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摘要：本文闡述了電子設(shè)備描述語言（Enhanced Electronics Device Description, EDDL）是如何簡(jiǎn)化設(shè)備的調(diào)試、標(biāo)定和診斷工作的，同時(shí)闡述了EDDL的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。EDDL是各種總線協(xié)議的關(guān)鍵技術(shù)之一。

    在當(dāng)今的自動(dòng)化領(lǐng)域，各種智能設(shè)備協(xié)議都具有特定的開放性和互操作性，符合各種總線標(biāo)準(zhǔn)的的智能設(shè)備品種繁多系列廣泛。這就勢(shì)必需要一種結(jié)構(gòu)化的、靈活的、規(guī)模可變的通用軟件來管理這些智能設(shè)備。電子設(shè)備描述語言（EDDL）是許多智能設(shè)備協(xié)議，如HART、FOUNDATION fieldbus和PROFIBUS等普遍使用的核心軟件。EDDL是描述智能設(shè)備的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)語言。

    使用標(biāo)準(zhǔn)的語言，用戶就能夠?qū)碜杂诓煌瑓f(xié)議的不同的智能設(shè)備的信息整合在一起。 EDDL作為唯一的設(shè)備描述通用語言，可以確保設(shè)備版本升級(jí)時(shí)，設(shè)備管理軟件能同時(shí)得到更新。

    EDDL類似于HTML。HTML是當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)使用的計(jì)算機(jī)語言，不管你使用任何一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過HTML就可以從英特網(wǎng)獲得不同來源的信息。簡(jiǎn)而言之，EDDL是基于標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)記語言（SGML）開發(fā)的，不管你使用何種數(shù)字化工具（比如DCS工作站軟件、AMS設(shè)備管理軟件或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備手操器等）都很容易獲得不同總線設(shè)備的信息。

    各種現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備組態(tài)和維護(hù)軟件是如何將數(shù)字總線的通訊信號(hào)翻譯成數(shù)值、文本或圖形的呢？EDDL是這些設(shè)備組態(tài)和維護(hù)軟件的引擎，它在標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議的后臺(tái)工作，一般使用者并不會(huì)注意到它的存在。 EDDL簡(jiǎn)化了儀表工程師的工作，因?yàn)閮x表工程師對(duì)所有支持EDDL的設(shè)備都可使用同一種工具，從而避免了為不同設(shè)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(shè)備的管理也變得可行。EDDL增強(qiáng)型功能的出現(xiàn)，使儀表供應(yīng)商能夠以一種界面友好的可視方式來描述他們的設(shè)備，而不僅僅是一張參數(shù)表。

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

一、EDDL的技術(shù)特點(diǎn)

    要理解EDDL的獨(dú)特性能，就要看看EDDL是如何使設(shè)備管理更有效，并且讓用戶從智能設(shè)備管理系統(tǒng)、手操器和預(yù)測(cè)維護(hù)實(shí)踐中獲益的。

    讓我們來與Windows操作系統(tǒng)中的打印機(jī)驅(qū)動(dòng)軟件作個(gè)比較。一般一臺(tái)計(jì)算機(jī)只連接少數(shù)幾臺(tái)打印機(jī)，每臺(tái)打印機(jī)都需要獨(dú)特的驅(qū)動(dòng)程序。而設(shè)備管理軟件或工具必須能夠與幾百種設(shè)備連接，每臺(tái)設(shè)備的版本可能不同，設(shè)備的數(shù)量可能不斷增加，設(shè)備的型號(hào)和版本也可能不斷升級(jí)和更新。這就是為什么需要一個(gè)規(guī)模可變的方案。

    EDDL使許多不同版本的設(shè)備信息能夠整合到相同的軟件和手操器中。使用EDDL，設(shè)備供應(yīng)商可以描述它的設(shè)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(shè)備管理系統(tǒng)或手操器中顯示出來，供技術(shù)人員操作和查看。實(shí)現(xiàn)這些功能根本就不需要安裝任何驅(qū)動(dòng)軟件。
 

    EDDL是一種用來描述設(shè)備信息的標(biāo)記語言，這種描述文件基于類似HTML或XML的標(biāo)簽，它包括標(biāo)注、數(shù)據(jù)類型、分類、范圍、工程單位、幫助文本及其它內(nèi)容。這些和其它許多的計(jì)算機(jī)語言是一樣的。

    EDDL采用交互式的語言，來幫助技術(shù)人員通過一系列的步驟完成復(fù)雜的任務(wù)，例如診斷、標(biāo)定和高級(jí)設(shè)置。EDDL文件非常小，因而可以方便地通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸。各種類型和版本的設(shè)備文件也可以存儲(chǔ)在手操器中。

    當(dāng)EDDL文件被復(fù)制到電腦或手操器中后，軟件就會(huì)根據(jù)文件中的EDDL關(guān)鍵字和交互式操作腳本生成相關(guān)的圖形，以供技術(shù)人員操作和查看。設(shè)備管理軟件和手操器的工作方式與網(wǎng)絡(luò)瀏覽器瀏覽HTML網(wǎng)頁的方式是一樣的。

二、EDDL完全滿足用戶的需求

    NAMUR(www.namur.de) 是一個(gè)過程工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的國(guó)際用戶聯(lián)盟，聯(lián)盟成員對(duì)于新設(shè)備、新系統(tǒng)和新技術(shù)有共同的要求，聯(lián)盟同時(shí)積極參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。NE105是NAMUR推薦的“現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備和工程工具軟件集成規(guī)范”，它強(qiáng)調(diào)應(yīng)用程序與操作系統(tǒng)的接口必須長(zhǎng)期穩(wěn)定，以保護(hù)用戶以往的投資。

    對(duì)于過程工業(yè)而言，工廠的運(yùn)行都要持續(xù)很多年，這是必須考慮的一個(gè)重要因素。不管選用哪種現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備集成技術(shù)，都不能以縮短控制系統(tǒng)的壽命為代價(jià)。應(yīng)該盡量避免一味追求使用新潮的IT技術(shù)，而過快淘汰現(xiàn)有設(shè)備，造成已有資產(chǎn)投資得不到保護(hù)。

    EDDL 有許多特性（將在下文進(jìn)行闡述），在設(shè)備管理、工廠管理和保持軟件長(zhǎng)期可用等方面，完全滿足NAMUR NE105的要求。
 

三、全面的設(shè)備功能支持

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

    3.1  統(tǒng)一的設(shè)備顯示界面

    由于EDDL適用于所有各種智能設(shè)備，不需要獨(dú)立安裝驅(qū)動(dòng)程序，使用EDDL的智能設(shè)備管理軟件和其它工具都能夠很方便地使用，而且界面統(tǒng)一。根據(jù)使用者對(duì)使用方便、設(shè)置容易、標(biāo)定步驟簡(jiǎn)單和診斷信息直觀等方面的要求，設(shè)備供應(yīng)商可以決定設(shè)備信息的顯示方式。設(shè)備管理軟件能夠確保來自于不同廠商的不同設(shè)備的信息顯示和操作界面風(fēng)格是一致的。在操作方面，鼠標(biāo)點(diǎn)擊的方式、通過游標(biāo)或鍵盤改變數(shù)值的操作方式、趨勢(shì)圖和波形圖的放大縮小的操作方法，對(duì)所有的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備也都是一樣的。

設(shè)備管理軟件在自動(dòng)化結(jié)構(gòu)圖中的位置（手操器也可用于獲得設(shè)備信息）

    3.2  EDDL保護(hù)用戶的投資

    工廠人員發(fā)現(xiàn)即使在主機(jī)系統(tǒng)的Windows操作系統(tǒng)版本更新，或者安裝了Windows的補(bǔ)丁程序之后，設(shè)備的EDDL文件依然可以正常工作。既然EDDL是一種標(biāo)準(zhǔn)，而不是單個(gè)設(shè)備所專有的，因而當(dāng)計(jì)算機(jī)、操作系統(tǒng)或是設(shè)備管理軟件升級(jí)的時(shí)候，無需為已有的設(shè)備尋找新的驅(qū)動(dòng)程序。這種與操作系統(tǒng)相互獨(dú)立的特性是EDDL的最大優(yōu)勢(shì)之一，它確保了智能設(shè)備管理軟件及相關(guān)工具可長(zhǎng)期使用，而工廠對(duì)于智能設(shè)備和軟件的投資也得到了保障。
 

    3.3  EDDL是唯一被廣泛認(rèn)可的通用方案

    無論設(shè)備使用的是何種協(xié)議，EDDL技術(shù)都能夠獲得它們的信息，這就使主機(jī)軟件能夠支持品種廣泛的設(shè)備、可以完成從調(diào)試到復(fù)雜維護(hù)等工作。不論是安裝在PC上的設(shè)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(jiǎn)單的文本信息，比如溫度變送器的溫度測(cè)量值和變送器的健康狀態(tài)；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(fù)雜信息。

    3.4  設(shè)備集成方便

    因?yàn)橛辛薊DDL，在智能設(shè)備管理軟件或手操器中添加一個(gè)新型號(hào)的設(shè)備或進(jìn)行設(shè)備版本的升級(jí)就十分簡(jiǎn)單了，只要從英特網(wǎng)上下載一個(gè)很小的EDDL文件，然后拷貝到設(shè)備管理軟件中就可以了。因此，要在設(shè)備管理軟件中增加新的無線儀表，實(shí)現(xiàn)無線儀表和設(shè)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(shè)備管理軟件并不需要設(shè)備供應(yīng)商編寫軟件程序來支持?jǐn)?shù)據(jù)驗(yàn)證、離線參數(shù)、以及數(shù)據(jù)保存或打印功能。有了EDDL，設(shè)備管理軟件中的豐富功能對(duì)所有的設(shè)備都是適用的。

    3.6  數(shù)據(jù)對(duì)外部應(yīng)用開放

    基于EDDL的系統(tǒng)不僅能夠?qū)⒃O(shè)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(wù)器將這些信息傳送到其它應(yīng)用軟件中。這與單純?cè)诒镜仉娔X屏幕中顯示相比是有很大優(yōu)勢(shì)的。

    3.7  唯一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)

    作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（IEC 61804-3），EDDL可以確保軟件和手操器能夠與舊的EDDL文件兼容，同時(shí)也能與新設(shè)備的EDDL文件兼容。

    3.8  魯棒性

    基于EDDL的智能設(shè)備管理軟件或手操器不需要第三方軟件，在同時(shí)使用不同廠商的不同設(shè)備時(shí)就不用擔(dān)心會(huì)有什么麻煩了。各種版本的設(shè)備都有唯一的EDDL文件（無需驅(qū)動(dòng)軟件或共享文件）,這就避免了在控制系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)卸載舊版的設(shè)備驅(qū)動(dòng)軟件所帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

    3.9  測(cè)試

    因?yàn)樵谧?cè)HART和FOUNDATION fieldbus設(shè)備時(shí)，要進(jìn)行設(shè)備的互操作性測(cè)試，同時(shí)也需要測(cè)試設(shè)備的EDDL文件，這就能保證系統(tǒng)軟件和手操器可以方便且無風(fēng)險(xiǎn)地兼容所有設(shè)備型號(hào)和版本。

    3.10 安全

    在基于EDDL的系統(tǒng)或手操器中加入設(shè)備時(shí)，不需要安裝軟件或進(jìn)行軟件許可注冊(cè)，這就減少了惡意代碼侵入的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也比需要安裝驅(qū)動(dòng)軟件的方式更安全。

四、EDDL的顯著效益

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

    此外，設(shè)備管理的好處在整個(gè)系統(tǒng)的生命周期中都有所體現(xiàn)：無論是在設(shè)備調(diào)試、正常運(yùn)行，還是日常維護(hù)，設(shè)備管理軟件無時(shí)不刻都在發(fā)揮作用。與工廠所能獲得的節(jié)省以及增加的產(chǎn)出相比，設(shè)備管理軟件的成本是很低的。更重要的是，設(shè)備管理軟件提高了工廠的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

    4.1  調(diào)試方面的優(yōu)勢(shì)

    從控制系統(tǒng)的調(diào)試開始，設(shè)備管理軟件的優(yōu)勢(shì)就體現(xiàn)出來了。可以用設(shè)備管理軟件來測(cè)試新敷設(shè)的電纜是否正確連接，這比以前更省時(shí)又省力。可以在中控室激活所有設(shè)備的仿真功能，來進(jìn)行回路測(cè)試，這樣大大加快了回路測(cè)試的速度。更重要的是可以在中控室就能確認(rèn)設(shè)備是否從仿真狀態(tài)回復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)。由于能自動(dòng)偵測(cè)和識(shí)別在線設(shè)備，設(shè)備的調(diào)試時(shí)間比以往的做法大大縮短。
 
    4.2  運(yùn)行收益

    設(shè)備性能問題可以造成生產(chǎn)工藝的波動(dòng)甚至停車。而且，如果設(shè)備性能差，會(huì)在不知不覺中降低回路運(yùn)行性能，例如閥門由于振動(dòng)磨損而過早老化等。過程不穩(wěn)定的因素包括：變送器的長(zhǎng)期零點(diǎn)漂移；由于磨損或破裂造成精確度下降；閥門振動(dòng)或粘連；設(shè)備失效以及設(shè)置和整定不正確。過程可變帶來的結(jié)果是質(zhì)量差、產(chǎn)出低、產(chǎn)量低于設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。人們經(jīng)常將設(shè)定點(diǎn)定在偏高的位置來減少報(bào)警，這是錯(cuò)誤的，這樣做不但會(huì)降低產(chǎn)品質(zhì)量而且也會(huì)增加原料的消耗。正確的方法是使用設(shè)備管理軟件來偵測(cè)引起過程可變的因素，并避免它們的發(fā)生。
 

    4.3  維護(hù)收益

    設(shè)備管理帶來的最大收益是改善了維護(hù)方式，維護(hù)人員通過在中控室對(duì)設(shè)備進(jìn)行診斷，確認(rèn)真的有問題才去現(xiàn)場(chǎng)，從而減少了去現(xiàn)場(chǎng)的次數(shù)。系統(tǒng)能夠自動(dòng)跟蹤設(shè)備的狀態(tài)，避免了不必要的常規(guī)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(shù)來解決。設(shè)備的故障被很生動(dòng)地顯示出來，技術(shù)人員能夠看到哪里發(fā)生故障，根源是什么，然后選擇合適的備件和工具去現(xiàn)場(chǎng)解決問題。
 
    設(shè)備管理最大的收益是改善了維護(hù)方式

    4.4  在符合法規(guī)方面的優(yōu)勢(shì)

    設(shè)備管理軟件中有一個(gè)選項(xiàng)是“活動(dòng)記錄和追蹤（audit Trail）”，它記錄了所有的操作，例如改變參數(shù)、替換設(shè)備、標(biāo)定和維護(hù)檢查。這種方式減少了紙張的記錄工作，同時(shí)非常符合ISO 9000、 OSHA 1910和 FDA等標(biāo)準(zhǔn)的程序要求。

五、打開互操作之門的鑰匙

    EDDL使用方便，功能強(qiáng)勁，使它成為深受全球各個(gè)工廠歡迎的設(shè)備一體化技術(shù)。有了EDDL的增強(qiáng)型功能，獲取設(shè)備信息就更簡(jiǎn)單了，就如同有了HTML，網(wǎng)頁的瀏覽就更容易了。技術(shù)人員的工作效率將大大提高。總而言之，設(shè)備管理軟件、控制系統(tǒng)和其它工具通過EDDL能夠更方便地對(duì)過程自動(dòng)化系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤。

    智能設(shè)備管理軟件或系統(tǒng)是數(shù)字化工廠結(jié)構(gòu)的核心，它利用現(xiàn)場(chǎng)智能提高工廠性能。要將精確、操作性高的設(shè)備信息及時(shí)傳送給需要這些信息的技術(shù)人員，沒有一個(gè)單一的總線技術(shù)是萬能的。不同的通訊協(xié)議、不同廠商的不同型號(hào)的設(shè)備必須共同在同一個(gè)軟件中工作。

    大多數(shù)工廠可能采用基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線（FOUNDATION fieldbus）來控制過程設(shè)備，用Profibus DP來控制機(jī)電設(shè)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(xié)議的優(yōu)勢(shì)整合在一起。

六、未來的設(shè)備集成技術(shù)：一個(gè)比兩個(gè)好

    在以前，F(xiàn)DT組織積極推廣類似于打印機(jī)驅(qū)動(dòng)程序式的設(shè)備集成技術(shù)，形成了有別于EDDL的技術(shù)方案。兩種技術(shù)的共同存在，給業(yè)界和用戶帶來了困惑。

    在2007德國(guó)漢諾威儀器儀表展覽會(huì)上舉行了一個(gè)歷史性的新聞發(fā)布會(huì)。在會(huì)上，F(xiàn)DT組織宣布了他們加入EDDL Cooperation Team（EDDL合作組織，簡(jiǎn)稱ECT）的決定。之前ECT的成員包括HART Communication Foundation（HART通訊基金會(huì)）、Fieldbus Foundation（現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)）、Profibus International（Profibus國(guó)際組織）和OPC Foundation（OPC基金會(huì)）。新擴(kuò)大的ECT所有成員承諾將一起努力開發(fā)下一代的設(shè)備集成技術(shù)（Field Device Integration，簡(jiǎn)稱FDIO），新的FDI技術(shù)將以EDDL技術(shù)為基礎(chǔ)。同時(shí)將以O(shè)PC-UA規(guī)范為基礎(chǔ)，開發(fā)接口軟件插件，整合設(shè)備驅(qū)動(dòng)軟件。

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