電子設備描述語言(EDDL)是一種通過工廠主機從1500萬種現場設備獲得診斷、實時和資產管理信息的通用界麵。有了EDDL用戶能夠對儀表進行組態、故障診斷、在用戶界麵上顯示數據、確定過程報警、獲得用於諸如MES、UI/SCADA、工廠曆史、資產管理以及ERP等上層軟件的信息。 所有的EDDL數據都可以從HART、基金會現場總線和OPC界麵讀取,最終用戶無需購買或編寫程序來獲得。全球所有的過程控製係統都支持EDDL,1990年以後生產的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。 從手操器到資產管理 電子設備描述語言(EDDL)始於1990年,當時HART儀表剛剛進入市場。一名技術人員攜帶一台通用的手操器可以與任何一台HART儀表連接,進行組態和調整。他/她需要的就是由儀表供應商提供的正確EDD文件。於是互操作誕生了。 EDDL是對設備變量的文本描述,例如流量、壓力、環境溫度、上下限、標定設置等等。這些描述定義了每個變量,並說明了獲得這些變量的方法。有些HART設備包含了100多種變量,它們也被描述在EDDL的語句中,並且可從任何能夠連接HART或Ff設備的係統中讀取。
 圖1:1 號主機上的雷達液位計
 圖2:2 號主機上的雷達液位計 1992年HART通訊基金會(HCF)發現許多用戶希望通過數字接口獲得數據,所以他們就將EDDL標準化,使主機控製係統接收到的是程序格式的信息描述。1994年,現場總線基金會(FF)采用了EDDL標準,接著Profibus也采用了EDDL,但是這3個組織各自獨立支持該技術,而且支持的方式也有一些不同。2003年這3個組織,HCF、FF以及Profibus Nutzerorganisation e.V.(PNO)開始合作並向IEC遞交了統一的EDDL版本,並使它成為2004:IEC1804-2的國際標準。這為在支持不同廠商不同通訊協議的現場設備的主機中創建單一工程環境打下了基礎。互操作性更強了。 通過三方―FF, HCF and PNO―的合作,EDDL得到了迅速地增強,用戶界麵和設備診斷的互操作概念也得到了延伸。EDDL的增強功能已遠遠超越了設備的組態功能。如今,增強的EDDL可實現設備診斷、資產管理、用戶界麵顯示、柱狀統計圖、趨勢圖、設備簽名和曆史記錄功能。 2005年OPC基金會宣布在其統一架構(UA)中采用EDDL作為描述技術。這樣OPC基於UA的軟件就可以與現場總線設備通訊―再加上在以太網及其它網絡上運行的設備,或是在除Windows以外的操作係統中運行的設備―使用EDDL的描述就可以獲得設備的數據。互作性的範圍更廣了。 這些增強的功能不會對描述文件產生任何影響,所以來自於現場1500萬台支持EDDL的設備(再加上新的現場儀表)的數據可以很方便地獲取。EDDL可向後兼容到1990年的數據。既然現在市場上的控製係統都可以與資產管理軟件通訊,這也就意味著所有的EDDL數據可用於任何用途,從儀表組態到ERP。 例如,在2005年的ISA展覽會上,現場總線基金會展出了一套集多家廠商於一體的演示係統,它充分體現了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、溫度變送器和機械設備狀態變送器,並將所有設備信息傳遞到設備管理係統,對這些設備進行診斷、標定和組態。 減少多餘的軟件 有一個問題總是困擾著最終用戶,要維持現代過程控製係統的運行,就要麵對層出不窮的軟件。EDDL可免除大部分軟件的使用。例如,基於HART通訊的羅斯蒙特5400雷達液位計以前需要用額外的軟件來查看儲罐特性,然後才可以進行先進組態。現在5400將所有必要的數據都包含在EDDL中,因而就不再需要額外的特定軟件了。 另外一個例子是基於基金會現場總線的艾默生CSI9210機械設備狀態變送器,它可對電機泵軸承故障、泵的氣蝕現象和軸心未對中等複雜設備狀態進行診斷,而無需特殊軟件。所有的設備信息都在電子設備描述文件中(EDD),隻要使用現場總線基金會的翻譯器就可在任何係統中顯示這些信息。 如果係統必須依靠專用軟件,那麼就很容易由於操作係統的升級、更新、控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)版(ban)本(ben)或(huo)是(shi)新(xin)的(de)設(she)備(bei)軟(ruan)件(jian)的(de)版(ban)本(ben)而(er)發(fa)生(sheng)故(gu)障(zhang)。當(dang)這(zhe)些(xie)專(zhuan)用(yong)軟(ruan)件(jian)的(de)供(gong)應(ying)商(shang)與(yu)係(xi)統(tong)供(gong)應(ying)商(shang)不(bu)是(shi)同(tong)一(yi)家(jia)時(shi),問(wen)題(ti)就(jiu)會(hui)變(bian)得(de)更(geng)為(wei)複(fu)雜(za)了(le)。采(cai)用(yong)EDDL,許多這樣的問題就可以避免,因為EDDL是基於文本的,它獨立於任何操作係統和控製平台。主機係統可能改變,但是現場設備是不變的。隻有設備變了,EDD才會變。 所以,要使控製係統盡可能避免軟件版本和操作係統升級的辦法是在獲取組態、診斷、用戶接口和資產管理數據時采用EDDL,而隻在必要時使用專用軟件。 推動用戶接口 在有些案例中,用戶界麵軟件包括曆史數據、SCADA軟件,或是實時數據庫。如果用戶要對界麵進行創建並設置,他們必須指出變量是什麼,它們在I/O中的位置,它們代表什麼以及它們在屏幕上應該如何顯示。在設置監測和診斷特定設備的屏幕顯示時,這種問題尤為突出。 采用EDDL設備供應商隻要寫出EDDL規範來定義變量,這些變量應該以什麼樣的順序排列,在何種情況下需要顯示等。事實上,用戶甚至不用對顯示進行設置,EDDL會生成設備的顯示。 圖1顯示了雷達液位計的用戶界麵屏幕。數據直接從EDDL獲得,無需修改和組織。它體現了變送器廠家對於數據顯示方式的想法。圖2表現的是相同的數據,相同的EDD文件,但是在不同的主機上。在不同顯示風格的“所見即所得”界麵下,提供了相同的信息。 huanjuhuashuo,zhujikongzhixitongjuedingruhexianshi,ershebeijuedingxianshishenmeneirong。zhejiuquebaolewulunshuishishebeigongyingshang,zaitongyigeguochengkongzhixitongzhongdexianshiyongyouxiangtongdeganguan,zai1號主機中,“關閉”、“信息”以及“幫助”按鈕是獨有的。而在2號主機中,“確認”、“取消”、“應用”和“幫助”按鈕以及左側的導航欄也是它獨有的。“過程變量”標簽中的信息在2台主機中是一樣的,它來自於EDD文件。雖然在每台主機係統上的顯示略有不同,但內容是一樣的。
 圖3:提示泵的氣蝕現象
 圖4:引壓管堵塞的診斷信息可避免異常情況的發生 EDDL還對狀態圖進行了描述,並定義了在何種情況下它們會顯示。例如,如果一台機械設備狀態變送器正在監測一台電機、驅動聯合器或泵,當泵開始出現氣蝕現象,泵圖就會閃動表示有問題(見圖3)。 這項功能不需要通過控製係統,因為它是包含在EDDL技術中的。就像羅斯蒙特有一款差壓變送器(基於HART和Ff)可以發現引壓管堵塞的問題,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數據,這將為診斷、回路整定和過程優化打開一片新天地。例如,基於EDDL的診斷信息能夠確認一些設備的故障,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接口的先進軟件。以前,要使用這些先進軟件可能需要額外的組態工作以將診斷軟件和設備參數連接。有了EDDL,組態工作就很少了。最終用戶和係統集成商可廣泛利用與OPC UA兼容的各種軟件。 資產管理數據 EDDL還可以自動提供適用於資產管理和維護的數據。例如,EDDL可(ke)識(shi)別(bie)來(lai)自(zi)於(yu)儀(yi)表(biao)的(de)特(te)定(ding)數(shu)據(ju),像(xiang)閥(fa)門(men)特(te)性(xing)就(jiu)應(ying)該(gai)被(bei)視(shi)作(zuo)永(yong)久(jiu)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)維(wei)護(hu)以(yi)便(bian)進(jin)行(xing)診(zhen)斷(duan)。我(wo)們(men)可(ke)以(yi)隨(sui)時(shi)將(jiang)當(dang)前(qian)的(de)閥(fa)門(men)特(te)性(xing)與(yu)曆(li)史(shi)記(ji)錄(lu)進(jin)行(xing)對(dui)比(bi)來(lai)分(fen)析(xi)故(gu)障(zhang)。這(zhe)些(xie)數(shu)據(ju)存(cun)儲(chu)在(zai)主(zhu)機(ji)中(zhong),並(bing)可(ke)由(you)資(zi)產(chan)管(guan)理(li)軟(ruan)件(jian)讀(du)取(qu)。 同tong樣yang,我wo們men可ke以yi定ding義yi圖tu形xing和he圖tu表biao,用yong來lai生sheng成cheng這zhe些xie圖tu形xing和he圖tu表biao的de數shu據ju也ye是shi存cun儲chu在zai主zhu機ji當dang中zhong的de。這zhe樣yang,儀yi表biao數shu據ju就jiu可ke被bei劃hua分fen和he顯xian示shi在zai圖tu表biao中zhong,或huo是shi與yu其qi它ta儀yi表biao進jin行xing對dui比bi。這zhe些xie數shu據ju是shi對dui控kong製zhi係xi統tong本ben身shen所suo存cun儲chu和he顯xian示shi的de內nei容rong的de一yi種zhong補bu充chong,它ta們men對dui於yu用yong於yu維wei護hu管guan理li的de資zi產chan管guan理li軟ruan件jian來lai說shuo尤you其qi有you用yong。 所有的應用程序,包括複雜數據的直觀反映、雷達計的液位組態、閥門的曲線圖、分析儀和電機的控製,都不需要編寫特殊代碼。 互操作性 EDDL是自動化領域中唯一支持從標定到資產管理的標準,它為現有的2qianwantaixianchangyibiaotigongleyigetongyongdepingtai。tadehucaozuoxingjianhualekongzhixitongdeyitihuaguocheng,yinweixitongjichengshanghuoshizuizhongyonghuzaipingbiaoguochengzhong,doubixuquerensuoyoudekongzhishebeidoufuheEDDL國際標準,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。事實上所有的控製係統和儀表供應商都支持EDDL,所以規範信息豐富的傳感器、分析儀、執行機構、閥門等是非常容易的。評標將更容易,因為用戶不用擔心特定的軟件是否支持不同的設備,有了EDDL,所有支持EDDL的設備能夠支持所有的控製係統。互操作還意味著如果一台傳感器或執行機構由於種種原因不能工作,更換它們將變得更容易。 最後,對於操作人員和維護人員來說,互操作使設備的組態和診斷信息更容易獲取,所有支持EDDL的設備將在主機係統裏提供直觀的信息。如今,設備變得越來越複雜,而EDDL能使操作、診斷和維護更簡單。 總之,EDDL以簡單易懂的形式提供了所有操作和維護人員所需的信息。 感觀 控製係統供應商需要現場總線基金會的AT-401設備描述服務工具5.0版本,並將它集成到控製係統中。這樣控製係統就能夠讀取和執行EDD文件。一個項目中,無論誰是設備供應商,控製係統供應商都能從工廠每台儀表和現場設備中獲得EDD。一旦安裝了EDD文件,並且鏈接到控製係統,現場設備就能根據現場設備設計者要求的那樣在用戶界麵中進行設置,而它的感觀風格是由係統決定的。 以上講到的兩種工具可以從現場總線基金會獲得。HART基金會也有一種相似的工具。例如,HART通訊基金會(www.hartcomm.org) 提供的SDC-625智能設備組態器,它支持所有EDDL的結構,並能對EDDL文件進行評估,對現場設備進行組態。SDC-625可通過RS232轉HART接口與設備通訊,或是通過Xmtr-DD軟件與仿真現場設備通訊。它還包含了非常有用的通訊記錄窗口,實時顯示發送到現場設備的指令。 EDDL 是如何工作的 首先,儀表或設備的設計人員使用EDDL的語法XML,它像一種語言,用來詳細描述設備以及它的參數。它包括過程變量、設定點、上下限、環境溫度等。EDDL還能支持Methods,這是一種支持逐步的、交互式標定程序的解釋性腳本語言。設備設計人員從1990年就開始使用EDDL了,所以對他們而言這並不新鮮。 通過一些新的增強功能,設計人員可以決定重要參數應該在哪些用戶界麵中顯示,例如是否在柱狀圖中顯示,以什麼樣的順序顯示等(圖1)。設計EDDL用yong戶hu界jie麵mian的de顯xian示shi就jiu像xiang是shi設she計ji一yi個ge網wang頁ye。設she計ji人ren員yuan還hai能neng定ding義yi在zai何he種zhong情qing況kuang下xia需xu要yao顯xian示shi,以yi及ji如ru何he顯xian示shi。假jia如ru一yi台tai泵beng的de軸zhou承cheng溫wen度du超chao過guo了le某mou個ge設she定ding值zhi,泵beng的de圖tu標biao就jiu會hui閃shan動dong。(圖3) 回到二進製 現場總線基金會AT-400設備描述工具5.0版本檢查了EDDL源文件的語法或邏輯錯誤,把源文件轉換成更為壓縮的二進製格式,並公布錯誤信息以跟蹤和修改語法。一旦EDDL文wen件jian通tong過guo現xian場chang總zong線xian基ji金jin會hui的de測ce試shi和he注zhu冊ce,它ta就jiu將jiang以yi二er進jin製zhi的de形xing式shi出chu現xian在zai基ji金jin會hui的de網wang站zhan上shang。它ta也ye能neng通tong過guo下xia載zai和he光guang盤pan從cong設she備bei供gong應ying商shang處chu獲huo得de。由you於yu二er進jin製zhi格ge式shi不bu容rong易yi被bei修xiu改gai,所suo以yi更geng安an全quan。 |