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建立开放标准 从传感器到云端提升互操作性

导读: FDT/OPC标准的结合,旨在创建一个由标准化工业网络、自动化系统和设备连接构成的系统基础设施。远程访问连接的机器、生产装置和设备有助于推动性能改进。

  FDT/OPC标准的结合,旨在创建一个由标准化工业网络、自动化系统和设备连接构成的系统基础设施。远程访问连接的机器、生产装置和设备有助于推动性能改进。

  在现有商用产品的互操作性上,FDT组织和OPC基金会展开了合作,旨在帮助工厂和其它工业设施,在企业范围内获得从传感器到云端的互操作性,增强整个工业部门的生命周期管理。

  自2011以来,FDT组织和OPC基金会在现有商用(off-the-shelf)产品的互操作性上展开了合作,旨在帮助工厂和其它工业设施,在使用开放标准方面获得更高的回报。这种合作,为在企业范围内获得从传感器到云端的互操作性,增强整个工业部门的生命周期管理打开了一扇门。

  建立开放标准

  为理解当前如火如荼的FDT和OPC标准的发展及其在过程、和工厂自动化中所能提供的收益,需要对其历史发展轨迹做一个简短的回顾。

  FDT标准始于1998年,并相继被吸收到IEC62453、ISA103和中国GB/T29618标准中。它致力于在现场设备和主机系统之间提供一个开放的、供应商中立的通讯和配置接口。这包括用于访问设备复杂功能的通用环境。

  该标准有两个主要的软件部分:一部分是包括图形用户界面(GUI)的框架应用(FDT/框架);另一部分是设备类型管理器(DTM),该管理器作为设备驱动,为制造商提供给定设备所显示属性的控制功能。该框架应用程序可以被嵌入到可编程逻辑控制器(PLC)的编程工具、分布式控制系统(DCS)和资产管理系统中,或作为一个独立的配置工具使用。新版本FDT2.0能够支持最新的运营环境,并使用了Microsoft.NET技术平台。

  OPC标准始于1996年,致力于在生产制造工厂和其它企业内实现安全和可靠的数据交换。OPC统一架构(OPCUA)是一个平台独立、面向服务的体系架构,并将OPC原有的技术规范功能集成到同一框架之下。

  FDT标准,旨在成为重要的信息枢纽,而OPCUA标准则提供了基础设施,使信息可供其它应用程序和平台使用。两者协同工作,使得传感器、网络、拓扑信息,能够提供给企业资源规划(ERP)系统、云端、工业物联网(IIoT)以及工业4.0。

  增加现有产品的互操作性

  FDT/OPC联合项目的设想是通过为FDT2.0标准提供标准插件,使其可以利用OPCUA规范,在整个企业范围内为启用数据通讯提供连结性。这种方法充分体现了设备到云计算的策略,从而可以为现有以及未来支持FDT的设备提供配置、诊断、设备健康状态、通信、历史数据访问、报警和事件服务等功能。

  FDT标准采用物理网络拓扑和逻辑拓扑来实现工厂分层。工业环境中的网络协议允许框架应用系统与任何设备对话。这包括通过不同网络的透明通道实现访问终端设备的能力。在运行生命周期内,框架应用程序还可以接收调试、诊断、预测和其它高层次数据。为使这些数据源能够提供给OPCUA架构使用,这些数据被映射到OPCUA的数据模型中,支持FDT/框架的系统被配置为OPCUA服务器。

  客户端可以请求与FDT/OPC服务器和接入拓扑、健康以及其它数据的安全连接。客户端访问没有数量的限制,而只受限于服务器的容量及网络带宽的限制。

  优化网络和设备管理

  系统厂商可以使用服务器辅助设备进行部署。将框架应用程序嵌入到DCS、PLC或其它系统的系统供应商,具有将OPCUA服务器集成到一个应用程序中的能力,这样就可以从任何客户端访问应用程序。

  将由设备类型管理器(DTM)所提供的信息集成以及纳入到信息模型的其它设备驱动程序,是设备诊断、配置、远程资产管理以及与制造执行系统(MES)整合的重要功能。信息模型旨在提高网络功能和设备管理,这有助于通过访问数据来优化企业,而无需针对协议做处理。它还提供了对以前不支持设备的支持。

  使用DTM或其它设备,如电子设备描述(EDD)以及现场设备集成(FDI)装置包等常用的工程工具,就可以对网络和设备进行配置。由DTM所提供的信息,包括设备类型、参数和输入/输出(I/O),可以帮助建立信息模型。该合作旨在增加信息模型的丰富性,同时充分利用服务器。在自动化架构中,服务器无处不在,主要用于传输和路由信息。

  设备通讯方法和使用工业设备信息模型的机器数据,旨在利用全局视图和集成来整合就地控制和监视。由于用其可以更好、更快的进行决策制定,因此这是一个很好的大数据应用示例。

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