CN103281204A - 一种现场总线设备管理及诊断方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种现场总线设备管理及诊断方法和系统，该方法包括：在所述主机系统中构建EDDL框架，所述EDDL框架可解析设备的DD文件，或在主机系统中构建FDT框架，所述FDT框架包含或兼容DTM设备所支持的各项操作功能；在所述主机系统中构建与所述EDDL框架层级结构相符的FDT技术下的设备层级结构，即FDT框架；在所述EDDL框架和所述FDT框架之间设置仪表驱动壳，通过所述仪表驱动壳将EDDL驱动网络和FDT驱动网络建立连接桥梁；所述仪表驱动壳与所述EDDL框架中的设备驱动进行交互，与所述FDT框架下的网关或通信设备进行交互。该方法在同一个框架模型下，将两个技术标准EDDL和FDT/DTM集成、兼容在一起，实现对现场总线仪表的远程管理，使符合EDDL技术和FDT技术规范的设备相互兼容。

Description

一种现场总线设备管理及诊断方法和系统

技术领域

本发明涉及现场总线设备管理及诊断技术领域，更具体的说，是涉及一种现场总线设备管理及诊断方法和系统。

背景技术

目前，对现场总线设备管理及诊断技术包括：EDDL（Electronic DeviceDescription Language，电子设备描述语言）技术和FDT（Field Device Tool，现场设备工具）技术，其中，EDDL技术是一种设备集成技术,其使用一种电子文件按一种公共语言来描述智能设备,以机器可读的格式告知应用者以何种方式与现场设备进行交互，通过手持式通信器或主机系统可与现场仪表设备进行通信，从而实现对设备的监控、数据采集、资产管理等功能。主机系统基于此技术开发管理软件时需使用对应的用于识别和解释DD文件的软件包的EDDL解析器，且主机系统需根据解析结果自行组织和实现与现场设备的实际交互的方案。FDT技术用于实现现场设备与系统之间的通信接口的标准化，完全独立于设备通信协议和主机系统的软件环境，规定了设备驱动部分和框架部分的接口标准，设备生产厂家按照DTM（Device Type Manager，设备类型管理器）部分的标准实现各种类型设备对应的驱动程序，称作DTM设备，主机系统厂家按照框架的接口标准实现用于集成和管理DTM设备的软件产品，称作FDT（Field Device Tool，现场设备工具）框架程序。

EDDL技术实现对现场总线设备的管理及诊断，需要软件厂商自行实现主机系统以及对应的设备驱动程序，而且不同类型的设备需软件厂商自行开发对应的驱动程序，其通过解析设备DD文件，自行设计和实现了组态、配置界面，实现方法上不具有FDT技术的特征。而主机系统与现场设备的交互方法及流程完全按照FDT技术中的定义来实现，FDT框架程序和DTM设备之间通过定义好的标准接口实现交互，主机系统中设备的配置界面完全由DTM设备厂家提供，所以在FDT技术下，主机系统和设备驱动是两个独立实现的部分，只有符合标准的各厂家的DTM设备可以互通，但此软件没有实现对EDDL技术的支持。

目前，虽然有系统已经提供了对EDDL技术和FDT技术的支持，在其主机系统中既可以对拥有DD文件的现场设备进行解析、通信，也可以提供独立的FDT管理工具，通过DTM设备驱动实现与现场设备的管理及诊断。在该系统中对现场设备进行组态时，按照其自身的软件设计标准实现层级设备网络的构建，此层级网络结构与FDT规范中定义的嵌套标准不一致，而且其中的设备驱动也非DTM设备，因此此种模式下只能实现对EDDL技术的支持，而不能融合进FDT技术，其主机系统能够对FDT技术支持的实现方案是采用弹出一个独立的软件界面，此界面中自动映射了先前组态的设备层级结构，与先前不同的是，该界面中的所有设备均是DTM设备驱动，此独立软件界面相当于一个FDT框架程序，所以其实现的本质是把EDDL技术和FDT技术分成了两个独立的子系统，通过关联关系而最终融合在主机系统，但EDDL技术和FDT技术的两个子系统中的设备不能相互交互。

因此，提供一种现场总线设备管理及诊断方法和系统，在同一个框架模型下，把两种技术标准（EDDL和FDT/DTM）集成、兼容在一起，提供一种统一的调用、操作、显示的方法，实现对现场总线仪表的远程管理，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种现场总线设备管理及诊断方法和系统，以克服现有技术中由于EDDL技术和FDT技术是两个独立的子系统，而使EDDL技术和FDT技术的两个子系统中的设备不能在同一主机系统中相互交互的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种现场总线设备管理及诊断方法，基于由EDDL技术和FDT技术集成的主机系统，该方法包括：

在所述主机系统中构建EDDL框架，所述EDDL框架可解析设备的DD文件，实现所述主机系统与现场设备交互的各项操作功能接口；

在所述主机系统中构建与所述EDDL框架层级结构相符的FDT技术下的设备层级结构，即FDT框架；

在所述EDDL框架和所述FDT框架之间设置仪表驱动壳，通过所述仪表驱动壳将EDDL驱动网络和FDT驱动网络建立连接桥梁；

所述仪表驱动壳与所述EDDL框架中的设备驱动进行交互，与所述FDT框架下的网关或通信设备进行交互。

其中，所述在所述主机系统中构建EDDL框架具体包括：

按照现场实际的物理链路结构对设备驱动进行分级，可分为通信卡、网关、模块、通道和设备；

采用COM技术为每种类型的设备设置对应的驱动，所述驱动按照预设的接口支持所述各项操作功能，所述接口为所述主机系统内部自定义接口；

将DD解析器设置于所述设备驱动中，对预设定义的仪表参数进行解析；

根据所述DD文件中定义的内容将所述仪表参数及通信方式展现出来。

其中，所述各项操作功能包括：设备上线、设备离线、上载参数、下载参数、数据保存、打开参数界面和报警及诊断功能等。

优选的，所述设备驱动为符合HART、FF、Profibus三种现场总线协议的智能仪表设备驱动。

优选的，所述EDDL技术和所述FDT技术可应用于C/S架构下。

本发明在上述公开的一种现场总线设备管理及诊断方法的基础上，还公开了一种现场总线设备管理及诊断系统，基于由EDDL技术和FDT技术集成的主机系统，该系统包括：

第一构建单元，用于在所述主机系统中构建EDDL框架，所述EDDL框架可解析设备的DD文件，实现所述主机系统与现场设备交互的各项操作功能接口；

第二构建单元，用于在所述主机系统中构建与所述EDDL框架层级结构相符的FDT技术下的设备层级结构，即FDT框架；

连接单元，用于在所述EDDL框架和所述FDT框架之间设置仪表驱动壳，通过所述仪表驱动壳将EDDL驱动网络和FDT驱动网络建立连接桥梁；

交互单元，用于所述仪表驱动壳与所述EDDL框架中的设备驱动进行交互，与所述FDT框架下的网关或通信设备进行交互。

其中，所述第一构建单元包括：

分级单元，用于按照现场实际的物理链路结构对设备驱动进行分级，可分为通信卡、网关、模块、通道和设备；

设置单元，用于采用COM技术为每种类型的设备设置对应的驱动，所述驱动按照预设的接口支持所述各项操作功能，所述接口为所述主机系统内部自定义接口；

解析单元，用于将DD解析器设置于所述设备驱动中，对预设定义的仪表参数进行解析；

展现单元，用于根据所述DD文件中定义的内容将所述仪表参数及通信方式展现出来。

优选的，所述各项操作功能包括：设备上线、设备离线、上载参数、下载参数、数据保存、打开参数界面和报警及诊断功能等。

优选的，所述设备驱动为符合HART、FF、Profibus三种现场总线协议的智能仪表设备驱动。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开了一种现场总线设备管理及诊断方法和系统，该方法包括：在所述主机系统中构建EDDL框架，所述EDDL框架可解析设备的DD文件，实现主机系统与现场设备交互的各项操作功能接口；在所述主机系统中构建与所述EDDL框架层级结构相符的FDT技术下的设备层级结构，即FDT框架；在所述EDDL框架和所述FDT框架之间设置仪表驱动壳，通过所述仪表驱动壳将EDDL驱动网络和FDT驱动网络建立连接桥梁；所述仪表驱动壳与所述EDDL框架中的设备驱动进行交互，与所述FDT框架下的网关或通信设备进行交互。该方法在同一个框架模型下，将两个技术标准EDDL和FDT/DTM集成、兼容在一起，提供一种统一的调用、操作和显示的方法，实现对现场总线仪表的远程管理，并使符合EDDL技术和FDT技术规范的设备在同一主机系统中相互兼容进行界面切换。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种现场总线设备管理及诊断方法的流程图；

图2为本发明实施例公开的一种现场总线设备管理及诊断方法的流程中步骤101的具体步骤流程图；

图3为本发明实施例支持EDDL技术的主机系统的设备驱动关系图；

图4为本发明实施例融合了FDT技术和EDDL技术后的框架图；

图5为本发明实施例公开的一种现场总线设备管理及诊断系统的结构示意图；

图6为本发明实施例公开的一种现场总线设备管理及诊断系统中第一构建单元的具体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开了一种现场总线设备管理及诊断方法和系统，该方法包括：在所述主机系统中构建EDDL框架，所述EDDL框架可解析设备的DD文件，实现主机系统与现场设备交互的各项操作功能接口；在所述主机系统中构建与所述EDDL框架层级结构相符的FDT技术下的设备层级结构，即FDT框架；在所述EDDL框架和所述FDT框架之间设置仪表驱动壳，通过所述仪表驱动壳将EDDL驱动网络和FDT驱动网络建立连接桥梁；所述仪表驱动壳与所述EDDL框架中的设备驱动进行交互，与所述FDT框架下的网关或通信设备进行交互。该方法在同一个框架模型下，将两个技术标准EDDL和FDT/DTM集成、兼容在一起，提供一种统一的调用、操作和显示的方法，实现对现场总线仪表的远程管理，并使符合EDDL技术和FDT技术规范的设备在同一主机系统中相互兼容进行界面切换。

请参阅附图1，为本发明实施例公开的一种现场总线设备管理及诊断方法的流程图。本发明需要解决的两个问题：1、使一个主机系统能够同时集成FDT技术和EDDL技术，既可解析DD文件也可打开设备DTM；2、提供一种统一的调用、操作、显示的方法，实现对现场总线设备的管理及诊断。

为了实现上述的两个需要解决的问题，主机系统设计实现时需要遵循的原则为：1、主机系统作为所有设备对象的框架程序,前提是能够解析设备的DD文件，同时它应包含或兼容DTM设备所支持的各种操作功能，如设备上线、设备离线、上载参数、下载参数、数据保存、打开参数界面、报警及诊断等；2、以COM技术为基础，各驱动对象以COM对象的方式存在；3、驱动结构为层级结构，上下层通过定义好的接口形成调用关系；4、能够获取设备的报警诊断信息并显示；5、能够在同一个窗口中显示DTM或DD文件的内容，供用户进行配置设备参数的操作。

本发明实施例公开了一种现场总线设备管理及诊断方法，具体请参阅附图1，基于由EDDL技术和FDT技术集成的主机系统，该方法具体步骤包括：步骤101：在主机系统中构建EDDL框架，EDDL框架可解析设备的DD文件，实现主机系统与现场设备交互的各项操作功能接口。

请参阅附图2，为本发明实施例公开的一种现场总线设备管理及诊断方法的流程中步骤101的具体步骤流程图。步骤101中在所述主机系统中构建EDDL框架具体包括：

步骤1011：按照现场实际的物理链路结构对设备驱动进行分级，可分为通信卡、网关、模块、通道和设备。

分级种类与实际的硬件种类有关，分级设计的优点是更面向对象且易于扩展，通过不同种类的设备驱动的组合可构建出任意符合现场实际物理结构的软件系统。

步骤1012：采用COM技术为每种类型的设备设置对应的驱动，驱动按照预设的接口支持所述各项操作功能，接口为所述主机系统内部自定义接口。

步骤1013：将DD解析器设置于设备驱动中，对预设定义的仪表参数进行解析。

步骤1014：根据DD文件中定义的内容将仪表参数及通信方式展现出来。

其中，各项操作功能包括：设备上线、设备离线、上载参数、下载参数、数据保存、打开参数界面和报警及诊断功能等。所有接口为主机系统内部自定义的接口，与FDT接口不兼容。

优选的，设备驱动为符合HART、FF、Profibus三种现场总线协议的智能仪表设备驱动，以便能够对仪表定义的参数进行解析。

具体的，请参阅附图3，为本发明实施例支持EDDL技术的主机系统的设备驱动关系图。

步骤102：在主机系统中构建与EDDL框架层级结构相符的FDT技术下的设备层级结构，即FDT框架。

在主机系统中构建与EDDL框架层级结构相符的FDT技术下的设备层级结构的关键点有三个：一是自动在后台创建，二是符合FDT技术框架的要求，三是与现有的EDDL设备驱动层级结构保持一致。

步骤103：在EDDL框架和FDT框架之间设置仪表驱动壳，通过仪表驱动壳将EDDL驱动网络和FDT驱动网络建立连接桥梁。

步骤104：仪表驱动壳与EDDL框架中的设备驱动进行交互，与FDT框架下的网关或通信设备进行交互。

设计一个类似于桥的软件装置，我们把它叫做仪表驱动壳，通过仪表驱动壳把EDDL驱动网络和FDT驱动网络连接起来，仪表驱动壳对上与主机系统中的设备驱动进行交互，对下与FDT框架下的网关或通信设备进行交互。

请参阅附图4，为本发明实施例融合了FDT技术和EDDL技术后的框架图。具体的，当用户需要以DD方式进行对现场总线设备管理及诊断时，通信路径为“通信设备驱动程序”——“模块设备驱动程序”——“通道设备驱动程序”——“仪表设备驱动程序（内置DD解析器）”；当用户需要以DTM方式进行对现场总线设备管理及诊断时，通信路径为“通信设备驱动程序”——“模块设备驱动程序”——“通道设备驱动程序”——“模块设备驱动程序——“通道设备驱动程序”——“仪表驱动壳”——“网关DTM”——“设备DTM”。上述的设计方案解决了在同一个主机系统中，可以以相同的操作方法，同时实现对EDDL设备和DTM设备的管理和维护，同时可管理DTM设备和DD设备，扩充了所管理及诊断的智能仪表设备的类型；操作方法统一，使使用者感觉不到FDT技术和EDDL技术的区别；使FDT技术和EDDL技术在一个软件系统下共同应用成为可能；对DTM设备和DD设备提供的诊断数据可以使用同一的方法处理；未使用FDT技术的框架程序也可使用DTM设备。

本发明公开了一种现场总线设备管理及诊断方法，该方法包括：在所述主机系统中构建EDDL框架，所述EDDL框架可解析设备的DD文件，实现主机系统与现场设备交互的各项操作功能接口；在所述主机系统中构建与所述EDDL框架层级结构相符的FDT技术下的设备层级结构，即FDT框架；在所述EDDL框架和所述FDT框架之间设置仪表驱动壳，通过所述仪表驱动壳将EDDL驱动网络和FDT驱动网络建立连接桥梁；所述仪表驱动壳与所述EDDL框架中的设备驱动进行交互，与所述FDT框架下的网关或通信设备进行交互。该方法在同一个框架模型下，将两个技术标准EDDL和FDT/DTM集成、兼容在一起，提供一种统一的调用、操作和显示的方法，实现对现场总线仪表的远程管理，使符合EDDL技术和FDT技术规范的设备在同一主机系统中相互兼容进行界面切换。

在上述本发明公开的实施例的基础上，请参阅附图5，为本发明实施例公开的一种现场总线设备管理及诊断系统的结构示意图。本发明实施例还公开了一种现场总线设备管理及诊断系统，基于由EDDL技术和FDT技术集成的主机系统，该系统包括：第一构建单元501，用于在主机系统中构建EDDL框架，EDDL框架可解析设备的DD文件，实现主机系统与现场设备交互的各项操作功能接口；第二构建单元502，用于在主机系统中构建与EDDL框架层级结构相符的FDT技术下的设备层级结构，即FDT框架；连接单元503，用于在EDDL框架和FDT框架之间设置仪表驱动壳，通过仪表驱动壳将EDDL驱动网络和FDT驱动网络建立连接桥梁；交互单元504，用于仪表驱动壳与EDDL框架中的设备驱动进行交互，与FDT框架下的网关或通信设备进行交互。

本发明公开了一种现场总线设备管理及诊断系统，该系统在同一个框架模型下，将两个技术标准EDDL和FDT/DTM集成、兼容在一起，提供一种统一的调用、操作和显示的方法，实现对现场总线仪表的远程管理，使符合EDDL技术和FDT技术规范的设备在同一主机系统中相互兼容进行界面切换。

请参阅附图6，为本发明实施例公开的一种现场总线设备管理及诊断系统中第一构建单元的具体结构示意图。具体的，上述第一构建单元501主要包括：分级单元5011，用于按照现场实际的物理链路结构对设备驱动进行分级，可分为通信卡、网关、模块、通道和设备；设置单元5012，用于采用COM技术为每种类型的设备设置对应的驱动，驱动按照预设的接口支持各项操作功能，接口为所述主机系统内部自定义接口；解析单元5013，用于将DD解析器设置于设备驱动中，对预设定义的仪表参数进行解析；展现单元5014，用于根据DD文件中定义的内容将仪表参数及通信方式展现出来。

综上所述：本发明公开了一种现场总线设备管理及诊断方法和系统，该方法包括：在所述主机系统中构建EDDL框架，所述EDDL框架可解析设备的DD文件，实现主机系统与现场设备交互的各项操作功能接口；在所述主机系统中构建与所述EDDL框架层级结构相符的FDT技术下的设备层级结构，即FDT框架；在所述EDDL框架和所述FDT框架之间设置仪表驱动壳，通过所述仪表驱动壳将EDDL驱动网络和FDT驱动网络建立连接桥梁；所述仪表驱动壳与所述EDDL框架中的设备驱动进行交互，与所述FDT框架下的网关或通信设备进行交互。该方法在同一个框架模型下，将两个技术标准EDDL和FDT/DTM集成、兼容在一起，提供一种统一的调用、操作和显示的方法，实现对现场总线仪表的远程管理，使符合EDDL技术和FDT技术的规范设备在同一主机系统中相互兼容进行界面切换。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种现场总线设备管理及诊断方法，其特征在于，基于由EDDL技术和FDT技术集成的主机系统，该方法包括：

在所述主机系统中构建EDDL框架，所述EDDL框架可解析设备的DD文件，实现所述主机系统与现场设备交互的各项操作功能接口；

在所述主机系统中构建与所述EDDL框架层级结构相符的FDT技术下的设备层级结构，即FDT框架；

在所述EDDL框架和所述FDT框架之间设置仪表驱动壳，通过所述仪表驱动壳将EDDL驱动网络和FDT驱动网络建立连接桥梁；

所述仪表驱动壳与所述EDDL框架中的设备驱动进行交互，与所述FDT框架下的网关或通信设备进行交互。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述主机系统中构建EDDL框架具体包括：

按照现场实际的物理链路结构对设备驱动进行分级，可分为通信卡、网关、模块、通道和设备；

采用COM技术为每种类型的设备设置对应的驱动，所述驱动按照预设的接口支持所述各项操作功能，所述接口为所述主机系统内部自定义接口；

将DD解析器设置于所述设备驱动中，对预设定义的仪表参数进行解析；

根据所述DD文件中定义的内容将所述仪表参数及通信方式展现出来。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述各项操作功能包括：设备上线、设备离线、上载参数、下载参数、数据保存、打开参数界面和报警及诊断功能等。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设备驱动为符合HART、FF、Profibus三种现场总线协议的智能仪表设备驱动。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述EDDL技术和所述FDT技术可应用于C/S架构下。

6.一种现场总线设备管理及诊断系统，其特征在于，基于由EDDL技术和FDT技术集成的主机系统，该系统包括：

第一构建单元，用于在所述主机系统中构建EDDL框架，所述EDDL框架可解析设备的DD文件，实现所述主机系统与现场设备交互的各项操作功能接口；

第二构建单元，用于在所述主机系统中构建与所述EDDL框架层级结构相符的FDT技术下的设备层级结构，即FDT框架；

连接单元，用于在所述EDDL框架和所述FDT框架之间设置仪表驱动壳，通过所述仪表驱动壳将EDDL驱动网络和FDT驱动网络建立连接桥梁；

交互单元，用于所述仪表驱动壳与所述EDDL框架中的设备驱动进行交互，与所述FDT框架下的网关或通信设备进行交互。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一构建单元包括：

分级单元，用于按照现场实际的物理链路结构对设备驱动进行分级，可分为通信卡、网关、模块、通道和设备；

设置单元，用于采用COM技术为每种类型的设备设置对应的驱动，所述驱动按照预设的接口支持所述各项操作功能，所述接口为所述主机系统内部自定义接口；

解析单元，用于将DD解析器设置于所述设备驱动中，对预设定义的仪表参数进行解析；

展现单元，用于根据所述DD文件中定义的内容将所述仪表参数及通信方式展现出来。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述各项操作功能包括：设备上线、设备离线、上载参数、下载参数、数据保存、打开参数界面和报警及诊断功能等。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述设备驱动为符合HART、FF、Profibus三种现场总线协议的智能仪表设备驱动。

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