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ot;left" sty 摘要:本文闡述了電子設備描述語言(EnhancedElectronicsDeviceDescription,EDDL)是如何簡化設備的調試、標定和診斷工作的,同時闡述了EDDL的技術優勢。EDDL是各種總線協議的關鍵技術之一。

在當今的自動化領域,各種智能設備協議都具有特定的開放性和互操作性,符合各種總線標準的的智能設備品種繁多系列廣泛。這就勢必需要一種結構化的、靈活的、規?？勺兊耐ㄓ密浖砉芾磉@些智能設備。電子設備描述語言(EDDL)是許多智能設備協議,如HART、FOUNDATIONfieldbus和PROFIBUS等普遍使用的核心軟件。EDDL是描述智能設備的國際標準語言。

使用標準的語言,用戶就能夠將來自于不同協議的不同的智能設備的信息整合在一起。EDDL作為唯一的設備描述通用語言,可以確保設備版本升級時,設備管理軟件能同時得到更新。

EDDL類似于HTML。HTML是當今互聯網使用的計算機語言,不管你使用任何一種計算機系統,通過HTML就可以從英特網獲得不同來源的信息。簡而言之,EDDL是基于標準通用標記語言(SGML)開發的,不管你使用何種數字化工具(比如DCS工作站軟件、AMS設備管理軟件或現場設備手操器等)都很容易獲得不同總線設備的信息。

各種現場設備組態和維護軟件是如何將數字總線的通訊信號翻譯成數值、文本或圖形的呢？EDDL是這些設備組態和維護軟件的引擎,它在標準的通訊協議的后臺工作,一般使用者并不會注意到它的存在。EDDL簡化了儀表工程師的工作,因為儀表工程師對所有支持EDDL的設備都可使用同一種工具,從而避免了為不同設備安裝不同軟件所帶來的缺陷。

EDDL于1990年首次面世,從此智能設備的管理也變得可行。EDDL增強型功能的出現,使儀表供應商能夠以一種界面友好的可視方式來描述他們的設備,而不僅僅是一張參數表。

智能設備管理的方式有很多,但是如要考慮到設備管理軟件長期使用的方便性以及維護的成本,EDDL是最好的選擇。表1例舉了一些典型的設備管理功能。

一、EDDL的技術特點

要理解EDDL的獨特性能,就要看看EDDL是如何使設備管理更有效,并且讓用戶從智能設備管理系統、手操器和預測維護實踐中獲益的。

讓我們來與Windows操作系統中的打印機驅動軟件作個比較。一般一臺計算機只連接少數幾臺打印機,每臺打印機都需要獨特的驅動程序。而設備管理軟件或工具必須能夠與幾百種設備連接,每臺設備的版本可能不同,設備的數量可能不斷增加,設備的型號和版本也可能不斷升級和更新。這就是為什么需要一個規模可變的方案。

EDDL使許多不同版本的設備信息能夠整合到相同的軟件和手操器中。使用EDDL,設備供應商可以描述它的設備中所具有的所有信息,以及這些信息(包括操作幫助信息)是如何在設備管理系統或手操器中顯示出來,供技術人員操作和查看。實現這些功能根本就不需要安裝任何驅動軟件。

EDDL是一種用來描述設備信息的標記語言,這種描述文件基于類似HTML或XML的標簽,它包括標注、數據類型、分類、范圍、工程單位、幫助文本及其它內容。這些和其它許多的計算機語言是一樣的。

EDDL采用交互式的語言,來幫助技術人員通過一系列的步驟完成復雜的任務,例如診斷、標定和高級設置。EDDL文件非常小,因而可以方便地通過互聯網傳輸。各種類型和版本的設備文件也可以存儲在手操器中。

當EDDL文件被復制到電腦或手操器中后,軟件就會根據文件中的EDDL關鍵字和交互式操作腳本生成相關的圖形,以供技術人員操作和查看。設備管理軟件和手操器的工作方式與網絡瀏覽器瀏覽HTML網頁的方式是一樣的。


二、EDDL完全滿足用戶的需求

NAMUR()是一個過程工業自動化技術的國際用戶聯盟,聯盟成員對于新設備、新系統和新技術有共同的要求,聯盟同時積極參與國際標準的制定工作。NE105是NAMUR推薦的“現場總線設備和工程工具軟件集成規范”,它強調應用程序與操作系統的接口必須長期穩定,以保護用戶以往的投資。

對于過程工業而言,工廠的運行都要持續很多年,這是必須考慮的一個重要因素。不管選用哪種現場設備集成技術,都不能以縮短控制系統的壽命為代價。應該盡量避免一味追求使用新潮的IT技術,而過快淘汰現有設備,造成已有資產投資得不到保護。

EDDL有許多特性(將在下文進行闡述),在設備管理、工廠管理和保持軟件長期可用等方面,完全滿足NAMURNE105的要求。


三、全面的設備功能支持

EDDL文件是由設備制造商編制的,用來顯示設備信息,并引導用戶一步步進行設備的高級功能設置,同時還能顯示豐富的診斷信息,幫助技術人員進行分析。不管現場設備的功能有多么復雜,智能設備管理軟件(安裝在主機PC里)和手操器都能夠從現場設備中獲得所有的信息和功能。EDDL語言包括標定和復雜功能設置的方法,同時它還能用波形圖、連續趨勢曲線、圖形化的儀表圖、柱狀圖以及圖片的方式把設備信息和操作方法非常直觀地顯示出來。


3.1統一的設備顯示界面

由于EDDL適用于所有各種智能設備,不需要獨立安裝驅動程序,使用EDDL的智能設備管理軟件和其它工具都能夠很方便地使用,而且界面統一。根據使用者對使用方便、設置容易、標定步驟簡單和診斷信息直觀等方面的要求,設備供應商可以決定設備信息的顯示方式。設備管理軟件能夠確保來自于不同廠商的不同設備的信息顯示和操作界面風格是一致的。在操作方面,鼠標點擊的方式、通過游標或鍵盤改變數值的操作方式、趨勢圖和波形圖的放大縮小的操作方法,對所有的現場設備也都是一樣的。

設備管理軟件在自動化結構圖中的位置(手操器也可用于獲得設備信息)

保護用戶的投資

工廠人員發現即使在主機系統的Windows操作系統版本更新,或者安裝了Windows的補丁程序之后,設備的EDDL文件依然可以正常工作。既然EDDL是一種標準,而不是單個設備所專有的,因而當計算機、操作系統或是設備管理軟件升級的時候,無需為已有的設備尋找新的驅動程序。這種與操作系統相互獨立的特性是EDDL的最大優勢之一,它確保了智能設備管理軟件及相關工具可長期使用,而工廠對于智能設備和軟件的投資也得到了保障。

量程和柱狀圖使現場總線數據更直觀

是唯一被廣泛認可的通用方案

無論設備使用的是何種協議,EDDL技術都能夠獲得它們的信息,這就使主機軟件能夠支持品種廣泛的設備、可以完成從調試到復雜維護等工作。不論是安裝在PC上的設備管理軟件,還是手操器,只要它們使用EDDL,就不僅能顯示一些簡單的文本信息,比如溫度變送器的溫度測量值和變送器的健康狀態；而且還能用豐富直觀的圖形表示閥門定位器和變頻器的復雜信息。

3.4設備集成方便

因為有了EDDL,在智能設備管理軟件或手操器中添加一個新型號的設備或進行設備版本的升級就十分簡單了,只要從英特網上下載一個很小的EDDL文件,然后拷貝到設備管理軟件中就可以了。因此,要在設備管理軟件中增加新的無線儀表,實現無線儀表和設備管理軟件的集成也是非常容易的。


3.5充分利用軟件功能

基于EDDL的智能設備管理軟件并不需要設備供應商編寫軟件程序來支持數據驗證、離線參數、以及數據保存或打印功能。有了EDDL,設備管理軟件中的豐富功能對所有的設備都是適用的。

3.6數據對外部應用開放

基于EDDL的系統不僅能夠將設備信息讀取并顯示到本地電腦屏幕中,而且還可以通過OPC服務器將這些信息傳送到其它應用軟件中。這與單純在本地電腦屏幕中顯示相比是有很大優勢的。


3.7唯一的國際標準

作為國際標準(IEC61804-3),EDDL可以確保軟件和手操器能夠與舊的EDDL文件兼容,同時也能與新設備的EDDL文件兼容。

3.8魯棒性

基于EDDL的智能設備管理軟件或手操器不需要第三方軟件,在同時使用不同廠商的不同設備時就不用擔心會有什么麻煩了。各種版本的設備都有唯一的EDDL文件(無需驅動軟件或共享文件),這就避免了在控制系統運行時卸載舊版的設備驅動軟件所帶來的風險。

3.9測試

因為在注冊HART和FOUNDATIONfieldbus設備時,要進行設備的互操作性測試,同時也需要測試設備的EDDL文件,這就能保證系統軟件和手操器可以方便且無風險地兼容所有設備型號和版本。

安全

在基于EDDL的系統或手操器中加入設備時,不需要安裝軟件或進行軟件許可注冊,這就減少了惡意代碼侵入的風險,同時也比需要安裝驅動軟件的方式更安全。

四、EDDL的顯著效益

使用設備管理軟件,技術人員對設備故障的反應可以更快,在設備故障影響正常生產之前,可以及時采取必要的維護措施。技術資源也可以得到更好的利用,可以把有限的技術人力資源用在刀刃上。這一切都是說服管理層投資設備管理軟件的有力因素。

此外,設備管理的好處在整個系統的生命周期中都有所體現:無論是在設備調試、正常運行,還是日常維護,設備管理軟件無時不刻都在發揮作用。與工廠所能獲得的節省以及增加的產出相比,設備管理軟件的成本是很低的。更重要的是,設備管理軟件提高了工廠的競爭優勢。

4.1調試方面的優勢

從控制系統的調試開始,設備管理軟件的優勢就體現出來了。可以用設備管理軟件來測試新敷設的電纜是否正確連接,這比以前更省時又省力?？梢栽谥锌厥壹せ钏性O備的仿真功能,來進行回路測試,這樣大大加快了回路測試的速度。更重要的是可以在中控室就能確認設備是否從仿真狀態回復到正常運行狀態。由于能自動偵測和識別在線設備,設備的調試時間比以往的做法大大縮短。

4.2運行收益

設備性能問題可以造成生產工藝的波動甚至停車。而且,如果設備性能差,會在不知不覺中降低回路運行性能,例如閥門由于振動磨損而過早老化等。過程不穩定的因素包括:變送器的長期零點漂移；由于磨損或破裂造成精確度下降；閥門振動或粘連；設備失效以及設置和整定不正確。過程可變帶來的結果是質量差、產出低、產量低于設計生產能力。人們經常將設定點定在偏高的位置來減少報警,這是錯誤的,這樣做不但會降低產品質量而且也會增加原料的消耗。正確的方法是使用設備管理軟件來偵測引起過程可變的因素,并避免它們的發生。

對于用戶而言,EDDL文件簡化了設備設置的過程
(以雷達液位變送器的罐圖為例)

4.3維護收益

設備管理帶來的最大收益是改善了維護方式,維護人員通過在中控室對設備進行診斷,確認真的有問題才去現場,從而減少了去現場的次數。系統能夠自動跟蹤設備的狀態,避免了不必要的常規巡檢。有些問題可以直接在中控室通過修改,例如阻尼或整定等參數來解決。設備的故障被很生動地顯示出來,技術人員能夠看到哪里發生故障,根源是什么,然后選擇合適的備件和工具去現場解決問題。

4.4在符合法規方面的優勢

設備管理軟件中有一個選項是“活動記錄和追蹤(auditTrail)”,它記錄了所有的操作,例如改變參數、替換設備、標定和維護檢查。這種方式減少了紙張的記錄工作,同時非常符合ISO9000、OSHA1910和FDA等標準的程序要求。

五、打開互操作之門的鑰匙

EDDL使用方便,功能強勁,使它成為深受全球各個工廠歡迎的設備一體化技術。有了EDDL的增強型功能,獲取設備信息就更簡單了,就如同有了HTML,網頁的瀏覽就更容易了。技術人員的工作效率將大大提高?？偠灾?設備管理軟件、控制系統和其它工具通過EDDL能夠更方便地對過程自動化系統長期運行進行實時跟蹤。

智能設備管理軟件或系統是數字化工廠結構的核心,它利用現場智能提高工廠性能。要將精確、操作性高的設備信息及時傳送給需要這些信息的技術人員,沒有一個單一的總線技術是萬能的。不同的通訊協議、不同廠商的不同型號的設備必須共同在同一個軟件中工作。

大多數工廠可能采用基金會現場總線(FOUNDATIONfieldbus)來控制過程設備,用ProfibusDP來控制機電設備,在安全儀表上則采用HART通訊。EDDL則是打開互操作之門的一把鑰匙,它將各種協議的優勢整合在一起。

六、未來的設備集成技術:一個比兩個好

在以前,FDT組織積極推廣類似于打印機驅動程序式的設備集成技術,形成了有別于EDDL的技術方案。兩種技術的共同存在,給業界和用戶帶來了困惑。

在2007德國漢諾威儀器儀表展覽會上舉行了一個歷史性的新聞發布會。在會上,FDT組織宣布了他們加入EDDLCooperationTeam(EDDL合作組織,簡稱ECT)的決定。之前ECT的成員包括HARTCommunicationFoundation(HART通訊基金會)、FieldbusFoundation(現場總線基金會)、ProfibusInternational(Profibus國際組織)和OPCFoundation(OPC基金會)。新擴大的ECT所有成員承諾將一起努力開發下一代的設備集成技術(FieldDeviceIntegration,簡稱FDIO),新的FDI技術將以EDDL技術為基礎。同時將以OPC-UA規范為基礎,開發接口軟件插件,整合設備驅動軟件。

我們期待下一代的FDI技術能盡快推出。在下一代FDI面世前,EDDL是用戶的最佳選擇。

文/艾默生過程控制公司