各个小组在传感器到云的互操作性方面进行协作

自2011年以来，FDT集团和OPC基金会合作开发了一种现成的互操作性，旨在帮助工厂、工厂和其他工业设施从使用开放标准中获得更高的回报。这一协作努力试图为整个工业领域的企业范围、传感器到云的互操作性和增强的生命周期管理打开大门(参见图1)。

建立开放标准

了解正在进行的FDT和OPC标准的发展，以及它们在过程、混合和工厂自动化方面所带来的好处，需要简单的历史知识。

FDT标准于1998年推出，并被纳入IEC 62453、ISA103和中国GB/T 29618标准。它的设计目的是在现场设备和主机系统之间提供一个开放的、与供应商无关的通信和配置接口。这包括一个用于访问设备复杂功能的公共环境(参见图2)。

该标准由两个主要软件组件组成:一个框架应用程序(FDT/ frame)，用于呈现图形用户界面(GUI)，一个设备类型管理器(DTM)，作为设备驱动程序，让制造商控制给定设备显示的属性。框架应用程序可以嵌入可编程逻辑控制器(PLC)编程工具、分布式控制系统(DCS)、资产管理系统或作为独立的组态工具。FDT 2.0是最新的版本，旨在支持现代操作环境，并使用Microsoft . net技术平台。

OPC标准于1996年推出，旨在实现制造业和其他企业之间安全可靠的数据交换。OPC统一体系结构(OPC UA)是一个独立于平台的面向服务的体系结构，它将原始的OPC规范功能集成到一个框架中。

FDT标准被设计为关键信息的中心，而OPC UA标准提供了基础设施，使这些信息可用于其他应用程序和平台。这些标准允许传感器、网络和拓扑信息渗透到企业资源规划(ERP)系统、云、工业物联网(IIoT)和工业4.0中。

实现现成的互操作性

FDT/OPC联合项目为FDT 2.0标准设想了一个标准插件，该插件将提供连接，使整个企业使用OPC UA标准进行数据通信。这种方法举例说明了设备到云计算策略，该策略支持具有FDT支持的现有和即将推出的设备的配置、诊断、资产运行状况、通信、历史数据访问以及警报和事件服务。

FDT标准结合了基于物理网络拓扑结构和逻辑拓扑结构的工厂层次结构。业界的网络协议允许框架应用系统与任何设备通信。这包括通过不同的网络透明地隧道访问终端设备的能力。框架应用程序还接受对调试、诊断、预测和其他高级数据的操作生命周期访问。为了使这些数据源对OPC UA架构可用，数据已经映射到OPC UA数据模型，并将启用FDT/ frame的系统配置为OPC UA服务器(参见图3)。

客户端可以请求与FDT/OPC服务器的安全连接，并访问拓扑、运行状况和其他数据。任何数量的客户端都可以获得访问权限，仅受服务器容量和底层网络带宽的限制。

优化网络、设备管理

系统制造商可以使用服务器附件进行实现。在DCS、PLC或其他系统中嵌入框架应用程序的系统供应商现在能够在任何客户端应用程序中访问的应用程序中包含OPC UA服务器。

由dtm和其他设备驱动程序提供的信息集成到信息模型中是设备诊断、配置、远程资产管理以及与制造执行系统(MES)集成的重要功能。信息模型旨在增强网络和设备管理，通过提供对数据的访问而不需要特定于协议的处理来帮助优化企业。它还为以前不支持的设备提供支持。

网络和设备可以使用dtm或其他设备表示(如电子设备描述(edd)和现场设备集成(FDI)设备包)在普通工程工具中进行配置。dtms提供的信息——设备类型、参数、输入/输出(I/O)——帮助完成信息模型。合作的目的是在利用服务器的同时增加信息模型的丰富性，服务器在传输和路由信息的自动化体系结构中无处不在。

使用工业设备信息模型通信设备和机器数据的方法被设计成将局部控制和监控与全局概述和聚合相结合。这是大数据的一个很好的例子，因为它支持更好、更快的决策。

控制网络连通性

框架应用程序可以访问设备中的所有控制网络以及连接到网络的所有支持设备。它还具有完整控制系统拓扑结构的知识。框架应用程序中的OPC UA服务器允许任何客户端应用程序浏览控制体系结构的拓扑结构，并选择网络上的任何仪器以获得有关该设备的关键数据。框架应用程序自动将流量路由到所有网络，网络直接连接到客户端(参见图4)。

任何具有正确安全特权的现成OPC UA客户端都可以访问嵌入在框架应用程序中的服务器。这个概念为该功能提供了许多有趣的应用程序。在基于Android或ios的设备上部署移动应用程序的维护技术人员可以将该移动设备带到工厂车间，并访问关键设备信息，以保持应用程序运行或迅速使其恢复在线。对于运营商来说，无线设备似乎直接连接到资产，而不需要任何自定义代码或其他应用程序，这是可能的，因为接口。

未来平台独立性

该附件为希望利用工业物联网和工业4.0的工业终端用户提供了传感器到云的企业级数据通信。FDT希望更进一步，建立一个支持移动性、在线安全性和互操作性的工业物联网解决方案，同时与平台独立，可部署在独立的客户端/服务器或云架构中。

FDT/OPC标准的组合旨在创建一个标准化工业网络、自动化系统和设备连接的系统基础设施。远程访问连接的机器、生产单元和设备有助于提高性能。这种方法有助于统一工业4.0设备的系统工程、配置和诊断支持，并建立连接工业3.0网络和设备的桥梁(参见图5)。

技术合作旨在确保自动化系统、资产管理系统和其他工厂企业系统和应用程序之间无缝在线数据交换。这旨在帮助工业终端用户采用数据和信息模型，并利用建模和相应的服务实现完整的应用程序到设备集成。

格伦•舒尔茨， FDT集团董事总经理。由制作编辑克里斯·瓦夫拉编辑，控制工程， CFE传媒，cvavra@cfemedia.com．

更多的建议

关键概念

FDT集团和OPC基金会正在协作互操作性，旨在增强工业部门的生命周期管理。

Sensor-to-cloud互操作性有助于改善工厂的数据管理和协作。

一个无缝的在线数据交换帮助最终用户完成应用程序到设备的集成。

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