GB T 29618.1-2013 现场设备工具(FDT)接口规范 第1部分：概述和导则.pdf

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1、ICS 25.040 N 10 毒草3中华人民共和国国家标准GB/T 29618.12013/IEC 62453-1 :2009 现场设备工具(FDT)接口规范第1部分:概述和导则2013-07-19发布Field device tool (FDT) interface specification Part 1: Overview and guidance (lEC 62453-1: 2009 , IDT) 2013-12-15实施FT!JT气中华人民共和国国家质量监督检验检蔑总局也tf辛辛f/中国国家标准化管理委员会。叩GB/T 29618.1-2013月EC62453-1 : 2009 目

2、次前言.v 引言.VI 1 范围-2 规范性引用文件3 术语和定义、符号和缩略语、约定3.1 术语和定义3.2 符号和缩略语.5 3.3 约定.64 现场设备工具概述64. 1 概要.64.2 FDT的目标.7 4.2.1 通用特性.7 4.2.2 对设备和模块制造商的价值.7 4.2.3 对系统制造商和集成商的价值.74.2.4 其他应用.8 4.3 FDT模型.8 4.3.1 概述.8 4.3.2 框架应用程序.94.3.3 设备类型管理器104.3.4 通信通道模念. . 11 4.3.5 表示对象125 现场设备工具DT)接口规范标准及相关文件的结构5.1 结构模述.13 5.2 现场

3、设备工具(FDT)接口规范标准第2部分一一-概念和详细描述. 14 5.3 现场设备工具(FDT)接口规范标准第3xy部分-一通信行规集成.14 5.3.1 概述.14 5.3.2 通信行规集成FF现场总线规范.14 5.3.3通信行规集成通用工业协议.14 5.3.4 通信行规集成PROFIBUS现场总线规范.14 5.3.5 通信行规集成PROFINET输入输出接口规范.15 5.3.6 通信行规集成INTERBUS现场总线规范.15 5.3.7 通信行规集成HART现场总线规范.15 5.3.8 通信行规集成MODBUS现场总线规范.15 5.4 现场设备工具(FDT)接口规范标准第41

4、部分一一对象模型集成行规.15 5.4.1 概述.15 5.4.2 对象模型集成行规一一通用对象模型.5.5 现场设备工具(FDT)接口规范标准第5xy部分一一通信行规实现GB/T 29618. 1-20 13/IEC 62453-1 :2009 5.5.1 概述.5.5.2 通用对象模型的通信实现FF现场总线规范.16 5.5.3 通用对象模型的通信实现通用工业协议.16 5.5.4 通用对象模型的通信实现PROFIBUS现场总线规范5.5.5 通用对象模型的通信实现PROFINET输入输出接口规范.16 5.5.6 通用对象模型的通信实现INTERBUS现场总线规范.16 5.5.7 通用

5、对象模型的通信实现HART现场总线规范.16 5.5.8 通用对象模型的通信实现MODBUS现场总线规范.16 5.6 现场设备工具(FDT)接口规范标准第6x部分DTM风格指南.17 5.6.1 概述.175.6.2 通用对象模型的设备类型管理器(DTM)的风格指南.17 6 现场设备工具(FDT)接口规范标准和其他标准化工作的关系. 17 7 到DTM的移植.20 8 现场设备工具(FDT)接口规范标准简介. 21 8.1 体系结构218.2 动态行为.21 8.3 结构化数据类型218.4 现场总线通信.n附录A(资料性附录)UML表示法.23 A. 1 概述.23 A.2类图.23 A

6、.3 状态图.25 A. 4 用例图.26 A.5 序列图.26 附录B(资料性附录)实现策略.28 参考文献.29图1不同工具和现场总线集成的限制.7 图2所有设备和模块全集成到同构系统中.8 图3通用的体系结构和组件.9 图4FDT软件体系结构.10 图5通用FDT客户机/服务器关系.11图6典型的FDT通道结构.12 图7通道/参数的关系.12 图8GB/T 29618系列的结构.13 图9在自动化分层结构中与GB/T29618相关的标准.17 图10按用途分组的与GB/T29618相关的标准.20 图11DTM的实现.21 图A.1注释.23 图A.2类.23 图A.3关联.23 图A

7、.4复合.24 E GB/T 29618.1-2013月EC62453-1 : 2009 anAaaaFDFhUFHUFO吁，nLnLndqLnLnLnLqL 如吁阿卜化图态例列泛恪状用序黯-1LLL合赖杂用mmmm聚依抽复UAUioL RUFO叮tnxun臼唱i唱i咱iAAAAAAAA 图图图图图图图图表1相关标准的概要E GB/T 29618.1-2013月EC62453-1 : 2009 目。自GB/T 29618技术集成到FDT接口规范(GB/T29618.303-2)的信息。5.3.6 通信行规集成IN四RBUS现场总结规范GB/T 29618.306提供了将INTERBU驴技术集成

8、到FDT接口规范(GB/T29618.30们的信息。5.3.7 通信行规集成HART现场总结规范GB/T 29618.309提供了将HART的技术集成到FDT接口规范(GB/T29618. 309)的信息。5.3.8 通信行规集成MODBUS现场总结规范GB/T 29618.315提供了将Modbu俨技术集成到FDT接口规范(GB/T29618.315)的信息。5.4 现场设备工具(FT)接口规范标准第41部分一一对象模型集成行规5.4. 1 概述GB/T 29618.2为FDT应用规定了对象行为需求和客户机/服务器功能。实现这些特性需要适当技术的合适行规。GB/T29618. 41的各部分规

9、定了这些对象实现行规。第4x部分具有资料性内容，对GB/T29618. 2的附加内容做了解释。为实现基于特定技术的FDT，这些附加内容是必要的。每个第4x部分都定义了一个特定技术，第41部分规定了通用对象模型技术的实现行规。注2最初的规范包括一个对象模型行规，GB/T29618的将来版本中可增加其他行规。5.4.2 对象模型集成行规一一通用对象模型GB/T 29618.41包含了由实现技术的相关接口(如COM)提供的服务的所有细节。GB/T29618. 41 是推荐性国家标准。5.5 现场设备工具(FDT)接口规范栋准第5巧部分一一通信行规实现5.5.1 概述GB/T 29618. 5xy为F

10、DT应用规定了通信服务的实现语法，这些通信实现行规是基于GB/T 29618. 3xy各部分规定的通信服务。的PROFINET标志是PROFIBUS国际(PD组织注册的商标名.PI是支持PROFIBUS现场总线的非营利贸易组织.本信息的给出是为了方便本部分的用户，但不表示IEC对此商标持有人或其任何产品的认可.符合本行规并不要求使用PROFIBUS商标名.使用PROFIBUS商标名需要得到商标持有人的允许.5) INTERBUS是PhoenixContact GmbH &. Co. KG. ，的商标名，该商标名使用的控制授予非赢利组织INTERBUS Club(http:/ .本信息的给出是为

11、了方便本部分用户，但不表示IEC对此商标持有人或其任何产品的认可。符合本行规并不要求使用INTERBUS商标名。INTERBUS商标名的使用需要得到INTERBUSClub的允许.的HART是HART通信基金会提供的商标名.本信息的绘出是为了方便本部分用户，但不表示IEC对以FOUNDATION命名产品的认可.如果可以得到相同的结果，可以使用等同的产品.7) Modbus是SchneiderAutomation Inc.的商标.该商标在美国注册.本信息的给出是为了方便本部分用户，但不表示IEC对此商标持有人或其任何产品的认可。符合本行规并不要求使用Modbus商标.使用Modbus商标需要得到

12、SchneiderAutomation Inc.的许可.15 GB/T 29618. 1-20 13/IEC 62453-1 :2009 GB/T 29618. 5xy具有资料性内容，并且至少具有一个实现所要求的通信技术行规。注z最初的规范包括几个通信技术行规，本部分的将来版本中可增加其他行规.5.5.2 通用对象模型的通信实现FF现场总结规范GB/T 29618. 501提供了将FOUNDATION现场总线8)技术集成到FDT接口规范(GB/T29618. 501) 的语法。5.5.3 通用对象模型的通信实现通用工业协议GB/T 29618.502提供了将Clp9)技术集成到FDT接口规范(

13、GB/T29618.502)的语法。5.5.4 通用对象模型的通信实现PROFIBUS现场总结规范GB/T 29618.503-1提供了将PROFIBUS10)技术集成到FDT接口规范(GB/T29618. 503-1)的语法。5.5.5 通用对象模型的通信实现PROFINET输入输出接口规范GB/T 29618. 503-2提供了将PROFINET11)技术集成到FDT接口规范(GB/T29618. 503-2)的语法。5.5.6 通用对象模型的通信实现INTERBUS现场总结规范GB/T 29618.506提供了将INTERBUSI2)技术集成到FDT接口规范(GB/T29618. 50们

14、的语法。5.5.7 通用对象模型的通信实现HART现场总结规范GB/T 29618. 509提供了将HARTI3)技术集成到FDT接口规范(GB/T29618. 509)的语法。5.5.8 通用对象模型的通信实现MODBUS现场总结规范GB/T 29618.515提供了将Modbus技术集成到FDT接口规范(GB/T29618.515)的语法。的FOUNDATION现场总线是现场总线基金会(非赢利组织的商标名。给出本信息是为了方便本部分用户，命名的产品并没有得到CENELEC的认可.可以使用等价的产品，只要可以得到相同的结果。的CIP是OpenDeviceNet Vendor Associat

15、ion. Inc的商标名.绘出本信息是为了方便本部分用户，并没有得到IEC的商标持有人和其任何产品的认可.与本部分相符并不要求使用CIP商标名.使用CIP商标名需要得到的OpenD哩viceNetVendor Association. Inc允许.10) PROFffiUS标志是PROFffiUS国际(PI)注册的商标名.PI是支持PROFffiUS现场总线的个非赢利贸易组织.给出本信息是为了方便本部分用户，并没有得到CENELEC的商标持有人和其任何产品的认可.符合本行规并不要求使用PROFffiUS商标名.使用PROFffiUS商标名需要得到商标持有人的允许.11) PROFINET标志是

16、PROFffiUS国际(PI)注册的商标名.PI是支持PROFffiUS现场总线的一个非营利贸易组织.绘出本信息是为了方便本部分用户，并没有得到CENELEC的商标持有人和其任何产品的认可.符合本行规并不要求使用PROFffiUS商标名.使用PROFmUS商标名需要得到商标持有人的允许.12) INTERBUS是PhoenixContact GmbH &. Co. KG. .的商标名，商标名的控制授予给非赢利组织INTERBUSClub(http:/www.ir自由usclub.m/).给出本信息是为了方便本部分的用户，并没有得到IEC的商标持有人或其任何产品的认可.符合本行规并不要求使用剧I

17、TERBUS商标名.INTERBUS商标名的使用需要得到INTERBUSClub的允许.13) HART是HART通信基金会提供的商标名.绘出本信息是为了方便本部分的用户，命名的产品并没有得到IEC的认可.可以使用等价的产品，如果可以得到相同的结果.14) Modbus是SchneiderAutomation Inc.的商标.该商标在美国注册.绘出本信息是为了方便本部分的用户，并没有得到IEC的商标持有人和其任何产品的认可.符合本行规并不要求使用Modbus商标。使用Modbus商标需要得到SchneiderAutomation Inc.的许可.16 GB/T 29618. 1-20 13/I

18、EC 62453-1 :2009 5.6 现场设备工具CFDT)接口规范标准第6部分一-DTM凤格指南5.6. 1 慨述除了在GB/T29618. 2和GB/T29618. 41中提供技术规范外，GB/T29618标准还提供了支持DTM一致的外观和感受的指南。GB/T 29618. 6x部分具有资料性内容，对GB/T29618的附加内容做了解释。为实现基于特定技术的一致的外观和感觉，这些附加内容是必要的。每个第6x部分都定义了一个对特定技术的支持，第61部分规定了通用对象模型技术的风格指南。5.6.2 通用对象模型的设备类型管理器(DTM)的风格指南GB/T 29618.61包含了基于某一特定

19、实现技术的GUI设计的所有细节。GB/T29618. 61是推荐性国家标准。6 现场设备工具(FDT接口规范标准和其他标准化工作的关系一般情况下，现场设岳和模块作为组件集成到工业自动化系统中以执行所要求的应用。工业自动化系统的结构可被表示为自通信系统连接的多个层次集，如图9所示。通信系统(例如，现场总线)把现场设备连接到下一层的控制器，典型的控制器有可编程逻辑控制器CPLC)、分散式控制系统CDCS)或制造执行系统(MES)。因为工程工具和调试工具既能访问现场设备又能访问控制器，所以这些工具也位于控制器层中.在较大的自动化系统中，可以通过通信系统(例如，以太网)连接下一层。这一居包括复杂的可视

20、化系统CHMJ)、中心工程工具和SCADA主机系统。现杨设备(具有或不具有如上所述的控制器)的多个分组既可以互相连接，也可以通过通信网络(例如，现场总线连接到更高层次的系统上。还可以提供其他层次，以支持制造执行系统(MES)、企业资源规划系统(ERP)和其他基于信息技术(lT)的系就通过局域网和控制器间接地访问现场设备，或通过路由器直接地访问现场设备。ERP和产品规划工程、调试运行、维护、优化f例如DCS)网关，控制例如PLC，DCS) 现场设备远程10，驱动，固9在自动化分层结构中与GB/T29618相关的标准捕关标准GB汀20120GBff 29618 GBff 15969. 3, GBf

21、f 19169 GBff 19659, GBff 21201 GBff 219. 3, c 61850 GBff 15969. 3 c 61158/61184 GB灯.18858 c 62390, GB.汀21099.2，c 61800吁，GBff 21201 17 GB/T 29618.1-2013/IEC 62453明1:2009 有大量现场设备到自动化系统通信和集成相关的标准。图9示出了这些标准的层次结构，这些层次通常实现标准所规定的功能或元素。设备行规通常按照参数列表、功能块或对象在现场设备中实现(GB/T21207. x, IEC 61800-7系列、GB/T 21099.2和IEC

22、/TR62390). IEC 61158、IEC61784-1/IEC 61784-2和GB/T18858系列包含了工业通信标准。GB/T15969系列包含了可编程控制器的编程语言。GB/T19659、GB/T21099. 3、IEC 61519-1和IEC61850系列包含了表示现场设备的描述语言。GB/T15969系列和GB/T19769系列的元素可用于运行、调试和维护站中更高功能的设计和编程。GB/T 29618标准提供了不同主机应用的通用接口，这些主机应用需要与现场设备及其相关控制功能进行交互。更高层次的应用(例如，MES和ERP)在IEC62264中描述。表1给出了以上提及标准的概耍

23、。表1相关标准的概要标准号概要此标准描述了文本化编程语言，如结构化文本(StructuredText)和指令表(lnstructionList) , GB/T 15969.3 以及图形化编程语言，如梯形图、功能块图.所有语言都与PLC的通用软件模型和变量、任务等通用元素一起使用IEC 61158 IEC 61158是多种基于现场总线和以太网的工业通信规范的集合。这些通信系统代表了工业通信技术的当前水平GB/T 19769系列用于工业测量和控制系统的功能块。使用事件驱动结构的通用功能块模型IEC 61784-1/ IEC 61784-1/IEC 61784-2描述了基于IEC61158规范的现场

24、总线通信行规IEC 61784-2 IEC 61800-7-n是电气驱动系统的通用接口和行规.第7-1部分是关于电气驱动的通用接口IEC 61800-7 定义，第7-2部分规定了多个电气驱动行规，第7-3部分规定了第7-1部分和第7-2部分的行规和接口的映射，以实现与IEC61158等网络通信技术共同工作本部分通过设备模型来定义FB，这些设备模型定义了GB/T21099.2兼容设备的组件及用于. GB/T 21099. 2 测量、执行和处理的FB规范.这包括基本特性的一般规则，以支持控制同时避免定义阻碍创新和不同工业领域规范的细节oGB/T 21099的此部分提供了概念性的功能块规范，可以由工

25、业组织映射到特定的通信系统及其相关定义中此部分规定了电子设备描述语言(EDDL)技术，这使得可通过使用工程生命周期的工具实现真正产品细节的集成.EDDL填补了GB/T21099. 2的概念性功能块规范和产品实现之间的空隙.它是描述自动化系统组件属性的一种通用语言oEDDL功能描述= 设备参数及其相互依赖关系zGB/T 21099. 3 设备功能，例如，仿真模式，校准z 图形化表示，例如，菜单s 与控制设备的交互z 培强的用户接口z 图形系统E 永久数据存储18 GB/T 29618.1-2013/IEC 62453-1 :2009 表1(续标准号概要IEC 61850系列变电站的通信和系统是变

26、电站自动化的信息模型和信息交换的全球性标IEC 61850系列准.IEC 61850系列已成为电力系统信息建模的基本标准，设备之间信息交换的基本标准，以及应用于整个电能供应链中的系统和设备配置的基本标准.变电站产生的和使用的信息被模型化为逻辑节点、数据对象和数据属性GB/T 21207规定了GB/T 18858系列低压开关装置、控制排档和控制器例如，可编程控制器，个计算机之间的通信接口.第1部分规定了CDI的通用需求，其后部分通过使用第1部分定义的通用文档结构，规定了几种, CDI技术此技术报告为工业现场总线设备和控制设备的设备行规的开发提供了导则，与其复杂性元IEC/TR 62390 关.此

27、等则专注于设备的功能方面.它是由标准化产品委员会、现场总线协会和产品制造商所使用的推荐大纲，以为互联设备的开发提供行规。此导则的某些方面也可用于独立的设备。此导则旨在提供通用的和更一般的方式来发布设备信息和行为GB/T 16720.1 制造报文规范(MMS).MMS规定了控制和监视智能电子设备所需要的报文细构.它是OSI参考模型第7层的种规范GB/T 19659(工业自动化系统与集成开放系统应用集成框架的第1部分定义了描述集成飞模型、应用互操作行规及其组件行规(过程行规、信息交换行规和资源行规的一般元索和规GB/T 19659 则.其他部分定义了描述基于特定现场总线技术的通信网络行规和通信相关

28、方面的设备行规间技术特定元索和规则.此标准规定了一种设备模型，该设备模型支持XML架构，以生成XML设备描述文件ISO/IEC 19501 信息技术开放式分布处理统一建模语言(UML)中UML提供了规范对象及其关联和行为的方式。UML经常在国际标准中使用 这些标准相互之间有多种关系，如图10和表l所示，图10中的实线表示规范性引用，虚线表示资料性引用(包含在本部分的参考文献中。这些标准分为三组t 工业通信g 测量、执行、现场控制和设备行规p 设备描述。连接线表明哪种工业通信标准支持哪种现场设备标准。IEC62390具有连接现场设备相关标准和各种设备描述规范的功能。如图10所示，GB/T2961

29、8标准能在DTM中使用现场设备功能、设备描述和控制器相关的其他标准。同样地，它能使用IEC61784-1/IEC 61784-2的所有通信行规族。ISO/IEC 19501: 2005 (即UML)提供了抽象的描述模型和语言，用于形式化描述GB/T29618标准的规范内容，如表1所示。19 GB/T 29618.1-2013月EC62453-1 :2009 工业通信测量、执行现场控制和设备行规GBff 16720. 1 IEC 61850 C62390 C61158 GBff29618 标准之间的依赖关系，箭头指向依赖的一方松稿合的关系圄10按用途分组的与GB/T29618相关的标准7 到DT

30、M的移植设备描述c 61850 GBff 21207. 1 GB斤21099.3GBff 19659 ISOIlEC 19501:2005 工业系统使用了许多不同的现场设备和模块，包括从简单的1/0传感器到复杂、模块化的远程1/0和驱动器。这些设备和模块按复杂性可分为四组za) 仅循环通信的简单设备，例如光栅Fb) 具有固定硬件和软件的可调设备，例如压力变送器Ec) 具有模块化硬件但固定软件块的可调设备，例如远程1/0;d) 具有模块化硬件和可编程软件块的可调设备，例如复杂的伺服驱动。这些不同的设备带有不同种类的功能描述(设备描述)，或甚至带有设备自己的组态工具。这取决于设备提供的功能。FDT

31、允许将所有这些设备通过DTM以统一的方式集成到框架应用程序中.例如，通过现有的设备描述技术包含设备能力信息的文件就能充分描述a)组和b)组的简单设备。可以开发通用DTM来解释这些设备描述，并使其内含的信息和功能对于系统和用户是可用的。一旦开发出某种设备或模块描述的通用DTM，则支持该描述的所有模块都可以使用相同的DTM进行集成。c)组和d)组的设备可能已具有独立的工具。FDT提供了接口和特性来使这些工具带有FDT接口，并使用已有的独立工具来创建DTM.通过外部工具而具备的DTM可以使用这种方式来移植到FDT，并保护已有的投资。这种移植的最终目标是提供集成GUI的DTM.每个制造商可自由地为已有

32、的或新的设备和模块选择以下选项，见图11: 保留基于现有描述的通用解决方法s 提供作为独立工具而进行维护的DTM; 创建特定的DTM来完全地描述所有可用特性和处理设备或模块的方法。20 GB/T 29618.1-2013月EC62453自1:2009 仁斗斗斗.EDI1!路魁翠厦一:二:设备配置工具和DCS. f . . , . . . .伞. 一一一一. DD-一一设备描述气 , , I 二.e-,.-,-, , .,-. e . . , . . . . . 圄11DTM的实现8 现场设备工具(FDT)接口规范标准简介8. 1 体系结构GB/T 29618标准的第2部分以抽象方式描述了FDT

33、的功能和所选择的体系结构。这些描述包括z 主要的概念性元素z 元素之间的关系(例如，聚合或泛化); 元素之间的交互F 所有FDT元素的服务和服务原语的描述，及其必备的和可选的参数。参数为结构化的数据类型。GB/T 29618标准的第41部分描述了服务的每个实现技术相关的细节。这意味着为FDT规定了详细的服务原语语法和接口定义。8.2 动态行为GB/T 29618标准的第2部分描述了FDT系统的动态行为，通过序列图给出了使用抽象报文名称的交互。GB/T 29618标准的第41部分使用FDTIDL中定义的语法来描述这些交互的细节。GB/T 29618标准的第2部分以状态机的形式，描述了DTM的动态

34、行为以及数据的管理。第2部分使用状态机来描述DTM行为的抽象方面。第41部分通过将服务语法映射到接口的方式，描述了状态和转换的细节。GB/T 29618标准的第41部分描述了附加的实现特定的动态行为。8.3 结构化敢据类型服务原语的参数为结构化的数据类型.GB/T 29618标准的第2部分将其描述为抽象的数据类21 GB/T 29618. 1-20 13/IEC 62453-1 :2009 型。第41部分使用XML架构对其进行了描述。8.4 现场总结通信通信行规族的特定服务原语通过通信通道机制进行传输。GB/T29618标准的第2部分对该通信通道机制进行了原理性描述并给出抽象参数oGB/T 2

35、9618标准的第41部分包含了与实现相关的通信通道服务原语的语法规范。GB/T 29618标准的第3xy部分描述了所有通信行规族的特定服务和服务原语及其必备的和可选的参数。第5xy部分包含了与实现相关的架构，这些架构对于传输相关第3xy部分所描述的通信服务原语是必要的。22 GB/T 29618.1-2013月EC62453-1 :2009 A.1 慨述注释(note)附录A(资料性附录UML表示法注释包括人们阅读UML框图(或模型的信息，注释提供了附加内容来帮助解释图中未明示的细节(见图A.l)。日-一-圄A.1注释A.2 类固类图是UML规范方法中的一种。GB/T29618的类图中使用的UML元素解释如下。类(class)类是对具有相同属性、操作、方法、关系和语义的一组对象的描述(见图A.2)。抽象类(abstractcl描s)J类名|类l.，rI 1-一一-属性I I、方法固A.2类抽