FDT ユースケース ( デバイス・コンフィギュレーションだけではない )

FDT ユースケース( デバイス・コンフィギュレーションだけではない )

このプレゼンテーションの目的

FDT は以下の機能以外に、より多くの機能を持っている…... Frame Application は …

… ツリービューを持っていて、ネットワークのトポロジー情報を表している

… DTM のユーザインターフェイスを開いて、オンラインとオフラインのパラメータ設定を行なう

… デバイス・パラメータをアップロードまたはダウンロードする

シナリオ

Frame Application 間のデータ交換 Reporting / Documentation Audit Trail 選択可能なコミュニケーション・パス Bus Master コンフィギュレーション Control System コンフィギュレーション Gateway 機能を持たない Bus Master プロセス・モニタリングネットワーク管理アップデートと取り替え

シナリオ違う Frame Application 間のデータ交換

例： stand-alone サービス・ツールと　　　　　 Control System 間のデータ交換

FDT 定義標準のトポロジー・データ交換用フォーマットの定義 FDT Topology Import Export Schema に従って Frame

Application は XML ファイルを生成するまたは読み込む FDT Topology Import Export Schema は以下を定義す

る：トポロジー情報の交換DTM/BTM と device/block 間の type information の交換DTM/BTM インスタンス・データ (Stream あるいは PropertyBag) の交換

Vendor A: Frame Application

Topology I mport

Export XML

Vendor B: Frame Application

Frame Application 間のデータ交換

Frame Application 間のデータ交換 XML 例

GatewayDTM

DeviceDTM

DeviceDTM

Gateway DTM

CommunicationDTM

Vendor A: System Engineering Tool

Frame Application 間のデータ交換例 : System Engineering Tool Service Tool

Vendor B: Service Tool

1. データベースからデータをロードする

4.XML ファイルからデータを Importする

Data Sharing XML File

3. データベースからデバイスのデータセットあるいはサブ・ネットワーク情報を check-out し、 XML ファイルに export する

6. XML ファイルにデータを Export する

7. XML ファイルに含まれるデータを使ってデバイスのデータセットあるいはサブ・ネットワーク情報を同期し、データベースに check-in する

両方の Frame Application が同じ DTM type を使う。さらに共通のデバイス・データを使ってその DTM を load する

2. デバイスの DTMを通じてパラメータの設定を行なう

5. デバイスのDTM を通じてメンテナンスを行なう

Vendor C: Pocket Tool

Frame Application 間のデータ交換例 : System Engineering Tool PDA

1. データベースからデータをロードする

4.XML ファイルからデータを Importする

Data Sharing XML File

3. データベースからデバイスのデータセットあるいはサブ・ネットワーク情報を check-out し、 XML ファイルに export する

6. XML ファイルにデータを Export する

7. XML ファイルに含まれるデータを使ってデバイスのデータセットあるいはサブ・ネットワーク情報を同期し、データベースに check-in する

Vendor A: System Engineering Tool

両方の Frame Application が異なった互換性のあるDTM type を使う。さらに共通のデバイス・データを使ってその DTM を load する

2. デバイスの DTMを通じてパラメータの設定を行なう

5. デバイスのDTM を通じてメンテナンスを行なう

シナリオ


Reporting と Documentation

シナリオデバイス設定情報とパラメータ設定情報のレポートの生成レポートのプリントアウト

FDT 定義特定のデータ（例：デバイス設定情報 , offline または online 設

定情報など）に関するレポート情報を要求するために DTM のinterface (IDtmDocumentation) が呼び出される

Documentation のデータ・フォーマットの定義- DTMDocumenationSchema.xml

HTML 型レポートへデータの変換

Reporting と Documentation例 : Device Settings (Frame Application Style)のプリントアウト

DTM

IDtmDocumentation:GetDocumentation()

Transformation to HTML XSLT

Frame Application specific

Tranformation File

Reporting と Documentation例 : Device Settings (DTM Style) のプリントアウト

DTM

IDtmDocumentation:GetDocumentation()

Transformation to HTML XSLT

DTM specific Tranformation File

シナリオ


Audit Trail

シナリオデータの変更を記録する ( 誰に何が変更されたか )

例 :- ユーザ Operator によってデバイス・パラメータ XYZ の値が 0815 から 4711 に変更された- 2004 年 02 月 04 日 10.30pm においてユーザ Operator によって Device Reset 機能が実行された- …

変更履歴ドキュメンテーション

FDT 定義以下の状況において Frame Application の interface IDtmAuditTrailEvents

が呼び出される：- デバイス・パラメータが変更されたとき- デバイス・ステータスが変更されたとき- デバイス関連の操作が実行されたとき

Audit Trail 例 : 変更履歴の記録

2005-11-12 8:00:00

Parameter XY has change from 20.0 to 30 milliampere User 2

2005-11-12 10:10:00


2005-11-12 9:10:00


Time / Date Time / Date

2005-10-1010:45

Parameter XY has change from 10.0 to 20 milliampere

User

User 1

Change History Table

Device ID

DTM Binary Data Last Modified

Device XY

0xAF1255FFDE4323E2...2005-11-10

10:12:56Device

XY0xAF1255FFDEFFFFEE...

2005-11-11 10:12:56

´Device Data Table

Device XY

0xAF1255FFFFFFFFFFF...2005-11-12

12:12:56

Frame Application

User

パラメータを変更

保存

DTM データを取得

IDtmAuditTrailEvents:OnAuditTrailEvent()

シナリオ


選択可能なコミュニケーション・パス

シナリオデバイスには複数の物理コミュニケーション・

インターフェイスを持っている- field bus network ( 例： Profibus, FF, Modbus など )

- vendor 特定の service interface ( 例： RS 232, IrDA, Bluetooth など )

ユーザが使用するパスを選択したい

FDT 定義 Device DTM が複数のプロトコルをサポートす

る- DTM Information XML には複数の“ required” プロトコルを含む

Device DTM が複数の Communication またはGateway DTM に割り当てられる

選択可能なコミュニケーション・パス

DTM 4

DTM 3

DTM 1

SetCommunication (null)

SetCommunication (DTM 1)

SetCommunication (DTM 3)ReleaseCommunication ()SetCommunication(DTM 2)

DTM 2

シナリオ


Bus Master コンフィギュレーション

シナリオ communication master のコンフィギュレーション cyclic communication のセットアップ

FDT 定義 DTM Parameter にある slave device 用 Master コンフィギュレーショ

ン・データDTMParameterSchema に従った XML

例： Profibus の場合 : BusMasterConfigurationPart + GSD 情報

Bus Master コンフィギュレーション例 : Profibus Master コンフィギュレーション

Slave DTM 1

GSD + BusMasterConfigPart

Slave DTM 2


Slave DTM 3


PLC DTM

DTM は PLC を代表する

Bus Master (Module) DTM

Parameter XML から GSD とBusMasterConfigurationPart を読み込む

IDtmParameter:GetParameter()

DTM は PLC にプラグインされた Bus Master Module を表す

Bus Master を設定する。 cyclic communication をセットアップする

一般的にこの機能は PLC の特定の Bus Master コンフィギュレーション・ツールによって実現される

シナリオ


Control System コンフィギュレーション

シナリオフィールド・バスに接続されたデバイスは control system によって認識

される必要がある。デバイスの入力と出力シグナルは生成され、 control system の機能上の

プランニングに統合されなければならない- 例：デバイスの入力・出力を PLC 変数へマッピングする

FDT 定義 DTM (Process) Channels

- IFdtChannel interface

- プロトコル特定の FDT Annex Schema に従った Channel Parameter XML

Control System コンフィギュレーションProcess Channels の役割

PLC DTM


Device DTM

Process Ch 3

Process Ch 2

Process Ch 1

Process Var 1

Process Var 2

Process Var 3

Cyclic 　データ交換

Process Channel は　　デバイスと PLC の間に交換される変数を記述する

IFdtChannel:GetParameters()


Process Channel Parameter には普通以下のような process 変数情報を含む : - Name, Tag, ID - Data type - Singnal type (input / output) - Information type (Semantic ID) - アドレス情報 ( 例： position / length) - control system によって使われているかどうかの状態を示す Flag (protectedByChannelAssignment)

Control System コンフィギュレーションProcess Channel 変数マッピング

PLC DTM


Device DTM

Process Ch 3

Process Ch 2

Process Ch 1

Process Channel 情報は PLC Module 変数にマッピングされる

記号の名前は変数に適用される

記号変数の名前は Control System programming 用に使われる

一般的にこの機能は Control System の特定の Programming Suite によって実現される

PLC DTM

プログラムは PLC にダウンロードされる

Control System コンフィギュレーションPLC プログラム・ダウンロード

Bus Master module はプロセス値をメモリ上にある PLC 変数にマッピングする PLC 変数は PLC の中にある起動中のプログラムに使われて、システムを制御する

Process Var 1

Process Var 2

Process Var 3


PLC program

シナリオ


Gateway 機能を持たないBus Master

シナリオ PLC の中にある Gateway 機能

を持たない Bus Master PLC を通じてデバイスに接続

できない Device DTM

FDT 定義特になし

Device DTM

Master DTM

コンフィギュレーションとパラメータ設定のために、 Device DTM はacyclic サービスを必要とする ( 例： Profibus DPV1)

Master DTM は cyclic データへのアクセス・サービスだけをサポートする　 ( 例： Profibus DPVO)

Gateway 機能を持たないBus Master 例 : PLC with Profibus Master Module

Device DTM

Master DTMCommunication DTM

Bus Master を設定する。 cyclic communication をセットアップする

GSD + BusMasterConfigurationPartを読み込む

Acyclic サービスはコンフィギュレーションとパラメータ設定のために使われる

Cyclic サービスは　　　監視のために使われる


Parallel Profibus Class 2 Master

シナリオ


プロセス・モニタリング

シナリオプロセスの視覚化状態のモニタリング

- デバイス・ステータス asset management 関連情報の収集

- 稼動状態 / 予測メンテナンス情報- オペレーション・カウンタ- etc.

FDT 定義 DTM (Process) Channels

- IFdtChannel interfaceChannel Parameter - FDT Annex Schema に従ったプロトコル特定の XML

Single Device Data Access- IDtmSingleDeviceDataAccess interface- DTM Item Schema ( プロトコルに依存しない ) に従った Data XML- Semantic IDs

Comm DTM

Device DTM

Process Ch 6

Process Ch 5

Process Ch 4

Process Channel はパラレル（ acyclic ）コミュニケーション・パスを通じて交換される変数を記述する

Process Var 4

Process Var 5

Process Var 6

プロセス・モニタリングProcess Channel の役割


Process Channel Parameter にはどのように直接的にデバイスからプロセス変数を要求するかについての情報が含まれている。例：Profibus DPV1 を通じて。

Process Channel Parameter には警告（ alarm ）や範囲（ range ）などの情報が含まれることもある

Process Channel Parameter から　　　プロセス変数のアドレス情報を取得

Comm DTM

プロセス・モニタリングプロセス値の読み込み

Process Var 4

IFdtCommunication: TransactionRequest()

デバイスからプロセス変数の値を読み込む。帰されるバイト・ストリームは Process Channel Parameterに記述されているデータ型に変換されなければならない。

プロセス・モニタリング Frame Applicationは Communication あるいは Gateway DTM の通信　インターフェイスを使って直接的にデバイスに接続し、プロセス変数を読み込む。

プロセス・モニタリングOPC Server を通じてプロセス値を読み込む (1/2)

Process Var 4

Process Var 5

Process Var 6

OPC Server

Device DTM

Process Ch 6

Process Ch 5

Process Ch 4

Frame Application は　 Process Channel Parametersを読み込んで OPC Server に情報を与える


OPC Server Configuration interface

Comm DTM

もし OPC Server が FDT Frame Application のように動作すれば Communication またはGateway DTM を使うことができる。これによって使われるハードウェアに依存しなくなる。

プロセス・モニタリング・アプリケーションはプロトコルに依存しない OPCインターフェイスを使ってプロセス変数を読み込む

情報はプロトコル依存である XML Schemas は FDT Protocol Annex によって定義される Frame Application は全てのプロトコルに対応しなければならない

新しいプロトコルあるいはベンダー独自のプロトコルの場合　　　　動作しなくなる !

解決法 : Single Device Data Access interface プロトコルに依存しないプロセス変数のアクセス方法を提供する

プロセス・モニタリングProcess Channel の欠点

Device DTM

Process Ch 6

Process Ch 5

Process Ch 4

Process Var 4

Process Var 5

Process Var 6

GetItemList() と DTM Process Channels には冗長な情報が含まれていることがある。両方ともプロセス変数を記述している。

IDtmSingleDeviceData::GetItemLisl

プロセス・モニタリングSingle Device Data Access interface の役割

Comm DTM

IDtmSingleDeviceDataAccess:Read()

プロセス・モニタリングOPC Server を通じてプロセス値を読み込む (2/2)

Process Var 4

Process Var 5

Process Var 6

OPC Server

OPC Server は Device DTM を起動してもしプロトコルが既知でない場合、またはプロセス変数のための Process Channel が提供されていない場合、 Single Device Data Access interface を使用する。

Comm DTM

Device DTM

すべての Device DTM は起動・停止されなければならない DTM の起動・停止は時間を消費する DTM は多くのメモリを使用する

Process Channel メカニズムよりパフォーマンスが低い

プロセス・モニタリングSingle Device Data Access Interface の欠点

シナリオ


ネットワーク管理

シナリオネットワーク・トポロジーの自動生成手動で構築されたネットワーク・トポロジーがフィールド・バス・ネッ

トワークと一致するかどうかの検証

FDT 定義サポートされるハードウェアの DTM 情報

- FDT< プロトコル >DeviceTypeIdentSchema に従った XML

- IDtmInformation2 interface を使って情報をリクエストする

フィールド・バスのスキャン、接続されたデバイスに関する情報- FDT< プロトコル >ScanIdentSchema に従った XML

- IFdtChannelScan:ScanRequest を使ってスキャン処理を行なう

アドレス設定メカニズム- IFdtChannelSubTopology2 がアドレス設定機能を起動する

プロトコル情報を保存する

ネットワーク管理DTM / Device Catalog

1

Name Version

SomeDeviceDTM 1.00.00

DTM TableFDT

Version

1.2.1

Vendor

M&M

ProgID

MMDtm.ExampleDevice

ID

3

1

´2

DTM Device Type TableID

1

1

1

DTMID Name Version Vendor

DeviceVendor 1Device Type 1 1.00.00

Device Vendor 1Device Type 2 1.00.00


Supported Protocols

Required Protocols

1, 2

1, 2

3, 2

Windows-Registry

FDT-Category

FDT_DTM

MMDTM.ExampleDevices

XYDTM.XYZDevices

…

Windows レジストリを走査し、インストールされている DTM を検索するDTM

見つけた全ての DTM を起動し、 DTM とハードウェアの情報を要求する (IDtmInformation / IDtmInformation2)

1

´2

ID

1

1

DeviceType ID

Hardware Info Table

1234

2345-1

Manufacturer ID

1

1.1

Device ID

*

*

HardwareVersion

1.0-5.5

1.0-5.5

SoftwareVersion

XY=2; Z=1

XY=2; Z=2

Vendor Specific

3

4

2

2

1234

2345-1

2

2.2

*

*

1.0-5.5

1.0-5.5

XY=2; Z=3

XY=2; Z=4

5

6

3

3

2345-1

0815

3.3

4711

*

*

1.0-5.5

1.0-2.0; 3

XY=2; Z=5

XY=2; Z=6

1

2

Protocol

1

2

2

3

DTM に関する情報を保存する

DTM Device Type に関する情報を保存するドライバはソフトウェアの中でハードウェアを代表する。

DTM Device Type によってサポートされるハードウェア（物理デバイス）に関する情報を保存する。1

2

ID

3

1234-23456-2345

7890-6543-11111

Identifier

1234-23456-2346

Profibus DPV1

Vendor Specific

Name

HART

Protocol Table

……

ネットワーク管理フィールド・バスをスキャンし、ネットワーク・トポロジーを生成する (1/2)

CommDTM

フィールド・バスをスキャン

IFdtChannelScan::ScanRequest(protocolId);

Manufacturer ID = 1234Device ID = 1Hardware Vers = 2.3.1.2Software Vers = 3.12.4


1

Name Version


DTM TableFDT

Version

1.2.1

Vendor

M&M

ProgID

MMDtm.ExampleDevice

ID

3

1

´2

DTM Device Type Table

ID

1

1

1





Supported Protocols

Required Protocols

1, 2

1, 2

3, 2

1

´2

ID

1

1

DeviceType ID

Hardware Info Table

1234

2345-1

Manufacturer ID

1

1.1

Device ID

*

*

HardwareVersion

1.0-5.5

1.0-5.5

SoftwareVersion

XY=2; Z=1

XY=2; Z=2

Vendor Specific

3

4

2

2

1234

2345-1

2

2.2

*

*

1.0-5.5

1.0-5.5

XY=2; Z=3

XY=2; Z=4

5

6

3

3

2345-1

0815

3.3

4711

*

*

1.0-5.5

1.0-2.0; 3

XY=2; Z=5

XY=2; Z=6

1

2

Protocol

1

2

2

3

IDtmScanEvents::OnScanResponse()

XML according FDTScanIdentSchema

Bus Address 1Manufacturer ID = 1234Device ID = 1Hardware Vers = 2.3.1.2Software Vers = 3.12.4


ハードウェア情報の一覧表から対応するエントリを検索する

Bus Address = 1

Bus Address = 3

ネットワーク管理フィールド・バスをスキャンし、ネットワーク・トポロジーを生成する (2/2)

CommDTM

IDtmScanEvents::OnScanResponse()

XML according FDTScanIdentSchema



Device DTM

Device DTM

IFdtChannelSubTopology2: SetChildrenAddresses()

Communication DTM において新たに加えられた Device DTM のためにバス・アドレス　　　の設定処理を行なう

DTM Parameter XML の中にバス・アドレスを設定する

Bus Address = 1

Bus Adress = 3



ネットワーク管理ユーザインターフェイスを使ってバス・アドレスの管理を行なう

CommDTM

Bus Address = 1

Bus Address = 3

Device DTM

Device DTM

IFdtChannelSubTopology2:SetBusAddresses(withGUI)

アドレスを変更するためにComm DTM ActiveX control の中でバス・アドレス設定処理を起動する。

ActiveX control を開く

DTM Parameter XML の中にバス・アドレスを設定する



シナリオ


アップデートと取り替え

シナリオデバイスは同じタイプの新しいデバイスに置き換えれた。デバイスは同じ種類の新しいデバイスに取り替えられたが、それは別の

メーカーのデバイスである。

FDT 定義 Dataset Format IDs DTM Parameter access

- DTM Parameter XML (IDtmParameter interface)

- DTM Item XML (IDtmSingleInstanceDataAccess interface)

- Semantic IDs

デバイスは同じタイプの新しいデバイスに置き換えれた新しいデバイスが必要としているファームウェアのバージョンはインス

トールされている DTM によってサポートされていない DTM をアップデートする必要がある新しい DTM は異なった data set format を使用するが , 古い data set

format をロードすることもできる

アップデートと取り替えシナリオ : アップデート (1/4)


Old DTM

Device ID

DTM Binary DataUsed Dataset

Format

Device 3 0xAF1255FFFFFFFFFFF... 123-456

SupportedDataset Formats

123-456

´Device Data Table

Vendor は DTM data set を指定する識別子を指定する

2. DTM は Frame Application のデータベースにバイナリデータとバイナリデータのフォーマット情報（使用中とサポート済み）を保存する

1. 保存


1

Name Version


DTM TableFDT

Version

1.2.1

Vendor

M&M

ProgID

MMDtm.ExampleDevice

ID

3

1

´2


ID

1

1

1





Supported Protocols

Required Protocols

1, 2

1, 2

3, 2

1

´2

ID

1

1

DeviceType ID

Hardware Info Table

1234

2345-1

Manufacturer ID

1

1.1

Device ID

*

*

HardwareVersion

1.0-5.5

1.0-5.5

SoftwareVersion

XY=2; Z=1

XY=2; Z=2

Vendor Specific

3

4

2

2

1234

2345-1

2

2.2

*

*

1.0-5.5

1.0-5.5

XY=2; Z=3

XY=2; Z=4

5

6

3

3

2345-1

0815

3.3

4711

*

*

1.0-5.5

1.0-2.0; 3

XY=2; Z=5

XY=2; Z=6

1

2

Protocol

1

2

2

3

Windows レジストリを走査し、　　　　　　　　　インストールされている DTMを　　　　　　　　　検索する

DTM

5. DTM / Device Catalog をアップデートし、新しいインストールされた DTM に関する情報を保存する。 (IDtmInformation / IDtmInformation2)

1

2

ID

3

1234-23456-2345

7890-6543-11111

Identifier

1234-23456-2346

Profibus DPV1

Vendor Specific

Name

HART

Protocol Table

Windows-Registry

FDT-Category

FDT_DTM

MMDTM.ExampleDevices

XYDTM.XYZDevices

………

サポートされているdataset format を保存する

Device Type ID

SupportedDataset Format

1 123-456

Dataset Format Table

1 123-4567

1 123-45678

3. 新しいデバイスで古いデバイスを置き換える

4. 新しい DTM をインストールし、Windows レジストリに登録する。

1

Name Version


DTM TableFDT

Version

1.2.1

Vendor

M&M

ProgID

MMDtm.ExampleDevice

ID

3

1

´2


ID

1

1

1





Supported Protocols

Required Protocols

1, 2

1, 2

3, 2


Device ID

DTM Binary DataUsed Dataset

Format

Device 3 0xAF1255FFFFFFFFFFF... 123-456

SupportedDataset Formats

123-456

´Device Data Table

Device Type ID

SupportedDataset Format

1 123-456

Dataset Format Table

1 123-4567

1 123-45678

Frame Application は DTM バイナリデータと一緒に保存されたdataset format を使って該当のフォーマットをサポートする DTMを探す。

New installed DTM

7. 新しいインストールされたDTM は“古い” dataset をロードし、新しいフォーマットに変換する

デバイスは同じ種類の新しいデバイスに取り替えられたが、それは別のメーカーのデバイスである。 DTM は別の DTM に交換される必要がある Data set は互換性を持たない別々のメーカーによって提供される完全に異なる DTM 間でのデータ交

換

アップデートと取り替えシナリオ : 取り替え (1/2)

Old DTM

アップデートと取り替えシナリオ : 取り替え (2/2)

デバイスの DTM を交換する必要がある新しいデバイスの DTM

New DTM

IDtmParameter:GetParameter() または

IDtmSingleInstanceDataAcess:Read()

IDtmParameter:SetParameter() または

IDtmSingleInstanceDataAcess:Write()

Frame Application は“古い” DTM からパラメータ値を読み込み、“新しい” DTM に設定する。 DTM 間におけるパラメータのマッピングはSemantic ID を使って行なわれる。

定義された共通のパラメータ（例：プロフィールあるいはフィールド・バス仕様によって定義されたパラメータ）だけが交換される。

Discussion / Questions

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