電子設備描述語言（EDDL）是一種通過工廠主機從1500萬種現(xiàn)場設備獲得診斷、實時和資產管理信息的通用界面。有了EDDL用戶能夠對儀表進行組態(tài)、故障診斷、在用戶界面上顯示數(shù)據(jù)、確定過程報警、獲得用于諸如MES、UI/SCADA、工廠歷史、資產管理以及ERP等上層軟件的信息。
所有的EDDL數(shù)據(jù)都可以從HART、基金會現(xiàn)場總線和OPC界面讀取，最終用戶無需購買或編寫程序來獲得。全球所有的過程控制系統(tǒng)都支持EDDL，1990年以后生產的HART和Ff儀表都包含EDDL所描述的信息。本文將著重講述用戶通過EDDL所能獲得的一些功能。
從手操器到資產管理
電子設備描述語言（EDDL）始于1990年，當時HART儀表剛剛進入市場。一名技術人員攜帶一臺通用的手操器可以與任何一臺HART儀表連接，進行組態(tài)和調整。他/她需要的就是由儀表供應商提供的正確EDD文件。于是互操作誕生了。
EDDL是對設備變量的文本描述，例如流量、壓力、環(huán)境溫度、上下限、標定設置等等。這些描述定義了每個變量，并說明了獲得這些變量的方法。有些HART設備包含了100多種變量，它們也被描述在EDDL的語句中，并且可從任何能夠連接HART或Ff設備的系統(tǒng)中讀取。
圖1：1 號主機上的雷達液位計
圖2：2 號主機上的雷達液位計
1992年HART通訊基金會（HCF）發(fā)現(xiàn)許多用戶希望通過數(shù)字接口獲得數(shù)據(jù)，所以他們就將EDDL標準化，使主機控制系統(tǒng)接收到的是程序格式的信息描述。1994年，現(xiàn)場總線基金會（FF）采用了EDDL標準，接著Profibus也采用了EDDL，但是這3個組織各自獨立支持該技術，而且支持的方式也有一些不同。2003年這3個組織，HCF、FF以及Profibus Nutzerorganisation e.V.(PNO)開始合作并向IEC遞交了統(tǒng)一的EDDL版本，并使它成為2004：IEC1804-2的國際標準。這為在支持不同廠商不同通訊協(xié)議的現(xiàn)場設備的主機中創(chuàng)建單一工程環(huán)境打下了基礎。互操作性更強了。
通過三方—FF, HCF and PNO—的合作，EDDL得到了迅速地增強，用戶界面和設備診斷的互操作概念也得到了延伸。EDDL的增強功能已遠遠超越了設備的組態(tài)功能。如今，增強的EDDL可實現(xiàn)設備診斷、資產管理、用戶界面顯示、柱狀統(tǒng)計圖、趨勢圖、設備簽名和歷史記錄功能。
2005年OPC基金會宣布在其統(tǒng)一架構（UA）中采用EDDL作為描述技術。這樣OPC基于UA的軟件就可以與現(xiàn)場總線設備通訊—再加上在以太網及其它網絡上運行的設備，或是在除Windows以外的操作系統(tǒng)中運行的設備—使用EDDL的描述就可以獲得設備的數(shù)據(jù)。互作性的范圍更廣了。
這些增強的功能不會對描述文件產生任何影響，所以來自于現(xiàn)場1500萬臺支持EDDL的設備（再加上新的現(xiàn)場儀表）的數(shù)據(jù)可以很方便地獲取。EDDL可向后兼容到1990年的數(shù)據(jù)。既然現(xiàn)在市場上的控制系統(tǒng)都可以與資產管理軟件通訊，這也就意味著所有的EDDL數(shù)據(jù)可用于任何用途，從儀表組態(tài)到ERP。
例如，在2005年的ISA展覽會上，現(xiàn)場總線基金會展出了一套集多家廠商于一體的演示系統(tǒng)，它充分體現(xiàn)了EDDL的功能。艾默生過程管理、恩德斯豪斯、西門子和Smar公司展示了壓力變送器、溫度變送器和機械設備狀態(tài)變送器，并將所有設備信息傳遞到設備管理系統(tǒng)，對這些設備進行診斷、標定和組態(tài)。
減少多余的軟件
有一個問題總是困擾著最終用戶，要維持現(xiàn)代過程控制系統(tǒng)的運行，就要面對層出不窮的軟件。EDDL可免除大部分軟件的使用。例如，基于HART通訊的羅斯蒙特5400雷達液位計以前需要用額外的軟件來查看儲罐特性，然后才可以進行先進組態(tài)。現(xiàn)在5400將所有必要的數(shù)據(jù)都包含在EDDL中，因而就不再需要額外的特定軟件了。
另外一個例子是基于基金會現(xiàn)場總線的艾默生CSI9210機械設備狀態(tài)變送器，它可對電機泵軸承故障、泵的氣蝕現(xiàn)象和軸心未對中等復雜設備狀態(tài)進行診斷，而無需特殊軟件。所有的設備信息都在電子設備描述文件中（EDD），只要使用現(xiàn)場總線基金會的翻譯器就可在任何系統(tǒng)中顯示這些信息。
如果系統(tǒng)必須依靠專用軟件，那么就很容易由于操作系統(tǒng)的升級、更新、控制系統(tǒng)的版本或是新的設備軟件的版本而發(fā)生故障。當這些專用軟件的供應商與系統(tǒng)供應商不是同一家時，問題就會變得更為復雜了。采用EDDL，許多這樣的問題就可以避免，因為EDDL是基于文本的，它獨立于任何操作系統(tǒng)和控制平臺。主機系統(tǒng)可能改變，但是現(xiàn)場設備是不變的。只有設備變了，EDD才會變。
所以，要使控制系統(tǒng)盡可能避免軟件版本和操作系統(tǒng)升級的辦法是在獲取組態(tài)、診斷、用戶接口和資產管理數(shù)據(jù)時采用EDDL，而只在必要時使用專用軟件。
推動用戶接口
在有些案例中，用戶界面軟件包括歷史數(shù)據(jù)、SCADA軟件，或是實時數(shù)據(jù)庫。如果用戶要對界面進行創(chuàng)建并設置，他們必須指出變量是什么，它們在I/O中的位置，它們代表什么以及它們在屏幕上應該如何顯示。在設置監(jiān)測和診斷特定設備的屏幕顯示時，這種問題尤為突出。
采用EDDL設備供應商只要寫出EDDL規(guī)范來定義變量，這些變量應該以什么樣的順序排列，在何種情況下需要顯示等。事實上，用戶甚至不用對顯示進行設置，EDDL會生成設備的顯示。
圖1顯示了雷達液位計的用戶界面屏幕。數(shù)據(jù)直接從EDDL獲得，無需修改和組織。它體現(xiàn)了變送器廠家對于數(shù)據(jù)顯示方式的想法。圖2表現(xiàn)的是相同的數(shù)據(jù)，相同的EDD文件，但是在不同的主機上。在不同顯示風格的“所見即所得”界面下，提供了相同的信息。
換句話說，主機控制系統(tǒng)決定如何顯示，而設備決定顯示什么內容。這就確保了無論誰是設備供應商，在同一個過程控制系統(tǒng)中的顯示擁有相同的感觀，在1號主機中，“關閉”、“信息”以及“幫助”按鈕是獨有的。而在2號主機中，“確認”、“取消”、“應用”和“幫助”按鈕以及左側的導航欄也是它獨有的。“過程變量”標簽中的信息在2臺主機中是一樣的，它來自于EDD文件。雖然在每臺主機系統(tǒng)上的顯示略有不同，但內容是一樣的。
圖3：提示泵的氣蝕現(xiàn)象
圖4：引壓管堵塞的診斷信息可避免異常情況的發(fā)生 EDDL還對狀態(tài)圖進行了描述，并定義了在何種情況下它們會顯示。例如，如果一臺機械設備狀態(tài)變送器正在監(jiān)測一臺電機、驅動聯(lián)合器或泵，當泵開始出現(xiàn)氣蝕現(xiàn)象，泵圖就會閃動表示有問題（見圖3）。
這項功能不需要通過控制系統(tǒng)，因為它是包含在EDDL技術中的。就像羅斯蒙特有一款差壓變送器（基于HART和Ff）可以發(fā)現(xiàn)引壓管堵塞的問題，EDDL就被用來在互操作過程中顯示這些診斷信息。（見圖4）
OPC UA軟件包可以直接獲得EDDL數(shù)據(jù)，這將為診斷、回路整定和過程優(yōu)化打開一片新天地。例如，基于EDDL的診斷信息能夠確認一些設備的故障，比如引壓管堵塞，但是它們不能診斷過程問題。而過程問題的診斷通常需要借助一些與OPC UA接口的先進軟件。以前，要使用這些先進軟件可能需要額外的組態(tài)工作以將診斷軟件和設備參數(shù)連接。有了EDDL，組態(tài)工作就很少了。最終用戶和系統(tǒng)集成商可廣泛利用與OPC UA兼容的各種軟件。
資產管理數(shù)據(jù)
EDDL還可以自動提供適用于資產管理和維護的數(shù)據(jù)。例如，EDDL可識別來自于儀表的特定數(shù)據(jù)，像閥門特性就應該被視作永久數(shù)據(jù)進行維護以便進行診斷。我們可以隨時將當前的閥門特性與歷史記錄進行對比來分析故障。這些數(shù)據(jù)存儲在主機中，并可由資產管理軟件讀取。
同樣，我們可以定義圖形和圖表，用來生成這些圖形和圖表的數(shù)據(jù)也是存儲在主機當中的。這樣，儀表數(shù)據(jù)就可被劃分和顯示在圖表中，或是與其它儀表進行對比。這些數(shù)據(jù)是對控制系統(tǒng)本身所存儲和顯示的內容的一種補充，它們對于用于維護管理的資產管理軟件來說尤其有用。
所有的應用程序，包括復雜數(shù)據(jù)的直觀反映、雷達計的液位組態(tài)、閥門的曲線圖、分析儀和電機的控制，都不需要編寫特殊代碼。
互操作性
EDDL是自動化領域中唯一支持從標定到資產管理的標準，它為現(xiàn)有的2千萬臺現(xiàn)場儀表提供了一個通用的平臺。它的互操作性簡化了控制系統(tǒng)的一體化過程，因為系統(tǒng)集成商或是最終用戶在評標過程中，都必須確認所有的控制設備都符合EDDL國際標準，這就避免了接口的問題。
互操作還能讓有確定需求的用戶獲益。事實上所有的控制系統(tǒng)和儀表供應商都支持EDDL，所以規(guī)范信息豐富的傳感器、分析儀、執(zhí)行機構、閥門等是非常容易的。評標將更容易，因為用戶不用擔心特定的軟件是否支持不同的設備，有了EDDL，所有支持EDDL的設備能夠支持所有的控制系統(tǒng)。互操作還意味著如果一臺傳感器或執(zhí)行機構由于種種原因不能工作，更換它們將變得更容易。
最后，對于操作人員和維護人員來說，互操作使設備的組態(tài)和診斷信息更容易獲取，所有支持EDDL的設備將在主機系統(tǒng)里提供直觀的信息。如今，設備變得越來越復雜，而EDDL能使操作、診斷和維護更簡單。
總之，EDDL以簡單易懂的形式提供了所有操作和維護人員所需的信息。
感觀
控制系統(tǒng)供應商需要現(xiàn)場總線基金會的AT-401設備描述服務工具5.0版本，并將它集成到控制系統(tǒng)中。這樣控制系統(tǒng)就能夠讀取和執(zhí)行EDD文件。一個項目中，無論誰是設備供應商，控制系統(tǒng)供應商都能從工廠每臺儀表和現(xiàn)場設備中獲得EDD。一旦安裝了EDD文件，并且鏈接到控制系統(tǒng)，現(xiàn)場設備就能根據(jù)現(xiàn)場設備設計者要求的那樣在用戶界面中進行設置，而它的感觀風格是由系統(tǒng)決定的。
以上講到的兩種工具可以從現(xiàn)場總線基金會獲得。HART基金會也有一種相似的工具。例如，HART通訊基金會(www.hartcomm.org) 提供的SDC-625智能設備組態(tài)器，它支持所有EDDL的結構，并能對EDDL文件進行評估，對現(xiàn)場設備進行組態(tài)。SDC-625可通過RS232轉HART接口與設備通訊，或是通過Xmtr-DD軟件與仿真現(xiàn)場設備通訊。它還包含了非常有用的通訊記錄窗口，實時顯示發(fā)送到現(xiàn)場設備的指令。
EDDL 是如何工作的
首先，儀表或設備的設計人員使用EDDL的語法XML，它像一種語言，用來詳細描述設備以及它的參數(shù)。它包括過程變量、設定點、上下限、環(huán)境溫度等。EDDL還能支持Methods，這是一種支持逐步的、交互式標定程序的解釋性腳本語言。設備設計人員從1990年就開始使用EDDL了，所以對他們而言這并不新鮮。
通過一些新的增強功能，設計人員可以決定重要參數(shù)應該在哪些用戶界面中顯示，例如是否在柱狀圖中顯示，以什么樣的順序顯示等（圖1）。設計EDDL用戶界面的顯示就像是設計一個網頁。設計人員還能定義在何種情況下需要顯示，以及如何顯示。假如一臺泵的軸承溫度超過了某個設定值，泵的圖標就會閃動。（圖3）
回到二進制
現(xiàn)場總線基金會AT-400設備描述工具5.0版本檢查了EDDL源文件的語法或邏輯錯誤，把源文件轉換成更為壓縮的二進制格式，并公布錯誤信息以跟蹤和修改語法。一旦EDDL文件通過現(xiàn)場總線基金會的測試和注冊，它就將以二進制的形式出現(xiàn)在基金會的網站上。它也能通過下載和光盤從設備供應商處獲得。由于二進制格式不容易被修改，所以更安全。
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