用电子设备描述语言(EDDL)来操作和确定复杂领域设备的参数

大约在两年前，电子设备描述语言（EDDL）被获准作为国际标准规格（IEC 61804-2），现在它在由FF, HCF, PNO and OPC成立的合作工作组进一步得到了发展。
一个交互式制造商使用电子设备描述语言（EDDL）创建的电子设备描述(EDD)来解释用户界面和用参数表示的界面。用户界面主要由这个注释器决定，并且其的优点是它的标准化外形和适合所有的设备。既然电子设备描述语言（EDDL ）是一个独立的操作系统语言，它也应用于发生器的表述。这使它有别于专有的程序，而且大部分是为微软公司的 Windows创建的。然而，许多出版物和新闻报道都接连提到这种科技描述应用于复杂领域的设备时其在外观上的局限性。
目前从典型的过程设备到模拟遥感输入/输出接口和低电压开关设备，几乎所有种类的设备都可以用电子设备描述语言（EDDL ）来进行描述。这可以从市场上此类产品的数量明显看出。直到近，由于驱动设置对软件制造商和用户以参数的形式提出了大量的要求，所以驱动占据了很重要的地位。
这篇文章目的在于指明复杂现场设备的复杂性概念并且介绍驱动的个电子设备描述（EDD）执行，即来自西门子自动化和驱动的 Micromaster 440频率转换器。这个设备将被详细描述，因为它在个人电脑应用方面以图形化介绍和用户界面的形式提出了大量的要求。
复杂的现场设备
现在如果您观察一下设备在过程系统中的传统应用，就可以清楚地看到在所有设备中都运用电子设备描述（EDD）来实现操作功能的设备。将应用于简单的温度变送器，远程定位器，分析仪和远端的输入/输出接口以及低电压开关设备。用于远端输入/输出的EDDs存在了许多年。产生EDDs的问题很少与描述技术有关而较多与硬件模块的标准化有关。如今，大量的设备制造商为他们的远端输入/输出提供EDDs以便提供给用户标准和便捷项目计划，用参数表示和连接任何的HART设备。电子设备描述语言（EDDL ）特别适用于远端的输入/输出，这是由于用户界面的硬件模块作为构造和用参数表示的功能发生会改变。按照IEC 61804-2，可以用于所有相关属性的“条件表达式”，其特性可以被有效地实现。
对低电压开关设备来说，复杂性在于它们大量的参数以及它们之间的从属关系。在运行期间，所有的值都从默认值开始，数值限制并且缩放来完成对话并且帮助文件在应用文件的基础上进行改变。这些要求已经在个关于电子设备描述语言的PNO指南里涉及。接下来低电压开关设备（来自西门子自动化和驱动的Simocode）的产生结合了所有在描述硬件模块的过程中产生的要求以及关于现存的成百上千个参数的复杂的从属关系。在这里也有关于测量值的介绍，用于密码联动装置的特别协议和控制逻辑。在IEC 61804-2中所有的要求都有所涉及，并且没有任何所有权扩充。
其他的设备通常被认为是由复杂的现场设备组成的，即频率转换器。它们具有下列的特征：
· 一千多个参数
· 广泛的扩展选择
· 连接部分的复杂操作
· 启动向导
· 可以用参数设定并用来一对一连接的有三个功能模块的库
接下来描述了这些特性以及它们在Simatic PDM中的技术实现。
参数以及参数的从属关系
大量的参数以及它们之间的从属关系向电子设备描述（EDD）的发展提出了巨大的挑战。当设备允许时，找出一种文件形式，使关于变量的描述自动生成，这是十分重要的，甚至在要求详述计划阶段，这都是特别重要的。就Micromaster 440而言，这里有可以从手册里生成的关于XML的描述，因此扩大了电子设备描述（EDD）的部分。这就保证了错误和矛盾可以被避免。
在用户界面上的大量参数可以自行安排以便于用户有清楚的认识并且可以安全地运用设备的功能。在Micromaster 440方面，每一个参数都有一个独立的编号。有经验的用户可以从参数的编号来判定参数意义。用户群通常更喜欢图表式描述，如由Simatic PDM提供的结构图（）

：安置在逻辑组里的电子设备描述（EDD）中大量存储的参数
这个表包括参数的标号。运用导航树的形式，用户可以跳至相关的功能组来演示适当表格条目的参数。对于那些不经常用这些设备工作的人来说，参数被放在对话里以显示用图表设置的效果。出示了基于电子设备描述（EDD）对话的用于设置关于描述转换器输出电压和频率关系的特性的可编程特性。基于这个表格生成了使用电子设备描述（EDD），则参数可以被迅速处理并且正确设置。

：自由可编程的V/f特性对话。由于图表建立使用电子设备描述（EDD），用户能迅速处理参数的意义。
动力学映像经常被用来描述信号流程图。显示了一个在速度控制和转矩控制间转换的例子。

：鉴于图象中路径的条件表达式，图形可以基于参数设置而为动态。
第1501的参数值（转速/转矩控制决定了开关状态）。鉴于图形中路径的条件表达式，图形可以基于参数设置并且开关状态可以设置为速度-转矩控制而为动态。相关的EDDL说明如下：
IMAGE img_setpoint_torque
{
PATH IF ( P1501_0 == 0 )
{
"Images\img_setpoint_torque_0.gif";
}
ELSE
{
"Images\img_setpoint_torque_1.gif";
}
}
设备上进一步的选择是存储一些驱动和命令数据集合的实例。这就意味着在操作或者准备操作期间，一些参数可以用外部的信号来进行实时的变更。例如，转换器可以在操作期间在不同的马达间进行改变。
在Micromaster 440中此功能是通过总结参数和标定组/数据集合指数来完成的。通过使用标定指数系统，几个不同的设置可以为任何一个参数来存储。数据设置是：
· CDS命令数据设置
· DDS驱动数据设置
在MM440上，每个数据设置可以有3个独立的设置。这里有两个本地参数可以激活数据设置（）。基于这些参数，这个表格和对话框使用条件表达式来表示这个合适的索引参数。

：Micromaster 440依赖应用而存储不同的数据设置以便于在运行时间被激活。
由于大量的参数，读和/或者写的参数花费一些时间。为了尽快的改变个别的参数，对话可以在离线状态启动或者在线时应用“对话”参数（）。小的变动可以快速和方便的完成。在通常的操作过程中控制可以达到化。
检测
Micromaster 440有一个功能强大的检测系统，可以用来记录，例如马达温度，过电流或者负载错误。这些产品特性当然被存储在ＥＤＤ中。每一个错误发生的时候，Micromaster 440就发送一个错误编号到数据设置里。错误是按时间的顺序来才采样的　，它们发生并且被存储到另一个数据设置里。每一个标号都是一个信息的参照。由于这些典型设备的检测，Simatic PDM为设备制造商和用户提供了一个方面的平台。
通常，错误信息可以用下形式来构建：
分类
信息分类是由设备制造商在ＥＤＤ中定义的。表格１展示了Simatic PDM现行的可能分类。
表格１：错误分类
种类 优先权 描述
维护警报 1 维护级别高如每一个NAMUR所示：“需要现在进行维护”
维护要求 2 维护级别中如每一个NAMUR所示：“需要在２４小时内进行维护”
维护请求 3 维护级别低如每一个NAMUR所示：“需要在７天内进行维护”
本地忽略 4 本地操作(NAMUR: 功能控制),例如人工操作值。
仿真或者替代值 5 测量值被进行仿真或者由设备发送一个替代值
“跳出服务” 6 设备跳出服务（被动的，备用状态）
构建错误 7 设备是错误的构建的
构建改变 8 构建发生改变，例如，修正计算器增加
检测信息
一个检测信息用来描述已经发生的错误。例如：
· 转换器过热
· 没有马达温度信号１
· 主要相位丢失停止２
关于检测信息的详细信息
无论什么时候一个错误根源被检测到时，该检测信息应该包括一个详细的信息来提供给用户。如果错误原因不能被确切的定义，可能的原因需要被列出来。对于错误“转换器过热”，ＥＤＤ控制信息应该像下面的一样被提供：
· 通风不良
· 周围环境温度过高
· 现在的转换器温度r0037已经超过了过温度的极限值（见P0292）
修正方法
用户被提供的用来清除错误的步骤。如上例，下面的选项将被建议用来清除错误：
请检查：
-当转换器工作的时候风扇是否旋转？
-频率设置是否符合出厂设置？　如果有必要请重新设置
-周围环境的温度是否在允许的限制温度内？　
-减轻负载和／或者保证良好的冷却条件
EDDL用ＥＤＤＬ来贯彻检测信息
在设备的每一个连接阶段，Simatic PDM检查现存的检测方法并且按以下的顺序执行它们：
· 标准检测 (方法　 方法_PDM_标准检测)
· 设备检测 (方法　 方法_PDM_设备检测)
标准的检测包括具体外形的检测参数询问；设备检测包括具体设备的参数参照。设备检测按如下结构进行构建：
METHOD method_PDM_DeviceDiagnosis
{
LABEL "method_PDM_DeviceDiagnosis";
DEFINITION
{
// START of own implementation
/*********************************************/
/* ALARME */
/*********************************************/
if( (r2110_0 == 501) (r2110_1 == 501) )
{
PDM_Diag_Status_Diagnosis = PDM_DIAG_MAINT_HIGH;
PDM_DIAG_FORMAT_MESSAGE_3(PDM_DIAG_MAINT_HIGH,
[enum_W0501_label],
[enum_W0501_cause],
[enum_W0501_repair]);
}
// End of own implemenntation
if (PDM_Diag_Status_Diagnosis == PDM_DIAG_NOT_VALIDATED)
PDM_Diag_Status_Diagnosis = PDM_DIAG_GOOD;
}
}
方法的结构一定不可以被改变。我们的执行发生在Eigene Implementierung START和Eigene Implementierung ENDE之间。两个可变参数
· PDM_Diag_Status_Diagnosis
· PDM_Diag_Rule_Message
可以按照设备状态来进行设置或者检测评价。下面的值对于PDM_Diag_Status_Diagnosis是可能的：
PDM_DIAG_MAINT_HIGH // Maintenance alarm
PDM_DIAG_MAINT_MEDIUM // Maintenance required
PDM_DIAG_MAINT_LOW // Maintenance demanded
PDM_DIAG_MODE_LOCAL_OVERRIDE // Local override
PDM_DIAG_MODE_SIMULATION // Simulation or substitute value
PDM_DIAG_MODE_OUT_OF_SERVICE // Out of service
PDM_DIAG_CONFIG_ERROR // Configuration error
PDM_DIAG_CONFIG_WARNING // Configuration warning
PDM_DIAG_CONFIG_CHANGED // Configuration changed
PDM_DIAG_PROCESS_ERROR // Process value bad
PDM_DIAG_PROCESS_WARNING // Process value tolerance
设定不同的状态也是可能的。PDM_Diag_Status_Diagnosis的状态值必须被分配一个“或”逻辑算子。
为了生成信息文件，对可变的PDM_Diag_Rule_Message进行描述。Simatic PDM提供了以下宏：
PDM_DIAG_FORMAT_MESSAGE_1(_status_,"Text 1");
PDM_DIAG_FORMAT_MESSAGE_2(_status_,"Text 1","Text 2");
PDM_DIAG_FORMAT_MESSAGE_3(_status_,"Text 1","Text 2","Text 3");
前面提及的设备状态被替换为_status_，后面紧跟文件或者参考条目入口。个文件包括检测信息，第二个文件信息是关于消息的，第三个文件是修正步骤。这样，在导航系统中（现场操作用来清除错误，设置或者来自Simatic PCS7的维护状态）不同的信息可以同样的方式集中形成几行EDDL代码并且在不同的位置进行展示。
控制连通分支
Micromaster 440利用一个控制表格来控制外部的连通分支，比如像泵或者风扇。控制表可以用这种方式来控制和操作个别的驱动。这样工程师进行测试就成为可能
· 每一个系统的部分都是分离的，在驱动进行前由程序进行协调。
· 在试运转时如果发生错误，无论个别的驱动是否可以通过控制表进行与否，或者是否在这个阶段有问题发生。

显示为Micromaster 440执行控制表使正转/反转功能和慢进模式得以实现。一个进一步基于电子设备描述（EDD）的对话可以被同时启动显示了此期间测量值实测曲线和设备的检测状态。
启动向导
如果没有合适的设备参数设置，矢量控制和V/f控制（包括马达数据定义）必须用快速调试来启动。一个列表介绍了为Micromaster 电子设备描述（EDD）选择的快速调试参数。对于时间的用户，包括一个基于离线对话的向导，此离线对话是用来进行快速并且按一步一步地程序进行调试的。在对话的一页，通过一个特殊的方法来结束快速调试。这些参数都使用一个进一步的方法被存储在设备中。 显示了快速调试的参数向导。
经由Profibus DPV1的通讯
来自PNO的 ProfiDrive profile 定义了一个特别的关于读写参数的驱动协议，这完全不同于为典型的为Profibus DP设备提供的读写数据设置。数据设置没有通过SLOT 和INDEX用专门的术语来处理。如果一个参数必须从一个驱动中读取，一个书说明包括详细的信息比如参数编号，参数可变索引或者数据形式并且必须发送到索引47。一个读说明包括一个详细的整体标题必须直接跟随写说明。作为补充，每个参数包括一个以参数编号和参数可变索引执行的写命令PRE_READ_ACTION。每个参数有自己的命令，该命令在PRE_READ_ACTION的写命令之后执行并且从设备中读取值。利用这个过程，所有的在线对话可以用普通方式来贯彻和执行。
写通过发出一个包括类似标题数据如读命令来发生。写命令直接在读命令检测传输状态后发送。如果发生一个错误，设备将返回一个错误代码。
考虑到写参数的协议，标准的EDDL“写命令”通过调用宏进行扩展：
#define _WriteCommand(cmd_ID) \
i = 0; \
\
WriteCommand(cmd_ID); \
ReadCommand(RequestResponse); \
\
if (ReqResp_RequestID == 0x82) \
{ \
var_SumReqResponse = var_SumReqResponse + \
"- cmd_ID (" + \
ReqResp_ErrorValue + \
")"; \
}
：在辅助启动期间基于电子设备描述（EDD）控制表用来为MM440控制个别驱动

：主要参数可以利用对话向导来进入
开关功能模块
在很多应用中，要求操作逻辑能够控制将多个状态（比如获取控制，系统状态）连接到一个控制信号的转换器（比如开命令）。作为逻辑连接的补充，在转换器处理一些物理量过程中会需要更多的算法运算或者存储单元。这个SPS功能作为一个预定义的数和可开关的“自由”功能模块（FFB）适合于Micromaster 440。一个SPS也可以用来去控制频率转换器，但是这将招致附加的消耗。显示了为D多稳态多谐振荡器设置参数的对话。在这里，同样用图形形式提供给用户这个关系。为了开关功能模块，一个新的对话可以通过一个展示输入连接可能性的的界面来启动。考虑到PRE_EDIT_ACTIONS 和 POST_EDIT_ACTIONS之间的直接对话的合理询问，不恰当的重复连接将被检测并且在合适的时候得到解决。
总结
使用可以被视为复杂的驱动代表的Micromaster 440，下列问题已经被证明：
· EDDL按照61804-2 IEC 以及EDDL加强的说明都具有科技上的优点，甚至复杂的设备特性，操作功能和用户界面可以不借助专用的外部设备而有效完成。
· 像Micromaster 440这样的驱动在外观和感官上适合任何现场设备的任何系统。
· 从基于其他项目的经验来看，生产电子设备描述（EDD）的时间与传统软件工具相比至少要少10倍。设备制造商的成本要节约几十万欧元。
· 安装工作和更新工作可以在几秒钟之内利用Simatic PDM的设备来完成。对使用设备的个在线安装电子设备描述（EDD）的时间不到3分钟。
Micromaster 440和许多基于电子设备描述（EDD）技术的设备例子证明所有今天要用到的重要的功能都可以通描述语言EDDL来得到实现。

：对于控制任务来说，MM440 包含一系模块功能并且可以与其它模块或者终端硬件来进行交换。