GB∕T 41771.7-2023 现场设备集成 第7部分：通信设备 (正式版)

现场设备集成第7部分：通信设备Fielddeviceintegration—Part7:Communicatio[IEC62769-7:2023,FieldDeviceIntegration(FDI)—Part7:Communication2023-12-28发布2024-07-01实施国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会GB/T41771.7—2023/IEC62769-7:2023前言 I 2规范性引用文件 23.1术语和定义 23.2缩略语 23.3约定 34概述 5FDI通信包 55.1概述 6通信关系 7FDI通信服务器定义 7.1概述 7.2通用特征 7.3信息模型 7.4FDI通信服务器的OPCUA服务器行规 7.5映射FDI服务器IM到FDI通信服务器IM 7.6安装程序 7.7FDI通信包 7.8处理和行为 8FDI通信网关定义 8.1概述 8.2信息模型 8.3FDI通信包 8.4处理和行为 附录A(资料性)分层协议 A.1概述 A.2协议特定附录创建约定 A.3FDI通信包定义 附录B(规范性)命名空间和映射 参考文献 I本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件是GB/T41771《现场设备集成》的第7部分。GB/T41771已经发布了以下部分：——第1部分：概述；——第2部分：客户端；——第4部分：包；——第5部分：信息模型；——第7部分：通信设备。本文件等同采用IEC62769-7:2023《现场设备集成(FDI)第7部分：通信设备》。本文件做了下列最小限度的编辑性改动：——将标准名称修改为《现场设备集成第7部分：通信设备》。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国机械工业联合会提出。本文件由全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会(SAC/TC124)归口。本文件起草单位：沈阳工业大学、机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、上海自动化仪表有限公司、北方工业大学、深圳市华图测控系统有限公司、福建顺昌虹润精密仪器有限公司、北京印刷学院、中国能源建设股份有限公司、装备智能计算芯片及系统应用北京市工程研究中心有限公司、无锡物联网创新中心有限公司、重庆邮电大学、中国传媒大学、哈工大机器人(岳阳)军民融合研究院、湖南科技大学、福建上润精密仪器有限公司、北京工业大学、上海市计量测试技术研究院、电力规划总院有限公司、重庆川仪自动化股份有限公司、FCG现场通信集团、施耐德电气(中国)有限公司、深圳市标利科技开发有限公司、中信戴卡股份有限公司、罗克韦尔自动化(中国)有限公司、西南大学、沈阳鸿宇科技有限公司、马鞍山严格特种机器人有限公司、新兴际华(北京)智能装备技术研究院有限公司、北京理工大学、东莞职业技术学院、江西睿创科技有限公司、福建友谊胶粘带集团有限公司、郑州千百视光电科技股份有限公司、北京智芯微电子科技有限公司、浙江华甸防雷科技股份有限公司。Ⅱ现场设备集成系列标准是指导工业过程测量控制等相关活动的重要技术标准，GB/T41771旨在确立适用于现场设备集成的规范准则，拟由15个部分构成。——第1部分：概述。目的是规定现场设备集成规范的概念和概述。——第2部分：客户端。目的是规定现场设备集成客户端的相关要求。——第3部分：服务器。目的是规定现场设备集成服务器的相关要求。——第4部分：包。目的是构建现场设备集成包模型，提供将设备、网络组件和通信服务器集成到系统所需的全部元素。 第5部分：信息模型。目的是规定自动化系统的拓扑结构，用于描述自动化系统的设备及通信连接网络。——第6部分：技术映射。目的是规定现场设备集成中所描述的概念的技术映射。——第7部分：通信设备。目的是规定实现通信能力的元素。——第8部分：行规通用协议。目的是规定现场设备集成包描述的通信服务器、网关及设备所需的通用协议的详细信息。行规。——第10部分：行规信行规。——第11部分：行规——第12部分：行规——第13部分：行规基金会现场总线H1。目的是规定H1现场总线技术的现场设备集成通信基金会现场总线HSE。目的是规定HSE现场总线技术的现场设备集成通PROFIBUS。目的是规定PROFIBUS技术的现场设备集成通信行规。PROFINET。目的是规定PROFINET技术的现场设备集成通信行规。HART和WirelessHART。目的是规定HART和WirelessHART技术的现场设备集成通信行规。——第14部分：行规Modbus-RTU。目的是规定Modbus-RTU技术的现场设备集成通信行规。——第15部分：行规ISA100。目的是规定ISA100技术的现场设备集成通信行规。1OPCUA托管服务GB/T41771.7—2023/IECOPCUA托管服务现场设备集成第7部分：通信设备1范围本文件规定了称为通信设备的实现通信能力的元素。整个现场设备集成(FDI)体系结构如图1所示。在本文件范围内的结构组件在图中用深色表示。本文件所指的FDI包仅限于通信设备。图1中所示的通信服务器是特定通信设备的一个实例。用户接口描述FDI客户端解析器设备定义用户接口描述业务逻辑用户接口插件服务用户接口插件用户接口服务设备服务FDI服务器oPC服务信息模型管理信息模型设备对象设备对象业务逻辑业务逻辑处理器业务逻辑平台UI服务(工程图，输入设备)在本文件中规定在本系列标准的其他部分中规定在本系列标准中没有规定系统服务OPCUA系统通信硬件数据存储服务通信服务器服务图1FDI架构图2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。IEC61804-3企业系统设备和集成用于过程控制和电子设备描述语言(EDDL)的功能块(FB)第3部分：EDDL语法和语义[Devicesandintegrationinenterprisesystems—Functionblocks(FB)2forprocesscontrolandElectronicDeviceDescriptionLanguage(EDDL)—Part3:EDDLsyntaxandsemantics]注：GB/T21099.3—2018过程控制用功能块(FB)第3部分：电子设备描述语言(EDDL)(IEC61804-3:2010.IEC61804-4企业系统设备和集成用于过程控制和电子设备描述语言(EDDL)的功能块(FB)第4部分：EDD解释[DevicesandintegrationinenterprisesystprocesscontrolandElectronicDeviceDescriptionLanguage(EDDL)—Part3:EDDLsyntaxandse-mantics]IECTR62541-1OPC统一架构第1部分：概述和概念(OPCunifiedarchitecture—Part1:Overviewandconcepts)注：GB/T33863.1—2017OPC统一架构第1部分：概述和概念IEC62541-4OPC统一架构第4部分：服务(OPCunifiedarchitecture—Part4:Services)IEC62541-6OPC统一架构第6部分：映射(OPCunifiedarchitecture—Part6:Mappings)注：GB/T33863.6—2017OPC统一架构第6部分：映射(IEIEC62541-100OPC统一架构第100部分：设备接口(OPCunifiedarchitecture—Part100:De-viceInterface)IEC62769-1现场设备集成(FDI)第1部分：概述[FieldDeviceIntegration(FDI)—Partl:Overview]注：GB/T41771.1—2022现场设备集成IEC62769-2现场设备集成(FDI)Client]IEC62769-3现场设备集成(FDI)第1部分：概述(IEC62769-1:2021.IDT)第2部分：客户端[FieldDeviceIntegration(FDI)—Part第2部分：客户端(IEC62769-2:2021,IDT)第3部分：服务器[FieldDeviceIntegration(FDI)—PartIEC62769-4:2023现场设备集成(FDI)第4部分：FDI包[FieldDeviceIntegration(FDI)—Part4:FDIPackages]IEC62769-5现场设备集成(FDI)Part5:FDIInformationModel]第4部分：包(IEC62769-4:2021,IDT)第5部分：FDI信息模型[FieldDeviceIntegration(FDI)—注：GB/T41771.5—2022现场设备集成第5部分：信息模型(IEC62769-5:2021,IDT)3.1术语和定义能够在不同物理网络或不同协议间进行桥接的通信设备。界定的以及下列缩略语适用于本文件。3HTTP:超文本传输协议(HypertextTransferProtocol)IP:互联网协议(InternetProtocol)PHY:物理通信硬件(PhysicalCommunicationHardware)SNMP:简单网络管理协议(SimpleNetworkManagementProtocol)TCP:传输控制协议(TransmissionControlProtocol)URI:统一资源标识符(UniformResourceIdentifier)本文件规定作为FDI通信包的EDD组件的内容。使用EDDL语法的规范内容使用了新宋体的字体。EDDL语法用于方法前面、变量、数据结构和组件声明。IEC62769系列标准中使用的单词的首字母大写，以强调FDI定义的术语。本文件使用IEC62769-5定义的图形符号。4概述抽象术语“FDI通信设备”表示一个通过使用特定协议在网络上实现通信功能的实体。FDI通信设备组划分为两个主要的组别。a)FDI通信服务器是一个专用的OPCUA服务器，提供面向一个或多个现场设备网络的访问。FDI通信服务器在第7章规定。b)FDI通信网关可在不同物理网络或不同协议间进行桥接。桥接业务逻辑在EDD组件中实现，该组件由FDI通信包提供。FDI通信网关在第8章中规定。注：网关和通信服务器的主要区别在于：从FDI来看，FDI通信服务器是一个专用的OPCUA服务器，提供面向一个或多个现场设备网络的访问。网关是一个通信设备，实现不同物理网络或不同协议间的桥接。在FDI服务器托管的信息模型中，网关设备的逻辑表示使FDI服务器能处理异构网络拓扑中的通信。4通信服务器通信服务网络G模块n模块n网络B通信关系服务器信息模型CommunicationServerType:信息模型SubDevicesServerCommunicationDeviceType:ServerCommunicationServiceType:ConnectionPoigtTypeNetworkType:ConnectiorntTypeCompunicationGatewayType:StbDevGatewayComnionDeviceType,GatewayCommunicatidnServiceType:ConnectionPointType:NetworkType:DeviceType:DeviceType:图2FDI通信基础设施架构FDI服务器托管的信息模型包含网络拓扑的表示(见IEC62769-5)。图2所示的信息模型是一个实例，以说明信息模型如何使用元素反映真实网络拓扑。1)CommunicationServerType的实例(命名为CommuniationServerName)代表FDI通信服务器。FDI通信服务器实现物理通信网络访问(通信硬件)。第7章描述了相关信息模型的细节、所需的FDI通信包内容以及其中元素的处理程序。子设备见IEC62769-5。2)ServerCommunicationDeviceType和ServerCommunication-ServiceType的实例(命名为Network_B_Channel)映射到FDI通信服务器以实现通信服务。ServerCommunicationDeviceType在7.3.33)CommunicationGatewayType的实例(命名为Gateway_B1)代表物理网关。第8章描述了相关信息模型的细节、所需的FDI包内容以及其中元素的处理程序。4)GatewayCommunicationDeviceType的实例(命名为Module1)映射到一个物理或逻辑模块，实现与该模块所连接网络的通信。GatewayCommunicationDeviceType在中规定。相关网关规定在第8章中描述。5GB/T41771.7—2023/IEC62769-7:20235)GatewayCommunicationServiceType的实例(命名为CommunicationServiceProvider_G)代表网关处理通信服务的能力。GatewayCommunicationServiceType的网关特定实现是基于业务逻辑，该业务逻辑可在异构通信网络中运行通信服务。6)在物理设备和由FDI服务器托管的设备表示之间的通信关系(更多细节在第6章描述),总是关联到通信服务对象，这些对象是GatewayCommunicationServiceType或ServerCommunica-tionServiceType的实例。支持多个通信服务对象实例化协议的能力可在一个总线主站和一个设备之间建立多个逻辑连接。7)信息模型表示物理设备和所描述关系间的连接，见图2左侧。支持多个通信服务对象实例化协议的能力可在一个总线主站和一个设备之间建立多个逻辑连接。ConnectionPointType和NetworkType在IEC62541-100中规定。5FDI通信包5.1概述FDI服务器像导入其他FDI设备包那样导入FDI通信包。本章规定FDI通信包细节。FDI通信包包含的EDD不受限制，但局限于一个协议特定附录(IEC62769-4:2023,附录F)。在IEC62769-4:2023附录F中规定，并在FDI通信包中被提供的EDD元素应描述以下内容。a)参数和参数结构。在IEC62769-4:2023附录中可找到强制的协议特定参数定义。该参数应包含使通信服务正常运行所需调整的全部参数。b)物理层标识。在IEC62769-4:2023附录F中可找到协议特定定义。c)通信设备模块化：模块化信息应基于使用EDDL结构体COMPONENT(见IEC61804-3)。为应对通信硬件需要提供多个物理或逻辑通信通道以访问多个逻辑或物理通信网络的要求，FDI提出通信设备模块化策略。整个通信设备的每个模块元素应被描述为单独的EDD元素。d)COMPONENT的定义应被用于支持系统实现拓扑配置。在IEC62769-4:2023附录F中可找到协议特定定义。相关COMPONENT定义的描述见5.2.2,5.2.3,5.2.4和5.2.7。e)业务逻辑应包含一个方法，用于验证网络(见5.2.8)。该方法对应的验证函数仅考虑直接连接到网络的元素。验证函数应被EDDL规定的CHECK_CONFIGURATION属性所引用。f)业务逻辑可以包含一个方法，用来验证模块配置(见5.2.9)或网络配置(见5.2.8)。该方法对应的验证函数仅考虑直接连接到拓扑中相关父元素的元素。验证函数应被EDDL规定的CHECKCONFIGURATION属性所引用。g)连接点数据：连接点(见5.2.4和5.2.6)应通过EDDL结构体COMPONENT、COLLECTION和VARIABLE来进行描述。COMPONENT定义将连接点元素关联到通信设备。VARIABLE定义描述特定连接点的特性。相应地，COLLECTION描述连接点结构体。在IEC62769-4:2023附录F中可找到协议特定定义。h)MENU:根据IEC61804-4,菜单结构应遵循PC应用程序的菜单约定，可访问：1)FDI通信设备类型(总线)参数：这些参数应通过“offline_root_menu”方式访问；2)拓扑配置对话框应通过“topology_configuration”菜单项方式提供。6每个FDI通信包应包含一个EDD元素来描述设备。COMPONENT<DeviceComponentId>{LABEL"<Label>";CAN_DELETETRUE;CHECKCONFIGURATION<ValidateModules>;CLASSIFICATIONNETWORKCOMPONENT;COMPONENT_RELATIONS{}}COMPONENT_RELATION<CommunicationDeviceRelationld){LABEL"Relationtypedescription";RELATION_TYPECHILD_COMPONENT;ADDRESSING{<AddressVar)}COMPONENTS{(CommunicationDeviceComponentId〉{AUTO_CREATE<autoCreate);REQUIRED_RANGES{<AddressVar){MINVALUE<AddrMin);MAXVALUE<AddrMax);}}}}MINIMUM_NUMBER<minNumber>;MAXIMUM_NUMBER<maxNumber>;}<DeviceComponentId>:COMPONENT标识符，用于标识设备类型的组件描述。<Label>:该字符串值应包含一个字符串，用户可决定FDI通信服务器对象的功能。<ValidateModules>:其值指向实现模块拓扑配置验证函数的METHOD,实现细节见5.2.9。COMPONENTRELATIONS属性可描述模块如何被连接。COMPONENTRELATIONS的定义是可选的。如使用，则其应描述与CommunicationDevice定义的关系。该结构体可执行通用的、FDI服务器驱动的(设备)拓扑配置，语法细节在IEC61804-3中定义。后面的文本描述COMPONENT_RELATION结构体的语义使用。<CommunicationDeviceRelationld>:该属性值标识COMPONENT_RELATION的定义，描述设备组件和CommunicationDevice组件间的关系。7<CommunicationDeviceComponentId):该属性值需与一个COMPONENT标识符相匹配，该COMPONENT标识符应用在描述一个CommunicationDevice的COMPONENT声明中(见5.2.3)。<autoCreate>:该属性值描述CommunicationDevice组件的数量，此类组件可由设备组件自动实<minNumber>/<maxNumber>/<autoCreate>:该属性值定义实例化约束。这些属性的定义是可选的。属性值可包含条件表达式。RELATION_TYPE应被设为CH<AddressVar>:该属性值是对VARIABLE声明的引用。VARIABLE保存CommunicationDevice实例的地址值。此属性的定义是可选的。<AddrMin>/<AddrMax>:该值定义CommunicationDevice实例的地址值范围。例如该值可能对应为物理插槽号。使用ADDRESSING和REQUIRED_RANGES属性，可实现通用配置例程。每个FDI通信包应包含至少一个EDD元素，对至少一个CommunicationDevice组件进行描述。一个模块化通信硬件结构应被多个CommunicationDeviceCOMPONENT描述为：COMPONENT<CommunicationDeviceComponentId〉{LABEL"<Label>";CAN_DELETE<CanDelete);CLASSIFICATIONNETWORK_COMPONENT;COMPONENT_RELATIONS{}}COMPONENT_RELATION<CommunicationServiceProviderRelationId){LABEL"RelationbetweenCommunicationDeviceandcommunicationserviceprovider";RELATION_TYPECHILD_COMPONENT;ADDRESSING{<AddressVar>}{<CommunicationServiceProviderld>{AUTO_CREATE<autoCreate);}}MINIMUM_NUMBER1;MAXIMUM_NUMBER<maxNumber);}<CommunicationDeviceComponentId>:该COMPONENT标识符用于标识CommunicationDevice8<CanDelete):该值可为TRUE或FALSE。它取决于CommunicationDevice是否需要显式配置，或者相关的通信服务提供者对象是否应与CommunicationDevice一起被自动实例化。如果CAN_DELETE属性被设置为FALSE,CommunicationDevice配置是静态的。COMPONENT_RELATIONS的定义是强制的。它描述了与通信服务提供者定义的关系。该结构使FDI服务器能够根据通信处理需求实例化通信服务提供者组件，语法细节在IEC61804-3中描述。下文描述COMPONENT_RELATION结构的语义用法。<CommunicationServiceProviderRelationld>:该属性值标识就按COMPONENT_RELATION的定义。<CommunicationServiceProviderld>:该属性值应与描述通信服务提供者的COMPONENT声明中使用的COMPONENT标识符匹配(5.2.4)。<autoCreate>:该属性值描述通信服务提供者的个数，可通过CommunicationDevice组件被自动实例化。RELATION_TYPE应被设置为CHILD_COMPONENT。5.2.4通信服务提供者组件每个描述通信设备的FDI通信包，应包含至少一个EDD元素，用于描述通信服务提供者。EDD组件应不定义任一配置参数。COMPONENT<CommunicationServiceProviderId){BYTE_ORDER<byteOrder〉;CAN_DELETE<CanDelete〉;CLASSIFICATIONNETWORK_COMMUNICATION_SERVICE_PROVIDER;COMPONENT_RELATIONS<CommunicationServiceProvidersConnectionPointRelationId〉{<ConnectionPointRelationId)}COMPONENT_RELATION<CommunicationServiceProvidersConnectionPointRelationld){LABEL"RelationbetweeRELATION_TYPECHILD_COMPONENT;ADDRESSING{<Address{{}9}MINIMUM_NUMBER1;MAXIMUM_NUMBER1;}<CommunicationServiceProviderld>:该COMPONENT标识符用于标识通信服务提供者。<Label):该字符串值应包含一个人可读的字符串，用户可轻松确定通信服务提供者对象的功能。<CanDelete>:允许值为TRUE或FALSE。这取决于通信服务提供者是否可根据通信处理需求灵活地实例化。如果CAN_DELETE属性设置为FALSE,通信服务提供者组件实例化的数量是静态的。通过性声明的实例化约束同当前支持协议的能力相对应。<byteOrder>:该值提供一种将n字节数据类型(例如4字节整型)集成到通信报文负载的通用方法。该属性值描述字节顺序，且应为BIG_ENDIAN或LITTLE_ENDIAN。COMPONENT_RELATIONS的定义是强制的。它描述同连接点定义的关系。该结构体可执行通用的、FDI服务器驱动的拓扑配置。语法细节见IEC61804-3。下文描述COMPONENT_RELATION结构体的语义用法。连接点应与通信服务提供者一起自动实例化，且应仅有一个连接点实例连接到通信服务提供者。通过AUTO_CREATE,MINIMUM_NUMBER和MAXIMUM_NUMBER属性声明的实例化约束同当前支持协议的能力相对应。<CommunicationServiceProvidersConnectionPointRelationId):该属性值标识COMPONENT_RE-<ConnectionPointId>:属性值应与用于描述连接点(ConnecionPoint)的COMPONENT声明的COMPONENT标识符匹配(见5.2.5)。RELATION_TYPE应被设置为CHILD_COMPONENT。PROTOCOL属性应不设置。5.2.5连接点组件每个描述通信设备的FDI通信包，应包含至少一个EDD元素，用于描述由通信设备支持的每个协议的一个连接点：COMPONENT<ConnectionPointId〉{LABEL"<Label)";CAN_DELETEFALSE;CLASSIFICATIONNETWORK_CONNECTION_POINT;PROTOCOL<Protocolld>;CONNECTION_POINT<ConnectionPointCollectionId>;}<ConnectionPointId>:该COMPONENT标识符用于标识连接点组件声明。<Label>:该字符串值应包含一个允许用户确定连接点组件功能的字符串。<ProtocolID>:此属性值表示通信能力，该通信能力允许FDI服务器查找可使用相同协议类型连接到网络的其他设备类型。对于已标准化的协议，该值由相关现场总线组织定义。描述5.2.6中描述的连接点的数据结构。5.2.6连接点集合每个描述通信设备连接点的EDD,应描述一个COLLECTION元素，该COLLECTION元素描述在连接点的信息模型表示中应出现的属性。由连接点公开的协议特定数据标识设备类型及网络地址。COLLECTION<ConnectionPointCollectionld){LABEL"<Label)";MEMBERS{<AddressAttributeName),<AddressAttributeVariableld);VALID<VALID_VariablelId>;}}<ConnectionPointCollectionId>:该COLLECTION的标识符由中定义的CONNECTION_POINT属性值引用。<Label>:该标签以人可读的方式标识连接点。<AddressAttributeName>/<AddressAttributeVariableld>:MEMBER部分引用一个VARIABLE定义，该VARIABLE定义描述由连接点实现的地址属性。MEMBER部分的内容是协议特定的。<VALID>/<VALID_Variableld>是一个集合成员，它引用一个有验证状态的布尔型VARIABLE,该状态应由ValidateNetwork动作(见5.2.8)来进行设置。描述一个通信设备的每个FDI通信包应包含一个EDD元素，用于对任一通信设备支持的每种通信协议的网络进行描述。该定义支持网络拓扑工程：COMPONENT<NetworkComponentId){LABEL"<Label)";CAN_DELETETRUE;CHECK_CONFIGURATION<Validate>;CLASSIFICATIONNETWORK;PROTOCOL<Protocolld>;COMPONENTRELATIONS{<NetworksConnectionPointRelationId>}COMPONENT_RELATION<NetworksConnectionPointRelationId){LABEL"Relationbetweennetworkandconnectionpoint";RELATION_TYPECHILDCOMPONENT;ADDRESSING{<AddressVar>}COMPONENTS{<ConnectionPointId){REQUIRED_RANGES{<BusAddressVar){MIN_VALUE<BusAddrMin〉;MAX_VALUE<BusAddrMax>;}}}}MINIMUM_NUMBER1;MAXIMUMNUMBER(maxNumber);}<NetworkComponentId>:该COMPONENT标识符用于标识网络组件声明。<Label):该字符串值应包含一个人可读的字符串，允许用户轻松确定网络组件的功能。<Validate):该值引用METHOD,该METHOD实现网络拓扑配置验证功能(见5.2.8)。<ProtocollD>:该属性的值允许FDI服务器查找可使用相同协议类型连接到网络的其他设备类型。对于已标准化的协议，该值由相关现场总线组织定义。COMPONENT_RELATIONS的定义是强制的。它描述同连接点定义间的关系及相连网络的能力。该结构体可执行通用的、FDI服务器驱动的网络拓扑配置。语法细节见IEC61804-3。下文描述COMPONENT_RELATION结构体的语义用法。<NetworksConnectionPointRelationId):该属性值标识COMPONENT_RELATION定义。<ConnectionPointId>:该属性值应与用于描述连接点的COMPONENT声明的COMPONENT标识符匹配(见5.2.4)<maxNumber>:该属性值限制可连接到网络的连接点数量。该属性值可包含条件表达式。RELATION_TYPE应被设置为CHILD_COMPONENT。<BusAddressVar>:该属性值是对一个VARIABLE声明的引用。该VARIABLE持有连接到网络中任一设备的网络地址。<BusAddrMin>/<BusAddrMax>:该值定义网络地址数值范围。ValidateNetwork方法表示由通信设备实现的用于验证当前网络拓扑结构的业务逻辑。Validate-Network方法处理与总线参数相关的任何必要依赖项。相关EDDL逻辑的实现基于EDDL内置函数ObjectReference,该函数可分析一组子实例(连接点实例)。对已通过验证的连接点实例，验证逻辑应设置其<VALID>属性。如果模块设置是静态的，或者COMPONENT结构体中定义的配置规则足以配置模块设置，那么ValidateModules的实现是可选的。ValidateNetwork动作的参数如表1所示。ValidateNetwork(ErrorMessage);表1ValidateNetwork动作参数参数描述ServiceError—1:Failed/未通过验证的连接点，由设置为false的<VALID>属性()值指示。注：参数值对应于IEC61804-3规定的错误代码BI_SUCCESS(值=0)和BI__ERROR(值=-1)。该动作使用“return”语句返回ServiceError结果ErrorMessage如果方法返回空字符串(NULL),则表示动作调用成功。如果出现错误，动作可返回问题描述ValidateModules方法验证当前模块设置。相关EDDL逻辑的实现基于EDDL内建函数Objec-tReference,该函数可分析一组子实例。如果模块设置是静态的，或者COMPONENT结构中定义的配置规则足以配置模块设置，那么ValidateModules的实现是可选的。ValidateModules动作的参数如表2所示。ValidateModules(serviceError,ErrorMessage);参数描述—1:Failed/未通过验证的连接点，由设置为false的<VALID>属性()值指示。注：参数值对应于IEC61804-3规定的错误代码BI_SUCCESS(值=0)和BI_ERROR(值=-1)。该动作使用“return”语句返回ServiceError结果ErrorMessage如果动作返回空字符串(NULL),则表示方法调用成功。如果出现错误，动作可返回问题描述FDI通信包可包含UIP用于支持如诊断和参数化。5.2.11部署FDI服务器导入FDI通信包。对EDD和UIP部件的处理与FDI包的导入程序操作相匹配(见6通信关系通信设备及其通信服务的目的是在物理设备和由FDI服务器托管的设备模型之间交换信息。信息交换由通信关系管理，见图3。已建立的通信关系表示FDI服务器托管的设备模型与物理设备之间交换信息的能力。通信关系的使用可从通常用于管理连接的协议细节中抽象出来。通信关系FDI服务器信息模型CommunicationServerTypCommunicationServerName通信服务器通信服务硬件驱动ServerCommunicationDeviceType:CommunicationServiceProviderBCP_B_MasterfyoeFlB101图3通信关系注1:信息交换的核心发生在物理网络连接的设备和信息模型中相应的实例之间，但不包括整个设备应用程序。下面的状态图(图4)描述单个通信关系的一般状态流。该图还展示在“CROnline”状态下可调用哪些通信服务。可通过不同的协议特定方式来检测。任何通信设备特定的“AbortIndication”被绑定到特定通信服务返回的serviceErrors。即使当已激活通信关系的设备未出现在扫描结果中，Scan方法也可确定连接丢失。ScanScan()SetAddress()不Connect()Disconnect()AbortIndicationTransfer()图4通信关系状态图注2:通信关系的管理是可选的。7FDI通信服务器定义7.1概述就FDI而言，FDI通信服务器是一个专用的OPCUA服务器，提供对一个或多个现场设备网络的访问。每个FDI通信服务器被建模为一个模块化设备，其中每个模块(在序列中也称为Communica-tionDevice)表示一个网络的接入点。模块化设备自身就表示整个FDI通信服务器。7.2通用特征FDI通信服务器实现7.3.3中规定的每个CommunicationDevices的特征。此外，FDI通信服务器实现以下特征。——FDI服务器始终保持FDI通信服务器托管的信息模型与来自FDI服务器托管的信息模型内容相同步(见7.5、7.8.8和7.8.11)。——CommunicationDevcies可被静态实例化，也可由FDI服务器创建/删除。——FDI服务器与FDI通信服务器之间的通信基于OPCUA。OPCUA为其服务规定可在任意平台和运行时环境中实现的一个线路协议。——为了避免竞争情况，FDI通信服务器一次只可连接一个FDI服务器。依此限制，FDI通信服务器可避免任何同步(锁定)机制。FDI规范并不强制FDI通信服务器实现任何联锁机制，以管理对单个物理网络连接设备的并发访问。7.3信息模型7.3.1通则7.3规定FDI通信服务器托管的信息模型。FDI通信服务器是一个封装通信硬件并提供标准通信能力的OPCUA服务器。FDI服务器作为OPCUA客户端连接FDI通信服务器，通过FDI通信服务器信息模型访问FDI通信服务器支持的网络。FDI通信服务器的任务是公开此信息模型。FDI通信服务器不应维护设备实例或网络拓扑信息。所有与FDI设备的交互都是通过FDI服务器完成的，只是通过FDI通信服务器进行传输。对于FDI服务器而言，FDI通信服务器可看作一个支持FDI通信服务并使用OPCUA进行通信的设备。FDI通信服务器能与FDI服务器在同一台PC上本地运行(回环适配器),也可在现场远程运行(例如，嵌入到控制器中)。与设备类似，每个FDI通信服务器都有一个相关联的FDI包。该FDI包用于在FDI服务器的信息模型中创建通信设备，这些信息模型表示对FDI通信服务器实现的网络的访问。FDI通信服务器的信息模型基于IEC62769-5中定义的信息模型。图5复制模块化设备的结构，并说明它如何映射到整个地址空间。这些模块代表FDI通信服务器的通信通道。ObjectsCommunicationServerType:CommunicationServerFolderType:ServerCommunicationDeviceType:ServerCommunicationServiceType:InitializeResetAddComponentRemoveComponentSetAddressScanResetScanAddComponentRemoveComponentConnectDisconnectGetPublishedData图5FDI通信服务器的地址空间CommunicationServerType(模块设备的根)是DeviceType的一个子类。MethodSet包含Initialize、Reset、AddComponent和RemoveComponent方法。如果FDI通信服务器支持SubDevices文件夹中元素的动态实例化，则AddComponent和RemoveComponent方法是可选的。所有的子设备都是7.3.3中定义的ServerCommunicationDeviceType的实例。ServerCommunica-tionDeviceType(ServerCommDevice)的实例有一个MethodSet,可实现SetAddress、Scan、AddCompo-nent、RemoveComponent方法。如果FDI通信服务器支持数量可变的ServerCommunicationService-Type实例，则AddComponent和RemoveComponent是可选的。正式定义见7.3.2、7.3.3和7.3.4。CommunicationServerType是DeviceType的一个子类型，提供了管理实例ServerCommunication-DeviceType所需的方法。图6显示了CommunicationServerType的定义，正式定义在表3和表4中。天CommunicationServerFolderType:MethodSetAddComponentRemoveComponeni属性值BrowseNameCommunicationServerTypeIsAbstractFalse引用节点类浏览名数据类型类型定义建模规则DeviceType的子类在IEC62541-100中定义。HasComponentObjectMethodSetBaseObiectTypeMandatoryHasComponentObjectParameterSetBaseObjectTypeOptionalHasComponentObjectSubDevicesFolderTypeMandatory属性值BrowseNameMethodSet引用节点类浏览名数据类型类型定义建模规则HasComponentMethodMandatoryHasComponentMethodMandatoryHasComponentMethodAddComponentHasComponentMethodRemoveComponentCommunicationServerType和该类型的每个实例共享相同的方法。这些方法的Nodeld将在本文件中被固化和定义(见附录B)。因此，FDI通信服务器客户端不必浏览这些方法。它们可使用固定的Nodeld作为调用服务的MethodId。附加的AddComponent和RemoveComponent方法增加了根据通信硬件结构添加或删除Server-CommunicationDeviceType实例的能力。如果FDI通信服务器实现静态通信硬件结构，则这些服务不适用。SubDevices文件夹包含表示通信模块的ServerCommunicationDeviceType实例。注：通信硬件的静态布局的指示在FDI包中标明COMPONENT特性CAN_DELETE在COMPONENT声明中Reset用于复位通信硬件和相关驱动软件。任何正在进行的通信将被立即停止。所有通信通道进入关闭状态。在FDI服务器托管的信息模型中不应出现Reset方法。FDI服务器应能根据通信需求自动处理停止程序。通常，FDI通信服务器操作包括一些可独立于任何模块结构的硬件和协议驱动程序处理。由于这种可能性，在CommunicationServerType下面安排Reset方法。为降低FDI通信服务器操作的复杂性，只规定一种Reset方法。该方法的签名规定如下。表5和表6分别规定参数和地址空间表示。SignatureReset([out]Int32serviceError);表5Reset方法的参数参数描述ServiceError—1:Failed表6Reset方法的地址空间定义属性值BrowseNameReset引用节点类浏览名数据类型类型定义建模规则HasPropertyVariableOutputArgumentsArgument[]PropertyTypeMandatoryInitialize用于初始化通信硬件。FDI通信服务器的初始化函数应使用ParameterSet托管的参数化数据，其中ParameterSet被包含在CommunicationServerType实例和ServerCommunicationDevice-Type的所有实例中。为实现在操作期间更改参数，可重新调用Initialize方法。如果FDI通信服务器需要对其通信硬件进行复位，应自动恢复原有的通信关系。一个模块化的FDI通信服务器可灵活地仅初始化那些已检测到配置更改的ServerCommunicationDeviceType实例。Initialize方法不应出现在FDI服务器托管的信息模型中。FDI服务器应能根据人为的通信请求来自动处理启动过程。FDI通信服务器操作可包括一些独立于任何模块结构的硬件和协议驱动程序处理。由于该可能性，在CommunicationServerType下面安排Initialize方法。为降低FDI通信服务器操作的复杂性，只规定一种初始化方法。该方法的签名规定如下。表7和表8分别规定了参数和地址空间表示。serviceError)表7Initialize方法的参数参数描述ServiceError一1:Failed属性值BrowseName引用节点类浏览名数据类型类型定义建模规则HasPropertyVariableOutputArgumentsArgument[]PropertyTypeMandatory当FDI通信服务器没有静态定义的通信硬件设置时，AddComponent应被用于配置FDI通信服务器的模块设置。该方法应被用于添加一个模块(ServerCommunicationDeviceType的实例)。该方法的签名规定如下。表9和表10分别规定了参数和地址空间表示。AddComponent(ModuleTypeName,InstanceName,InstanceLabel,InstanceNodeld,ServiceError);参数描述ModuleTypeName在FDI包中定义且被创建的模块类型。模块类型名称应与其中一个COMPONENT标识符定义相对应(见5.2.3)创建元素的模块设备节点的非本地化名称。在FDI通信服务器的信息模型范围内，该名称应是唯一的创建模块根节点的人可读标签模块设备节点的被访者分配标识符—1—E_InvalidType—规定类型的模块不能(不再)被添加—2—E_DuplicateName—已经存在一个模块，其名称与用InstanceName参数规定的名称相同—3—E_UnknownType—规定了一个未知的ModuleTypeName—4—E_LimitExceeded—超出模块总数(可能由于功率约束或其他资源限制导致)表10AddComponent方法的地址空间定义属性值BrowseNameAddComponent引用节点类浏览名数据类型类型定义建模规则HasPropertyVariableInputArgumentsArgument[]PropertyTypeMandatoryHasPropertyVariableOutputArgumentsArgument[]PropertyTypeMandatoryRemoveComponent应被用于删除一个模块(ServerCommunicationDeviceType的实例)。如果通信硬件设置是静态的，则RemoveComponent的实现是可选的。该方法的签名规定如下。表11和表12分别规定参数和地址空间表示。[in]NodeldModuleNodeld,ServiceError);RemoveComponent方法的参数参数描述ModuleNodeld该值是信息模型中现有实例的标识ServiceError—1:Failed,规定的节点不存在表12RemoveComponent方法的地址空间定义属性值BrowseNameRemoveComponent引用节点类浏览名数据类型类型定义建模规则HasPropertyVariableInputArgumentsArgument[]PropertyTypeMandatoryHasPropertyVariableOutputArgumentsArgument[]PropertyTypeMandatoryServerCommunicationDeviceType表示特定网络的一个通信通道。ServerCommunicationDevice-Type是DeviceType的一个子类型。每个ServerCommunicationDevice实例的ParameterSet将包含配置网络操作所需的参数。图7显示ServerCommunicationDeviceType的定义，正式定义见表13和表14。DeviceTypeDeviceTypeDeviceTypeParameterSet表13ServerCommunicationDeviceType定义属性值BrowseNameServerCommunicationDeviceType引用节点类浏览名数据类型类型定义建模规则DeviceType的子类在OPCUA中的DI部分定义。HasComponentMethodSetBaseObjectTypeHasComponentParameterSetBaseObjectTypeHasComponentServiceProviderServerCommunica-MandatoryHasPropertyVariableListOfCommunicaPropertyTypeMandatory特性ListOfCommunicationProfiles包含一个由ServerCommunicationDevice支持的通信行规列表。有效字符串在IEC62769-4:2023的附录F中定义。表14ServerCommunicationDeviceType的MethodSet属性值BrowseNameMethodSetTrue引用节点类浏览名数据类型类型定义建模规则HasComponentMethodOptionalHasComponentMethodScanExtendedOptionalHasComponentMethodResetScanOptionalHasComponentMethodSetAddressOptionalHasComponentMethodAddComponentOptionalHasComponentMethodRemoveComponentOptionalScan应被用于启动搜索物理网络已连设备。Scan方法和相应的物理网络连接之间的关联，使FDI通信服务器能访问正确的物理网络连接。Scan方法由通信服务器运行时模块实现。该方法的签名规定如下。表15和表16分别规定参数和地址空间表示。注1:通信服务器可在后台任务中运行网络扫描，因此调用Scan函数将返回缓存的网络扫描结果。注2:如果SCAN了很久，FDI通信服务器可能会返回一个空的TopologyScanResult以及ServiceError1,表明扫描仍在运行。[out]XmlElementTopologyScanResult,ServiceError)参数描述TopologyScanResult该参数值是一个XML格式的字符串，表示物理网络连接设备的列表。每个物理网络连接设备通过与连接点节点匹配的数据结构表示。连接点属性是协议特定的。相应的to-pologyScanResult架构在IEC62769-4:2023附录F中规定。出现任何错误时，为TopologyScanResult返回一个空字符串0:OK/扫描完成1:OK/再次调用Scan,获得完整扫描结果—1:Failed/未初始化—2:Failed/未连接到网络—3:Failed/未找到设备，topologyScanResult为空表16Scan方法的地址空间定义属性值BrowseName引用节点类浏览名数据类型类型定义建模规则HasPropertyVariableOutputArgumentsArgument[]PropertyTypeMandatory如果FDI服务器和FDI通信服务器至少支持FDI技术版本1.3,ScanExtended应被用于启动发现物理网络连接的设备。本方法与Scan方法执行相同的功能。它返回关于网络上发现设备的更多详细方法通过通信服务器运行模块执行。如果通信行规需要方注1:通信服务器在背景任务中能运行网络扫描，因此Scan功能的唤起能返回缓存的网络扫描结果。注2:如果SCAN消耗非常长的的时间，识别到扫描仍在运行，FDI通信服务器可能返回一个空的TopologyScanReSignatureXmlElementTopologyScanResultExtended,ServiceError)表17Scan方法的参数参数描述TopologyScanResultEx-该参数值是一个XML格式的字符串，表示物理网络连接设备的列表。每个物理网络连接设备通过与连接点节点匹配的数据结构表示。连接点属性是协议特定的。相应的to-pologyScanResult架构在IEC62769-4:2023附录E中规定。出现任何错误时，为TopologyScanResultExtended返回一个空字符串0:OK/扫描完成1:OK/再次调用Scan,获得完整扫描结果一1:Failed/未初始化—2:Failed/未连接到网络—3:Failed/未找到设备，topologyScanResult为空属性值BrowseName引用节点类浏览名数据类型类型定义建模规则HasPropertyVariableOutputArgumentsArgument[]PropertyTypeMandatoryResetScan应被用于重置扫描结果的内部缓存。如果FDI通信服务器扫描机制支持ResetScan方法，该方法还将取消正在进行的扫描。该方法的签名规定如下。表19和表20分别规定参数和地址空间表示。Signature[out]Int32ServiceError)ResetScan方法的参数参数描述ServiceError0:OK/扫描重置—1:Failed/未初始化—2:Failed/未连接到网络表20ResetScan方法的地址空间定义属性值BrowseNameResetScan引用节点类浏览名数据类型类型定义建模规则HasPropertyVariableOutputArgumentsArgument[]PropertyTypeMandatorySetAddress应被用于改变一个设备的网络地址(通信地址)。通信设备应确保唯一的网络地址值。如果newAddress的参数值已经分配给物理网络中一个已连设备，则通信设备应返回serviceError参数即使已经建立了通信关系，地址分配服务是否应工作仍取决于协议。该方法的签名规定如下。表21规定了SetAddress方法的参数。<OldAddress),<NewAddress),ServiceError);参数描述针对1..n个协议特定参数的占位符，表示物理网络连接设备的现有协议特定网络地址。表示网络地址的值在特定行规协议文件中规定(见IEC62769-4:2023附录F)参数描述针对1..n个协议特定参数的占位符，表示物理网络连接设备新的协议特定网络地址，该地址应被分配给物理网络中已连设备。表示网络地址的值在IEC62769-4:2023附录F中规定ServiceError0:OK/执行成功结束ServiceErrors的其他表示值，可能在特定行规协议文件中规定(见IEC62769-4:2023附录F)通信服务提供与某个设备通信，或者例如在网络上执行扫描的方法。通信服务通过信息模型中的ServerCommunicationServiceType的正式定义见图8、表22和表23。这些方法的Nodeld在本文件中定义并固定(见附录B)。因此FDI客户端不必浏览这些方法。它们可使用固定的NodeId作为调用服务的MethodId。通信方法，包括其Nodelds,在本文件中被唯一定义。FDI客户端可直接使用这些方法(无须浏览)。OPCUA调用服务应按如下使用：●MethodId参数应包含固定的方法Nodeld;对于通信方法不被支持的元素，调用服务会返回OPCUAStatusCodeBad_MethodInvalid。MethodSetConpectDisconnectGetPublishedDataTransfer表22ServerCommunicationServiceType定义属性值BrowseNameServerCommunicationServiceType引用节点类浏览名数据类型类型定义建模规则DeviceType的子类在OPCUA中的DI部分定义。HasComponentObjectMethodSetBaseObjectTypeMandatoryHasComponentObjectParameterSetBaseObiectTypeOptional属性值BrowseNameMethodSet引用节点类浏览名数据类型类型定义建模规则HasComponentMethodConnectOptionalHasComponentMethodDisconnectOptionalHasComponentMethodTransferMandatoryHasComponentMethodGetPublishedDataOptionalConnect应被用于与物理连接到网络的设备建立通信关系。建立通信关系可能意味着能作为addressData一部分的标识数据和物理设备中的数据进行比对。通信设备根据相应网络协议标准来执行DeviceType匹配验证。相关细节在IEC62769-4:2023附录F中规定。设备地址包含在信息模型里相应设备实例的连接点(设备连接点)中。使用信息模型的设备应用程序与物理设备之间的通信关系，由通信关系标识符进一步标识。关于如何管理通信关系状态的详细信息在第6章中描述。注1:由于Nodeld在信息模型范围内是唯一标识符，在通信设备范围内设备连接点的Nodeld可以是任一通信关系的唯一标识符。注2:术语“通信关系”用于描述基础设施的状态，该基础设施实现信息模型托管的数据与物理设备之间数据交换。一旦建立通信关系，即可进行数据交换。该方法的签名规定如下。表24规定了其参数。SignatureByteStringInt32CommunicationRelationld,<AddressData),<Devicelnformation).ServiceError);表24Connect方法的参数参数描述CommunicationRelationld这是一个客户端生成的id,用于唯一标识此连接。这可以是一个索引(例如NodeId),客户端(=FDI服务器)用于在其拓扑中标识条目这是针对协议特定参数列表的一个占位符，用于地址和可选设备的标识数据(详细信息在IEC62769-4:2023附录F中描述)这是针对协议特定参数列表的一个占位符，连接结果数据存储在其中0:OK/执行结束，连接建立成功ServiceErrors的其他表示值，可能在特定行规协议文件中规定(见IEC62769-4:2023附录F)Disconnect应被用于终止同某个设备的通信关系。该方法的签名规定如下。表25规定了Disconnect方法的属性。Disconnect是一个同步方法调用。Disconnect([in]ByteStringCommunicationRelationld,[out]Int32ServiceError);表25Disconnect方法的参数参数描述CommunicationRelationId与规定的Connect方法中使用的ID相同ServiceError0:OK/成功断开连接ServiceErrors的其他表示值，可能在特定行规协议文件中规定(见IEC62769-4:2023附录F)Transfer应被用于执行同某个设备的信息交换。该方法的签名规定如下。表26规定所有参数。ByteStringInt32CommunicationRelationId,(SendData),<ReceiveData),ServiceError);表26Tran