基金会现场总线设备描述与应用

基金会现场总线设备描述与应用第一页，共25页。内容设备组态信息设备描述DD第二页，共25页。设备组态信息设备组态信息参数静态参数：系统运行期间不变化的参数，电源掉电后保留，如制造商或用户设置的参数；动态参数：随系统运行状态变化而变化，电源掉电后丢失，如过程值PV；非挥发性参数：随系统运行状态变化而变化，电源掉电后保持其值，如给定值或输出值。设备参数组态层次制造商定义层组态：本层组态信息由设备制造商在产品开发或出厂前定义网络定义层组态分布式应用层组态设备层组态第三页，共25页。设备组态信息制造商定义层组态本层组态信息由设备制造商在产品开发或出厂前定义，包括：对象字典的定义和结构，提供制造商厂名、设备模块名(如压力变送器)、VFD管理、功能块应用进程VFD以及其他类VFD的版本号，对设备和虚拟现场设备的识别信息赋值。第四页，共25页。设备组态信息网络定义层组态网络是由多个设备组成的。这个层次的组态要规定网络拓扑。它包括以下内容：指定通信控制策略。选定的协议版本号。识别每个网段和设备。分配设备位号和数据链路地址。为每个总线段指定希望成为首选的链路主管。规定为每个链路活动调度器所采用的链路参数。指定一个主要的应用时钟发布者，0个、1个或多个后备的应用时钟发布者，作为时间发布源。

第五页，共25页。设备组态信息分布式应用层组态应用层是由分布在网段各处的资源构成的。本层组态规定了分布在资源间的相互作用。它包括以下内容：规定功能块应用进程FBAP的连接对象，并组成VCR。规定VCR列表，形成数据链路地址。规定功能块和LAS调度表以及宏周期。规定节点树构成图，包括转发和重发布表。第六页，共25页。设备组态信息设备层组态本层组态中，要对设备内每个AP赋值。本层组态包括以下内容：对用户AP赋予指定值。对NMIB赋予指定值。对SMIB赋予指定值。第七页，共25页。设备描述DD

设备描述(DD，DeviceDescriptions)：设备描述是基金会现场总线为实现可互操作性而提供的一个重要工具。由于要求现场总线设备具备互操作性，必须使功能块参数与性能规定标准化。同时它也为用户和制造商加入新的块或参数提供了条件。DD为虚拟现场设备中的每个对象提供了扩展描述。DD内包括参数标签、工程单位、要显示的十进制数、参数关系、量程与诊断菜单。第八页，共25页。设备描述DD

设备描述DD由称为设备描述语言(DDL)的标准编程语言编写实现。DD由两个部分组成：由基金会提供的为所有标准的功能块和转换块的设备描述，它包括由DDL描述的一组标准块及参数定义。由设备制造商提供的包括由DDL描述的设备功能的特殊部分，如设备的量程、诊断程序等。以上两部分结合在一起，完整地描述了设备的特性。第九页，共25页。DD源文件编译器：DDtokenizer将DD源文件转换为DD目标文件，生成二进制代码文件。对源文件进行差错检查设备描述DD第十页，共25页。009101002"MEASURED_VALUE"001010061"3.1f"021066220000000020000000000000DDTokenFile(.FFO)TokenizerTool

VARIABLEProcessVariable{LABEL"MEASURED_VALUE";

TYPEFLOAT{

DISPLAY_FORMAT"3.1f";

MAX_VALUE110.0;

MIN_VALUE0.0;}

}DDLSourceFile

DDSymbolFile(.SYM)block__analog_output_block 0x800201F0memberVL_SP_LO_LIM variable-list0xC0010175variableProcessVariable float 0x80020136设备描述DD第十一页，共25页。对DD的术语完整DD，Complete包含设备完整的DD参数，ContainsacompleteDDreferencetothedevice部分DD，Partial仅包含基本或标准DD，Containsonlybasicand/orstandardDD附加DD，Incremental包含厂商的特殊功能，应链接的DD，ContainsDDwithlinkstoPartialorCompleteDD设备描述DD第十二页，共25页。对DD的术语综合Synthesizer将标准DD和附加的DD组和创建为完整的设备DD。

PartialDDorCompleteDD(.FFO)IncrementalDD(.DDO)

CompleteDD(.FFO)Synthesizer设备描述DD第十三页，共25页。设备描述服务DDS(DeviceDescriptionServices):在主机一侧，采用称为设备描述服务DDS的库函数来读取设备描述。主机系统把FF提供的DDServices作为解释工具，对DD目标文件信息进行解释，实现设备的可互操作。

注意，DDS读取的是描述，而不是操作值。跨越现场总线从现场设备中读取操作值应采用FMS通信服务。设备描述服务DDS第十四页，共25页。

HostApplicationDeviceDescriptionServicesLibraryStandardDD’splusoptionalIncrementalDD’sValues

arereadfromthedeviceoverthefieldbus.NumberofdigitsofprecisionEngineeringUnitLabel25.50Measured_Value%设备描述服务DDS第十五页，共25页。设备描述分层第一层：通用参数，指那些公共属性参数，如标签、版本、模式等，所有的块都必须包含通用参数。第二层：功能块参数，该层为标准功能块规定了参数，也为标准资源块规定了参数。第三层：转换模块参数，本层为标准转换模块定义参数，在某些情况下，转换块规范也为可能为标准资源块规定参数。现场总线基金会已经为头三层编写了设备描述，形成了标准的现场总线基金会设备描述。第四层：制造商专用参数，在这个层次上，每个制造商都可以自由地为功能块和变换块增置他们自己的参数。这些新增置的参数应该包含在附加DD中。第十六页，共25页。设备描述分层图示第十七页，共25页。设备描述语言DDL现场总线基金会规定的DDL语言是一种程序语言，用它描述通过现场总线接口可访问的信息。DDL是可读的结构文本语言，表示一个现场设备如何与主机及其他现场设备相互作用。DDL由一些基本结构件(constructs)组成，每个结构件有一组相应的属性，属性可以是静态的，也可以是动态的，它随参数值的改变而改变。现场总线基金会规定的DDL,共有16种基本结构。第十八页，共25页。设备描述语言DDL块(blocks)，它描述一个块的外部特性。变量(variables)、记录(records)、数组(arrays)，分别描述设备包含的数据。菜单(menus)、编辑显示(editdisplays)，提供人机界面支持方法，描述主机如何提供数据。方法(methods)，描述主机应用与现场设备间发生相互作用的复杂序列的处理过程。单元关系(unitrelations)、刷新关系(refreshrelations)及整体写入关系(write—as—onerelations)，描述变量、记录、数组间的相互关系。变量表(variable1ists)，按成组特性描述设备数据的逻辑分组。项目数组(itemarrays)、数集(collections)，描述数据的逻辑分组。程序(programs)，说明主机如何激活设备的可执行代码。域(domains)，用于从现场设备上载或向现场设备下载大量的数据。响应代码(responsecodes)，说明一个变量、记录、数组、变量表、程序或域的具体应用响应代码。第十九页，共25页。设备描述DD示例MANUFACTURERinteger(O-16777215)／*制造商序号，由FF注册、分配*／DEVICE_TYPEinteger（0-65535)／*设备类型识别号，由制造商定义*／DEVICE_REVISIONinteger(O-255)／*制造商定义的现场设备的版本号*／DD_REVISIONinteger(O-255)／*制造商定义的该设备的DD版本号*／Blockai1/*构造一个模拟输入功能块*/第二十页，共25页。CFF文件

CFF文件指采用公共文件格式(common)写成的设备能力文件(capabilityfile)，是基金会为保证设备互操作性而采用的又一种方式。基金会要求，从1999年9月开始，制造商在设备注册时，一方面要提供设备描述；另一方面要提供CFF文件。并由基金会负责对已注册设备的设备描述和CFF文件进维护。CFF文件基于共同的文件格式规范。其主要作用是为主机等离线组态工具提供设备的细节信息。在CFF文件中包含设备的行规信息、设备内部功能块的实际数量和功能块时序，提供通信与功能块数据的确切涵义以及主机系统离线组态时需要的其他细节内容。因此CFF文件提供的信息内容不同于设备描述DD。设备描述说明的是功能块参数、参数的关联关系，用于组态设备功能块的菜单与程序、位号和帮助信息等。第二十一页，共25页。CFF文件-示例//// HoneywellSTT35FCapabilitiesFiles//// Copyright2005,HoneywellInternational.////=========================////=========================[]Description="STT35FTemperatureTransmitterCapabilitiesFile"//Descriptionofthisfile=CapabilitiesFile //mustequalthisexactstring=2005,06,22 //yyyy,mm,ddordermustbeusedCffVersion=1,7//=========================//DeviceHeader//=========================[DeviceHeader]DeviceName="STT35FTemperatureTransmitter"//Notactuallypresentinthedevice?CommGroup=3CommClass=Class31+Class32//Class32wasomittedinearlierversions,buthasalwaysappliedCommSubClass=Class3Publisher+Class3Subscriber+Class3LinkMasterDeviceClass=2 //LinkMaster第二十二页，共25页。CFF文件-示例（续）//=========================//ManagementVFD//=========================[DeviceVFD1]VendorName="Softing"ModelName="FD_MIB"Revision="1.51"VersionOD=1Pro=0x4D47 //definedinSMspec//=========================//FunctionBlockVFD//==