CN202794976U - 现场设备远程管理*** - Google Patents

Abstract

一种用于对不同厂商的现场设备进行远程管理的现场设备远程管理***包括框架应用模块、设备类型管理器、以及通信类型管理器。其中，框架应用模块安装在不同厂商的所述现场设备中，能够管理设备类型管理器；设备类型管理器，安装在设有框架应用模块的现场设备中，包含有与其相对应的现场设备的设备信息，具有与标准化的现场设备中的框架应用模块通信的接口；通信类型管理器，负责不同现场设备之间通信协议的转换。该现场设备远程管理***能提供统一的、标准化的和可互操作的技术并且加强了对现场设备的故障的诊断能力以及能够提供现场设备远程管理***性能优化的数据从而更好的解决了现场设备供应商的交互困难，没有参照体系等问题。

Description

现场设备远程管理***

技术领域

本实用新型涉及一种现场设备远程管理***，特别是一种对不同厂商的现场设备进行远程管理的现场设备远程管理***。

背景技术

工业现场设备大多来自不同的厂商，这些厂商一般使用专有的配置管理工具对现场设备进行标定、调试和诊断。而且大多情况下，这些配置管理工具使用自己私有的通信协议对现场设备进行管理，技术人员必须熟悉使用多种应用***。因而，现场设备集成过程中的设备互操作、版本管理和平台兼容性等问题，给工业控制***的集成带来极大不便，业内希望能够用一种开放的和标准化的设备集成方法来整合多种设备的配置与管理。

EDDL(Electronic Device Description Language)最早由HCF(HART Communication Foundation)和FF(Fieldbus Foundation)引入，作为各自***内部设备的数据描述语言。EDDL改变了以往通过手抄器进行设备配置的行为，使用单一的工具就可以方便地在***中集成不同厂商不同类型的设备，其基于文本的数据描述，也使得同一设备可以应用于不同的主机***当中。当前，EDDL广泛地应用于加工制造业和流程工业的自动化。它所描述的现场设备的性能由简单到复杂，设备类型包括各种传感器(如压力、温度、流量等)、执行器(如电动执行机构和气动阀门定位、马达管理***)和Remote I/O及符合标准协议的网关等各种类型的设备。

设备工具是一套用来为现场设备与控制***及资产管理***的软件组件之间的数据交换实现标准化的集成通信标准规范。任何提供此集成通信标准的***都能轻松地访问设备，并进行配置。设备工具定义了框架应用和设备类型管理器之间的接口，为独立开发控制***的设备集成提供一种标准化的方法。标准化方法采用通用的集成通信标准定义。设备类型管理器一般由设备厂商提供，并在设备工具中的框架应用程序内运行，根据不同的任务，框架应用程序调用不同的设备类型管理器，设备工具允许框架应用对现场设备数据的透明访问，以此设计出的工程环境能够管理不同制造商提供的不同现场总线的不同现场设备。相比于EDDL(电子设备描述语言)，其能够提供统一的用户集成通信标准和标准的方法来管理现场设备。

上述设备描述技术的出现，在一定程度上解决了不同厂商的现场总线设备的可互操作性和***集成问题。但从寻求一种统一开放的设备描述技术的角度考虑，不同现场总线的设备集成问题还是无法得到解决，不能满足最终用户的进一步需求。需要有这样的设备描述技术，解决不同厂商、不同通信协议、不同类型的现场设备的集成问题。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是为现场设备的供应商建立起多***平台的现场设备远程管理***。该现场设备远程管理***能提供统一的、标准化的和可互操作的技术并且能解决现场设备供应商的交互困难，没有参照体系等问题。

本实用新型提供的现场设备远程管理***，其特征包括框架应用模块、设备类型管理器、以及通信类型管理器。其中，框架应用模块，安装在不同厂商的所述现场设备中，管理设备类型管理器；设备类型管理器安装在设有框架应用模块的现场设备中，其包含有与其相对应的现场设备的设备信息，具有与标准化的现场设备中的框架应用模块通信的接口；通信类型管理器负责不同现场设备之间通信协议的转换。

另外，本实用新型提供的现场设备远程管理***还可以具有这样的特征：框架应用模块中采用了故障树分析与模糊理论结合的模糊故障树分析方法对现场设备的故障进行统计分析，其加强了现场设备远程管理***的故障诊断能力。并且使用方法能够提供所述现场设备远程管理***性能优化的数据。

实用新型作用与效果

本实用新型提供的现场设备远程管理***能提供统一的、标准化的和可互操作的技术并且加强了对现场设备的故障的诊断能力以及能够提供现场设备远程管理***性能优化的数据从而更好的解决了现场设备供应商的交互困难，没有参照体系等问题。

附图说明

图1是本实用新型在实例中的现场设备远程管理***的应用示意图；

图2是本实用新型在实例中的现场设备远程管理***的嵌套式通信的示意图；

图3是本实用新型在实例中的现场设备远程管理***的DTM对象的示意图；

图4为本实用新型在实例中的现场设备远程管理***的框架应用对象的示意图；

图5是本实用新型在实例中的现场设备远程管理***的业务流程示意图。

具体实施方式

一种用于对不同厂商的现场设备进行远程管理的现场设备远程管理***包括：框架应用程序(即FDT框架应用)、设备类型管理器(即设备DTM)、以及通信类型管理器(即通信DTM)。

其中，FDT框架应用安装在不同厂商的现场设备中，用于管理设备DTM。设备DTM安装在设有FDT框架应用的现场设备中，包含有与其相对应的现场设备的设备信息，具有与标准化的现场设备中的FDT框架应用通信的接口。通信DTM负责不同现场设备之间通信协议的转换。

设备DTM中用于与标准化的现场设备中的FDT框架应用通信的接口是以FDT框架作为DTM的实时运行环境，通过标准的接口与DTM进行通信，其与协议无关，对所有通信协议均开放，并且能实现对现场设备的参数设置。其是由FDT框架应用、设备DTM和通信DTM三部分构成。

FDT定义DTM和FDT框架应用的COM(组件对象模型)接口规范，其基于微软的COM/ActiveX组件技术。利用COM技术将DTM软件组件集成到FDT框架应用中。COM技术是微软的一种软件组件平台，用于说明如何建立动态互可变组件，具有可靠的客户-服务器结构。其通过接口提供功能，是一种二进制的标准，遵循COM规则的组件之间可以相互通信，相互操作。面向对象与具体的语言无关，允许动态目标的创建。

FDT框架应用作为DTM的实时运行环境通过标准的接口与DTM进行通信，可以是现场设备的参数设置与组态工具、工程工具或者资产管理工具，并且对所有通信协议都是开放的。它是与协议无关的，包括：管理和创建DTM连接和通信；管理所有DTM实例和实例数据持久化；***范围内一致性组态；满足多个用户或C/S操作；解决数据版本和一致性等问题。

DTM组件的图形用户界面是基于ActiveX技术实现。ActiveX控件由FDT框架应用来显示，连接到DTM进行数据交换。其能无缝集成到FDT框架应用的界面，显示完整的DTM功能。此外ActiveX技术提供组件的自动集成功能，完成工程***和设备的软件组件之间的交互。

设备DTM是设备厂商开发的对应设备的软件组件，封装了一个设备的所有特定参数(设备结构、通信能力等)和全部逻辑(获取、配置、操作参数等)，具有标准化的与FDT框架应用通信的接口，可应用于任何符合FDT规范的框架应用，还带有DTM应用导则(StyleGuide)和图形用户界面。每个DTM负责一个设备类型或一组设备类型。利用通信DTM提供的通信通道，设备DTM可以与相关现场设备进行通信。它和特定的现场设备及总线相关。

通信DTM是通信设施，负责不同总线设备之间相互通信协议的转换，它的主要功能有：封装现场总线的特定属性或通信模块，确保PC机、接口卡、网络等对设备DTM是透明的，完成协议转换；为设备DTM提供对应现场总线类型的通信通道，建立设备DTM与现场设备的访问通信；允许框架应用透明地访问主***各层的所有数据。

DTM和框架应用之间的参数交换是通过XML文档。XML是为以专有格式存储的数据提供了一种访问方式。进行通信的XML文档，包括设备的数据和DTM与现场设备之间建立对等连接的必要的路由信息。DTM只知道一个对等连接的地址信息，运行过程中，框架应用添加所有必要的路由信息。

本实用新型提供的现场设备远程管理***的主要功能主要体现在三部分：

1.FDT框架应用。它是一个人机交互界面软件，提供对DTMs的扫描、组织、维护管理等功能；

2.设备DTM。其作为现场设备的软件组件，存在于框架应用提供的环境中，提供数据采集、标定、诊断等功能；

3.模糊故障树分析方法。该方法较好地解决了传统故障树对模糊性的客观存在情况无能为力的问题。

其中，FDT框架应用如下：

(1)项目管理

本实用新型所指的项目是应用在***中有特定意义的文件，通常以.fdt作为后缀。在一个FDT文件中存储了使用过的网络视图的拓扑结构。保存下来的拓扑结构图可以用FDT框架应用再次打开，不必每次对设备拓扑图进行重新组织。本功能主要是针对FDT文件进行新建、保存、打开等操作。

(2)设备视图

设备视图是***软件的重要部分之一，展示计算机上所有已经安装的DTMs，并且根据不同的分类标准对DTMs进行了分类。例如，按照设备类型就可以分成通信DTM、设备DTM、网关DTM等。每一种分类都会显示相应的DTMs，方便用户对众多的DTMs进行查找、搜索。然而，当前设备目录中显示的DTMs不一定都是可用的，这需要对视图进行更新操作才可以。更新完成后会触发一个updated事件。

(3)网络视图

此模块给用户操作现场设备提供了一个友好窗口。在项目管理中打开的设备拓扑结构也是在这个窗口得以展现。视图的拓扑结构是一个树形，每一个子结点对应一个DTM，并且用它的Tag来表示。当需要操作这个DTM时，就是通过这个Tag来找到***中的DTM对象。模块包括了添加/删除、上线/离线、上传/下载参数，在线/离线参数等操作命令。

(4)辅助模块

1)监视器和错误窗口

从用户进入平台开始，这两个窗口负责对用户操作以及产生的事件进行记录和显示。它们都默认出现在主界面的底部，根据监听到的事件类型分别记录普通操作事件和异常信息。为了更加友好的显示记录的详细信息，在两个窗口中都记录了事件发生的时间、事件类型、事件源、产生的消息、额外信息。通过这两个窗口，用户很方便的了解到自己所执行的动作以及在运行过程中由于某种原因(***错误、用户误操作等)产生的异常。

2)DTM图形用户界面容器窗口

在FDT技术的DTM模型中，用户实现了图形用户界面，负责设备信息、离线参数、在线参数等的显示。DTM的所有界面要呈现给最终用户就需要有一个这样的容器来容纳。

设备DTM的应用如下：

(1)数据采集。完成与现场设备通信任务，包括通信DTM和(或)网关DTM。

(2)参数配置。负责实现设备的组态，可在线组态，也可离线组态并将组态信息下载到当前运行的智能仪表中，通过人机交互界面显示相关设备信息。

(3)设备标定。检测设备准确度，确定设备的静态特性指标，消除***误差。

(4)过程监控。对设备某些重要参数进行实时监控，分析其运行状态，并且做出相应的处理。

(5)设备诊断。故障诊断部分负责对设备进行监听，实时读取关键参数进行检测诊断。根据获取的数据得到故障信息，结合故障事例库做出判断。对无法自动进行的故障诊断，需要采用模糊故障树分析步骤依次选择故障事件，建立故障树，定性、定量分析，根据分析结果排除故障原因，给出故障提示，同时对故障事例库进行更新。

模糊故障树分析的应用如下：

(1)与传统故障树一样，选择顶事件，使用各种逻辑门构造故障树。

(2)将通过可靠性手册或经验数据等获得的有统计数据的故障事件的故障率转化为三角模糊数，通过专家的主观判断，对没有统计数据的故障事件及其它模糊事件，可采用语言值进行评价，也转化为三角模糊数。

(3)定性、定量分析，获得故障树的MCS和各个割集的重要度，并利用与/或门模糊算子求得顶事件的发生概率。

(4)分析模糊故障树的结果，提出意见。利用模糊故障树进行诊断分析时，由模糊逻辑关系表示故障树中各事件之间的关系，通过各种途径获得的事件的发生概率(精确概率值、语言值及各种模糊数)应当统一转化为三角模糊数。

图1是本实例中的现场设备远程管理***的应用示意图；图2是本实例中的现场设备远程管理***的嵌套式通信的示意图；图3是本实例中的现场设备远程管理***的DTM对象的示意图；图4为本实例中的现场设备远程管理***的框架应用对象的示意图；图5是本实例中的现场设备远程管理***的的业务流程示意图。如图1、2、3、4、5所示，FDT用的实现基于VS2008开发环境，是一个winform程序，在解决方案中添加窗体项目MainFrame和VisualControls。其中MainFrame包含了一个主窗体和一些辅助窗口，VisualControls包含了子窗体、用户控件和一些辅助窗体，是功能的具体实现和展示。

(1)项目打开操作的实现

具体代码如下：

networkViewForm＝new NetworkViewForm()；

networkViewForm.OpenProject(_runtimeFrame，frameProject，this)；

networkViewForm是生成的NetworkViewForm的对象，然后调用对象的方法

OpenProject。在OpenProject方法中有这样的代码：

networkViewControl.ShowProject(runtimeFrame，frameProject，logEventListener)；

同理networkViewControl是NetworkViewControl的对象，ShowProject方法在下面会做出解释。

(2)设备目录的实现

设备目录窗口给用户提供了一个update按钮，当触发它的click事件时调用IDTMCategory的Update方法。IDTMCategory的对象详细记载了通过扫描得到的DTM的结构信息。利用这样的结构信息，就可以用有好的界面形式展现出来。展现部分采用了自己定义实现的用户控件，负责功能的实现。下面是分类详细信息获取的代码：

(3)网络视图的实现

网络视图的实现步骤和设备视图类似，通用是实现了一个用户控件完成具体操作实现。主要由ProjectViewForm.cs和NetworkViewControl.cs两部分组成，其中ProjectViewForm.cs是用户控件的容器，只是提供了用户可操作的按钮以及界面显示。NetworkViewControl.cs是一个用户控件，用一个树形来描绘当前的拓扑结构和数据信息，每一个子结点对应的DTM用它的Tag来表示。

当需要对某个DTM操作时，可以通过这个结点的Tag找到***中对应的DTM。用户控件中还包括了一个网络视图的上下文菜单。通常在这个用户控件上右击，就可以展开上下文菜单的所有菜单项，对视图结构的添加、删除以及设备上传参数等功能都通过这些菜单项发送命令。并且这些菜单项并不是固定不变的，除了几个所有DTM都应该有的菜单项外，***会根据具体的DTM形成不同的菜单项，使得框架应用对各种DTM有更强的适应性，提高了软件的可用性。下面是打开项目文件，使设备上线、上传参数的功能代码。

用户控件的ShowProject方法调用SynchronizeTreeNodes()方法，代码如下：

使设备上线之后，框架应用程序才能在线的对设备进行访问。框架应用利用IDTMProxy的GoOnline命令更改DTM成在线状态。代码如下：

使设备上传参数指的是从设备读取数据。框架应用程序对IDTMProxy发出请求，IDTMProxy发送UploadParameters命令。如果当前DTM不是上线状态，这个操作会自动使设备上线。代码如下：

故障诊断部分负责对设备进行监听，实时读取关键参数进行检测诊断。根据获取的数据得到故障信息，结合故障事例库做出判断。对无法自动进行的故障诊断，就需要模糊故障树分析步骤依次选择故障事件，建立故障树，定性、定量分析，根据分析结果排出故障原因，同时对故障事例库进行更新。

采用的模糊故障树分析的主要步骤如下：

步骤1与传统故障树一样，选择顶事件，使用各种逻辑门构造故障树。这里为了后面步骤的分析和处理，要将不是“与”“或”的逻辑门转化为“与”“或”门，“与”、“或”逻辑门转化为相应的模糊“与”、“或”门。

步骤2将通过可靠性手册、经验数据等途径获得的有统计数据的故障事件的故障率转化为三角模糊数，通过专家的主观判断，对没有统计数据的故障事件及及其它模糊事件，可采用各种模糊数及语言值评价，并转化为三角模糊数。

步骤3定性、定量分析，获得故障树的最小割集(MCS)，以及各个割集的重要度，并利用“与”“或”模糊算子求得顶事件的发生概率。

步骤4分析模糊故障树的结果，提出意见。

故障事例库主要是收集存储***中现场设备的故障及处理记录，例如故障信息、故障原因、解决方法等。为诊断部分提供统计数据支持。它的实例来源有设备仪表自身所带的故障信息等。

在DTM中应用已经研究的模糊故障树诊断理论需要充分利用FDT规范中已有的诊断接口。不同的DTM都遵循统一的接口规范，基于接口相互通信和调用，同时便于***扩展。IDtmDiagnosis接口为DTMs提供了框架应用要求的基本的诊断功能，包含三个函数：

HRESULT Compare([out，retval]VARIANT_BOOL*result)

HRESULT InitCompare([in]BSTR systemTag，[out，retval]VARIANT_BOOL*result)

HRESULT ReleaseCompare([out，Retval]VARIANT BOOL*result)

但本实施例只是本实用新型的较佳实例，并不限制本实用新型，凡是采用本实用新型的相似方法及其相似变化，均应列入本实用新型的保护范围。

实施例作用与效果

本实施例中的现场设备远程管理***能提供统一的、标准化的和可互操作的技术，并且加强了对现场设备故障的诊断能力以及能够提供现场设备远程管理***性能优化的数据。从而更好的解决了现场设备供应商的交互困难，没有参照体系等问题。

Claims (1)

1.一种用于对不同厂商的现场设备进行远程管理的现场设备远程管理***，其特征在于，包括：

框架应用模块，安装在不同厂商的所述现场设备中，管理设备类型管理器；

设备类型管理器，安装在设有所述框架应用模块的现场设备中，其包含有与其相对应的所述现场设备的设备信息，具有与标准化的所述现场设备中的所述框架应用模块通信的接口；

通信类型管理器，负责不同所述现场设备之间通信协议的转换。 

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