0 DTM采用響應式觸摸屏功能,并將其作為HTML 5.0開發的一部分,這是平板電腦和智能手機必備的功能。這確保移動設備界面成為DTM環境下不可或缺的一部分。

              圖1:FDT DTM接口和設備專用的解決方案。本文圖片來源:FDT組織


                使用集成開發環境

                隨著FDT 3.0標準的推出,FDT組織發布了FDT 3.0 DTM通用組件工具包,以幫助供應商社區通過集成開發環境(IDE)快速啟動FDT開發。更新的FDT 3.0 DTM通用組件,有助于最大限度地減少工程工作量、簡化DTM認證并縮短上市時間。

                當FDT 2.0標準首次引入DTM通用組件工具包時,主要目的是提高互操作性,并幫助儀器公司加快DTM開發活動。這一功能在FDT 3.0中得到了加強,同時利用了工具包中嵌入的幾十年公認的行業專業知識。

                滿足FDT 3.0標準的FDT通用組件的增強功能,改善了DTM開發人員的易用性。增強的工具包功能,將使尋求從競爭中脫穎而出的公司受益。這些功能旨在讓DTM開發團隊能夠專注于設備功能、Web UI和其它自定義應用程序功能所帶來的增值參數配置文件。

                平臺的獨立性和安全性

                FDT 3.0 DTM通用組件支持的增強FDT功能,包括平臺獨立性、高級Web UI、自動啟用的OPC UA兼容性、自定義圖形參數化和嚴格的DTM安全性。

                由于FDT 3.0 DTM通用組件與平臺無關(允許基于FDT的解決方案具有跨平臺功能),它們可用于領先的計算平臺,如Apple、Linux和微軟Windows。這種方法允許用戶保留其首選的設備固件制造環境,同時確保統一的開發方法。此外,現在使用Web技術,可以通過分離UI與服務器來創建真正的分布式架構??蛻舳?、服務器和DTM都是瘦型的,可以托管在任何平臺上。

                FDT 3.0 DTM通用組件,對于推動以創建OPC UA信息模型為中心的開發計劃至關重要。借助這些工具,可以為DTM自動啟用OPC UA——這意味著不需要額外的編碼或工作。OPC UA的原生集成,使其可以為各種目的提供數據。這為最終用戶提供一個開箱即用的解決方案,用于訪問DTM信息并使其可用于基于云的應用。

                FDT 3.0標準及其DTM通用組件,支持安全的DTM部署流程,使開發人員能夠打包和簽署DTM,并向客戶提供他們已經過FDT測試和認證的證書。更新的安全措施還提供保證和篡改證據,因此用戶可以確信其DTM的來源,并知道其功能未被第三方更篡改。

              圖2:DTM用戶界面(UI)和業務邏輯之間的消息以JSON格式編碼。


                部署智能設備業務模式

                從業務角度來看,FDT 3.0標準使自動化公司能夠部署DTM業務模型,它利用了改進的互操作性、原生OPC UA支持、提供定制和移動訪問功能的現代Web UI、簡化的DTM認證和云存儲庫功能以及更容易的開發者工具等優勢,幫助縮短基于DTM的智能產品的上市時間。

                例如,使用FDT 3.0 DTM通用組件的公司,會減少DTM開發和認證的成本和工作,因為通用組件包括成千上萬行預先編寫和測試的代碼,可確保DTM基本代碼符合FDT標準。該工具包使DTM開發人員不必親自編寫和調試大量代碼。他們不再需要成為FDT技術的專家,而是可以通過專注于高級功能來增強他們的產品。

                通過將FDT 3.0 DTM通用組件與增值參數配置文件相結合,實現其設備的獨特功能和UI,開發團隊可以推進定制解決方案,而無需了解FDT規范的所有技術細微差別。FDT 3.0 DTM通用組件幫助文件提供了優化DTM開發活動的詳細說明。

              圖3:FDT 3.0 DTM開發和認證過程。


                DTM通用組件工具包

                此外,開發人員可以使用FDT 3.0示例DTM,它展示了如何使用FDT 3.0 DTM通用組件工具包的特性和功能。示例DTM中包含可以作為開發人員創建DTM起點的基本功能。

                通用組件還幫助設備供應商遷移現有FDT DTM 2.0業務邏輯,以支持FDT 3.0應用。對于正在過渡到FDT 3.0技術并尋求向客戶呈現DTM信息的方法的組織來說,這是一個重要優勢。

                配置FDT 3.0的強大Web UI,允許在任何瀏覽器中打開DTM,包括現場人員攜帶的移動設備。移動應用是FDT 3.0 DTM發揮作用的一個具體例子。企業可以使用該技術的標準化移動平臺作為其服務功能的一部分,幫助現場工程師通過遠程協助解決問題。

                FDT 3.0 DTM通用組件還使開發人員能夠解決DTM認證過程中涉及的大多數測試用例,同時無需測試和驗證自己的軟件功能。使用工具包預先編寫的基本代碼,可自動啟用合規性檢查,無需審查FDT規范即可實施合規性代碼。開發人員也可以自定義特定的設備功能和Web UI代碼。通用組件還有助于清單文件的開發,并使用開放包格式來簡化DTM包的交付。

                所有經過認證的FDT 3.0 DTM均符合NAMUR NE-107推薦性規范,該規范要求操作人員應該以簡單、統一的方式,查看包括儀器狀態在內的過程(無論源設備如何),以支持預測性維護策略。因此,在查看現場設備健康狀況,改進維護工作流程的應用方面,DTM是一個重要的推動因素。

                憑借FDT 3.0 DTM通用組件的可用性,以及它們優化DTM標準化和合規開發的能力,設備供應商可以獲得許多重要的技術和業務優勢。首先,他們可以提供滿足客戶期望的、更具魯棒性的DTM。其次,他們可以利用支持工業自動化時代的技術進步,在現代工業設施中連接傳感器到云系統。最后,他們可以更快地將DTM推向市場,從而提高企業的盈利能力。

              功能
              設備
              DTM
              FDT
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