HART通信协议V1.7(C9,C33,C132)
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HART通信协议一、引言HART通信协议是一种数字通信协议,用于在4-20mA模拟信号线上传输数字数据。
该协议旨在提供一种可靠的通信方式,以实现远程监测和控制设备的目的。
本协议规定了HART通信协议的标准格式和通信规范,以确保设备之间的互操作性和数据的准确传输。
二、范围本协议适用于使用HART通信协议的设备和系统。
HART通信协议可以用于各种行业,包括但不限于工业自动化、过程控制、仪器仪表和监测设备。
三、术语和定义在本协议中,以下术语和定义适用:1. HART主机:指能够发送和接收HART通信协议数据的设备。
2. HART从机:指通过HART通信协议接收和响应HART主机发送的数据的设备。
3. HART通道:指用于传输HART通信协议数据的4-20mA模拟信号线。
4. HART命令:指HART主机发送给HART从机的指令或请求。
5. HART响应:指HART从机对HART主机发送的命令作出的响应或回复。
四、通信协议格式1. 物理层HART通信协议使用4-20mA模拟信号线进行数据传输。
通信双方通过该信号线进行数据的发送和接收。
发送方将数字数据转换为4-20mA模拟信号,接收方将模拟信号转换为数字数据。
2. 数据链路层HART通信协议使用HDLC(高级数据链路控制)协议作为数据链路层协议。
HDLC协议提供了数据的可靠传输和错误检测功能。
3. 应用层HART通信协议的应用层定义了命令和响应的格式和规范。
命令和响应的格式如下:- 命令格式:- 起始字节:用于标识命令的开始。
- 命令字节:用于指示具体的命令类型。
- 数据字节:用于传输命令的参数和数据。
- 校验字节:用于校验命令的正确性。
- 结束字节:用于标识命令的结束。
- 响应格式:- 起始字节:用于标识响应的开始。
- 命令字节:用于指示响应对应的命令类型。
- 数据字节:用于传输响应的参数和数据。
- 校验字节:用于校验响应的正确性。
- 结束字节:用于标识响应的结束。
HART通信协议一、引言HART通信协议是一种数字通信协议,用于在4-20mA模拟信号中传输数字信息。
本协议旨在定义HART通信协议的标准格式,以确保设备之间的互操作性和数据传输的可靠性。
二、协议结构1. 物理层HART通信协议使用4-20mA模拟信号进行通信,其中4mA表示最小值,20mA表示最大值。
通信线路可以采用双线制或双绞线制,以确保传输的稳定性和可靠性。
2. 数据链路层HART通信协议使用HDLC(High-Level Data Link Control)数据链路层协议进行数据传输。
数据链路层协议负责数据的分帧、差错检测和纠正,以及流量控制等功能。
3. 应用层HART通信协议的应用层定义了数据的格式和交换方式。
应用层消息由命令和响应组成,命令用于请求特定的操作,响应用于回复命令的执行结果。
三、协议消息格式1. 命令消息格式命令消息由以下几个部分组成:- 命令标识符(Command Identifier):用于识别命令类型和功能。
- 设备类型标识符(Device Type Identifier):用于识别设备类型。
- 命令参数(Command Parameters):用于传输命令的参数。
- 校验(Checksum):用于检测数据传输过程中的差错。
2. 响应消息格式响应消息由以下几个部分组成:- 响应标识符(Response Identifier):用于识别响应类型。
- 响应参数(Response Parameters):用于传输响应的参数。
- 校验(Checksum):用于检测数据传输过程中的差错。
四、协议命令HART通信协议定义了一系列命令,用于实现不同的功能。
以下是一些常用的命令示例:1. 读取变量命令该命令用于读取设备的变量值。
命令参数中包含变量的标识符,设备收到该命令后会返回对应变量的值。
2. 写入变量命令该命令用于写入设备的变量值。
命令参数中包含变量的标识符和要写入的值,设备收到该命令后会将对应变量的值更新为指定值。
HART通讯协议(HART communication protocol)HART(Highway Addressable Remote Transducer),可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议,是美国罗斯蒙特公司推出的一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议。
哈特装置提供具有相对低的带宽,适度响应时间的通信,经过多年的发展,哈特技术在国外已经十分成熟,并已成为全球智能仪表的工业标准。
哈特协议采用基于Bell202 FSK频移键控信号标准的,在低频的4~20ma模拟信号上叠加幅度为0.5ma的音频数字信号进行双向数字通讯,数据传输率为1.2mbps。
由于FSK信号的平均值为0,不影响传送给控制系统模拟信号的大小,保证了与现有模拟系统的兼容性。
在哈特协议通信中主要的变量和控制信息由4~20ma传送,在需要的情况下的测量、过程参数、设备组态、校准、诊断信息通过哈特协议访问。
哈特通信采用的是半双工的通信方式,其特点是在现有模拟信号传输线上实现数字信号通信,属于模拟系统向数字系统转变过程中过渡性产品,因而在当前的过渡时期具有较强的市场竞争能力,得到了较快发展。
哈特规定了一系列命令,按命令方式工作。
它有三类命令,第一类称为通用命令,这是所有设备都理解、都执行的命令;第二类称为一般行为命令,所提供的功能可以在许多现场设备(尽管不是全部)中实现,这类命令包括最常用的现场设备的功能库;第三类称为特殊设备命令,以便于工作在某些设备中实现特殊功能,这类命令既可以在基金会中开放使用在一个现场设备中通常可发现同时存在这三类命令,又可以为开发此命令的公司所独有。
哈特采用统一的设备描述语言DDL。
现场设备开发商采用这种标准语言来描述设备特性,由哈特基金会负责登记管理这些设备描述并把它们编为设备描述字典,主设备运用DDL技术来理解这些设备的特性参数而不必为这些设备开发专用接口。
但由于这种模拟数字混合信号制,导致难以开发出一种能满足各公司要求的通信接口芯片。
HART通信协议一、引言HART通信协议是一种用于工业自动化领域的数字通信协议,旨在实现智能仪表与控制系统之间的双向通信。
本协议旨在确保通信的可靠性、安全性和互操作性,以提高工业过程控制的效率和可靠性。
二、范围本协议适用于使用HART通信协议的各类智能仪表和控制系统,包括但不限于流量计、压力计、温度计、液位计等各类传感器和执行器。
三、术语和定义1. HART通信协议:指用于智能仪表与控制系统之间双向通信的数字通信协议。
2. 主站:指控制系统中负责管理和控制智能仪表的设备。
3. 从站:指智能仪表中负责测量和传输数据的设备。
4. HART命令:指主站向从站发送的控制指令。
5. HART响应:指从站对主站发送的HART命令做出的响应。
四、通信协议1. 物理层:HART通信协议使用4-20mA电流环路进行数据传输,其中4mA表示最小值,20mA表示最大值。
电流的大小表示从站传输的模拟量信号。
2. 数据链路层:HART通信协议使用二进制相移键控(Binary Phase Shift Keying,简称BPSK)调制方式进行数据传输。
数据链路层负责将数字信号转换为模拟信号,并进行差分编码以提高抗干扰性能。
3. 应用层:HART通信协议的应用层定义了一系列HART命令和响应,用于实现主站与从站之间的通信。
常见的HART命令包括读取测量值、设置参数、校准仪表等。
五、通信过程1. 主站向从站发送HART命令。
2. 从站接收到HART命令后,根据命令内容执行相应的操作。
3. 从站将执行结果作为HART响应发送给主站。
4. 主站接收到HART响应后,解析响应内容并进行相应的处理。
六、安全性为确保通信的安全性,HART通信协议采用以下措施:1. 数据加密:HART通信协议支持对通信数据进行加密,以防止数据被非法获取或篡改。
2. 认证机制:HART通信协议支持对主站和从站进行身份认证,以确保通信双方的合法性和可信度。
3. 访问控制:HART通信协议支持对通信通道进行访问控制,以防止未经授权的设备接入通信网络。
(通信企业管理)HART 通信协议V(C,C,C)HART通信协议VER 1.6 一.概述HART(Highway Addressable Remote Transducer)协议采用基于Bell202标准的FSK频移键控信号,在低频的4-20mA模拟信号上叠加幅度为0.5mA的音频数字信号进行双向数字通讯,数据传输率为1200bps。
由于FSK信号的平均值为0,不影响传送给控制系统模拟信号的大小,保证了与现有模拟系统的兼容性。
在HART协议通信中主要的变量和控制信息由4-20mA传送,在需要的情况下,另外的测量、过程参数、设备组态、校准、诊断信息通过HART协议访问。
在应用层,HART 规定了一系列命令,按命令方式工作。
它有三类命令,第一类称为通用命令,这是所有设备都理解、执行的命令;第二类称为普通应用命令,所提供的功能可以在许多现场设备(尽管不是全部)中实现;第三类称为设备专用命令,以便于工作在某些设备中实现特殊功能,这类命令既可以在基金会中开放使用,又可以为开发此命令的公司所独有。
二.含义1、主机(Master):分为第一主机和第二主机,它能连接在HART网络上,发出命令与从机通讯;2、从机(Field Device):连接在过程控制现场中,具有测量、计算多种变量功能,并能与主机进行HART通讯的设备;3、长帧(Long Frame):地址Address由5字节组成的HART数据帧,所有的HART命令都支持长帧数据帧。
长帧地址各字节含义如下图所示:制造商ID号(Manufacturer ID)由HART基金会分配;在生产中,同类型设备序列号唯一,并且永不重复。
广播地址使用长帧结构,低38 BIT全为0。
厂商指定的设备类型(Decive Type)与制造商ID满足下表要求;4、短帧(Short Frame):地址Address由1字节组成的HART数据帧,短帧只有通用命令Command 0能够使用,短帧字节含义如下:所有的HART从机都支持长、短帧。
HART 通信协议VER 1.6 一.概述HART ( Highway Addressable Remote Transducer )协议采用基于Bell202 标准的FSK 频移键控信号,在低频的4-20mA 模拟信号上叠加幅度为0.5mA 的音频数字信号进行双向数字通讯,数据传输率为1200bps。
由于FSK信号的平均值为0,不影响传送给控制系统模拟信号的大小,保证了与现有模拟系统的兼容性。
在HART 协议通信中主要的变量和控制信息由4-20mA 传送,在需要的情况下,另外的测量、过程参数、设备组态、校准、诊断信息通过HART 协议访问。
在应用层,HART 规定了一系列命令,按命令方式工作。
它有三类命令,第一类称为通用命令,这是所有设备都理解、执行的命令;第二类称为普通应用命令,所提供的功能可以在许多现场设备(尽管不是全部)中实现;第三类称为设备专用命令,以便于工作在某些设备中实现特殊功能,这类命令既可以在基金会中开放使用,又可以为开发此命令的公司所独有。
二.含义1、主机( Master ):分为第一主机和第二主机,它能连接在HART 网络上,发出命令与从机通讯;2、从机( Field Device ):连接在过程控制现场中,具有测量、计算多种变量功能,并能与主机进行HART 通讯的设备;3、长帧( Long Frame ):地址Address 由5 字节组成的HART 数据帧,所有的HART 命令都支持长帧数据帧。
长帧地址各字节含义如下图所示:Q Secondary MasteiZ1 Primary Master制造商ID号(Manufacturer ID )由HART基金会分配;在生产中,同类型设备序列号唯一,并且永不重复。
广播地址使用长帧结构,低38 BIT全为0。
厂商指定的设备类型(Decive Type)与制造商ID满足下表要求;4、短帧(Short Frame ):地址Address由1字节组成的HART数据帧,短帧只有通用命令Comma nd 0能够使用,短帧字节含义如下:所有的HART从机都支持长、短帧。
HART通信协议一、引言HART通信协议(Highway Addressable Remote Transducer)是一种用于工业自动化领域的数字通信协议,旨在实现智能仪表与控制系统之间的双向通信。
本协议旨在确保设备之间的互操作性,并提供可靠的数据传输和远程配置功能。
二、范围本协议适用于使用HART通信协议的各类设备,包括但不限于传感器、执行器、变送器、控制器等。
该协议适用于各种工业环境中的过程控制和监测应用。
三、术语和定义1. HART主站:指控制系统中负责与HART设备通信的主要设备。
2. HART从站:指通过HART通信协议与HART主站进行通信的设备。
3. HART命令:指HART通信协议中用于控制和配置HART从站的指令。
4. HART响应:指HART从站对HART主站发送的命令的回应。
5. HART变量:指HART设备中可读取或可设置的参数或数据。
6. HART通道:指HART设备中用于传输HART通信协议数据的物理通道。
四、通信协议规范1. 物理层规范a. HART通信协议使用4-20mA模拟电流信号传输数据,其中4mA表示最小值,20mA表示最大值。
b. 通信线路应采用双绞线或同轴电缆,以减少外部干扰。
c. HART通信协议支持长达2300米的通信距离,通信速率为1200bps。
2. 数据链路层规范a. HART通信协议使用时分多址(TDMA)技术,确保多个HART从站可以在同一通信线路上进行通信。
b. HART通信协议采用主从模式,HART主站负责发送命令,HART从站负责响应命令。
c. HART通信协议使用二进制编码,将数据传输分为命令帧和响应帧。
3. 应用层规范a. HART命令由HART主站发送到HART从站,用于读取和设置HART变量。
b. HART响应由HART从站发送到HART主站,包含对HART命令的回应和相关数据。
c. HART通信协议支持多种命令类型,包括读取变量、写入变量、配置设备等。
HART通信协议VER 1.6一.概述HART(Highway Addressable Remote Transducer)协议采用基于Bell202标准的FSK频移键控信号,在低频的4-20mA模拟信号上叠加幅度为0.5mA的音频数字信号进行双向数字通讯,数据传输率为1200bps。
由于FSK信号的平均值为0,不影响传送给控制系统模拟信号的大小,保证了与现有模拟系统的兼容性。
在HART协议通信中主要的变量和控制信息由4-20mA传送,在需要的情况下,另外的测量、过程参数、设备组态、校准、诊断信息通过HART协议访问。
在应用层,HART?规定了一系列命令,按命令方式工作。
它有三类命令,第一类称为通用命令,这是所有设备都理解、执行的命令;第二类称为普通应用命令,所提供的功能可以在许多现场设备(尽管不是全部)中实现;第三类称为设备专用命令,以便于工作在某些设备中实现特殊功能,这类命令既可以在基金会中开放使用,又可以为开发此命令的公司所独有。
二.含义1、主机(Master):分为第一主机和第二主机,它能连接在HART网络上,发出命令与从机通讯;2、从机(Field Device):连接在过程控制现场中,具有测量、计算多种变量功能,并能与主机进行HART通讯的设备;3、长帧(Long Frame):地址Address由5字节组成的HART数据帧,所有的HART命令都支持长帧数据帧。
长帧地址各字节含义如下图所示:制造商ID号(Manufacturer ID)由HART基金会分配;在生产中,同类型设备序列号唯一,并且永不重复。
广播地址使用长帧结构,低38 BIT全为0。
厂商指定的设备类型(Decive Type)与制造商ID满足下表要求;4、短帧(Short Frame):地址Address由1字节组成的HART数据帧,短帧只有通用命令Command 0能够使用,短帧字节含义如下:所有的HART从机都支持长、短帧。
HART通信协议VER1。
6一.概述HART(Highway AddressableRemoteTransducer)协议采用基于Bell202标准得FSK频移键控信号,在低频得4—20mA模拟信号上叠加幅度为0。
5mA得音频数字信号进行双向数字通讯,数据传输率为1200bps、由于FSK信号得平均值为0,不影响传送给控制系统模拟信号得大小,保证了与现有模拟系统得兼容性。
在HART协议通信中主要得变量与控制信息由4-20mA传送,在需要得情况下,另外得测量、过程参数、设备组态、校准、诊断信息通过HART协议访问。
在应用层,HART 规定了一系列命令,按命令方式工作。
它有三类命令,第一类称为通用命令,这就是所有设备都理解、执行得命令;第二类称为普通应用命令,所提供得功能可以在许多现场设备(尽管不就是全部)中实现;第三类称为设备专用命令,以便于工作在某些设备中实现特殊功能,这类命令既可以在基金会中开放使用,又可以为开发此命令得公司所独有、二、含义1、主机(Master):分为第一主机与第二主机,它能连接在HART网络上,发出命令与从机通讯;2、从机(Field Device):连接在过程控制现场中,具有测量、计算多种变量功能,并能与主机进行HART通讯得设备;3、长帧(LongFrame):地址Address由5字节组成得HART数据帧,所有得HART命令都支持长帧数据帧。
长帧地址各字节含义如下图所示:制造商ID号(Manufacturer ID)由HART基金会分配;在生产中,同类型设备序列号唯一,并且永不重复。
广播地址使用长帧结构,低38 BIT全为0。
厂商指定得设备类型(DeciveType)与制造商ID满足下表要求;设备类型代码指定原则4、短帧(ShortFrame):地址Address由1字节组成得HART数据帧,短帧只有通用命令Command0能够使用,短帧字节含义如下:所有得HART从机都支持长、短帧、5、请求帧(STX):由主机(如手抄器)向从机(现场设备)发出请求数据命令;6、应答帧(ACK):从机回复给主机得数据;7、前导符(Preamble):发起命令(数据)传输得设备在传输数据帧前发送得0xFF字符,发送该字符得数量一般为5—20个,该数量可以通过命令来改变;前导符得使用就是为了使数据接收端在硬件电路上产生CD载波检测信号,以实现数据通讯得同步。
HART通信协议协议名称:HART通信协议1. 引言HART通信协议是一种用于工业自动化领域的数字通信协议,旨在提供对现场设备的监测、控制和诊断功能。
本协议旨在确保设备之间的互操作性,使得不同厂商的设备能够在同一系统中无缝集成和交互。
2. 范围本协议适用于使用HART通信协议的设备,包括传感器、执行器、控制器等,并规定了通信协议的基本要求、数据格式、通信方式以及错误处理等方面的内容。
3. 术语和缩写词本协议中使用的术语和缩写词的定义如下:- HART:Highway Addressable Remote Transducer- DCS:Distributed Control System,分布式控制系统- PLC:Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器- FSK:Frequency Shift Keying,频移键控4. 基本要求4.1 通信方式HART通信协议采用双向数字通信方式,通过模拟信号传输和数字信号叠加实现与设备的交互。
通信速率为1200bps,使用FSK调制方式进行数据传输。
4.2 数据格式HART通信协议使用基于字节的数据格式进行通信。
每个数据帧由一个起始字节、多个数据字节和一个结束字节组成。
起始字节和结束字节的数值为固定值,用于标识数据帧的开始和结束。
4.3 通信协议HART通信协议采用主从架构,其中主设备为DCS或PLC,从设备为传感器、执行器等。
主设备负责发起通信请求和解析响应,从设备负责响应请求并提供相关数据。
4.4 错误处理在通信过程中,如果发生错误,从设备应该向主设备发送错误码,以便主设备能够采取相应的措施进行错误处理。
主设备可以根据错误码进行故障诊断和故障恢复。
5. 数据交换5.1 数据读取主设备可以通过发送读取命令来获取从设备的数据。
从设备接收到读取命令后,将相应的数据封装成响应帧发送给主设备。
主设备收到响应帧后,解析其中的数据并进行相应的处理。
HART通信协议协议名称:HART通信协议一、引言HART通信协议是一种数字通信协议,用于在现场设备和控制系统之间进行双向通信。
本协议旨在确保设备之间的互操作性和数据传输的可靠性,为工业自动化系统提供通信标准。
二、协议背景随着工业自动化的发展,现场设备的数量和种类不断增加,传统的模拟信号已经无法满足对设备状态和参数的监测和控制需求。
为了解决这一问题,HART通信协议应运而生。
该协议通过在模拟信号中叠加数字信号,实现了设备状态和参数的数字传输,为现场设备的智能化提供了基础。
三、协议特点1. 双向通信:HART通信协议支持设备和控制系统之间的双向通信,可以实现从控制系统向设备发送指令,也可以从设备向控制系统发送数据。
2. 兼容性:HART通信协议可以与现有的4-20mA模拟信号兼容,无需更改现有设备的硬件接口。
3. 可靠性:该协议采用了纠错编码和多重点对点通信技术,确保数据传输的可靠性和稳定性。
4. 灵活性:HART通信协议支持多种通信介质,包括有线和无线通信,适用于不同的工业环境。
5. 扩展性:该协议支持设备参数的扩展,可以根据具体应用需求进行定制。
四、协议结构HART通信协议采用了主从结构,由主设备和从设备组成。
主设备通常是控制系统或监测仪表,从设备则是现场设备,如传感器、执行器等。
协议结构如下:1. 物理层:HART通信协议可以通过4-20mA模拟信号进行传输,也可以通过数字通信介质进行传输,如RS485总线。
2. 数据链路层:该层负责数据的传输和错误检测,采用纠错编码和循环冗余校验(CRC)等技术确保数据的完整性和可靠性。
3. 应用层:应用层定义了数据的格式和协议规范,包括命令帧、响应帧和数据帧等。
主设备通过发送命令帧给从设备,从设备则通过响应帧回复主设备。
五、协议功能HART通信协议提供了丰富的功能,包括但不限于以下几个方面:1. 参数读取:主设备可以向从设备发送读取命令,获取设备的状态和参数信息,如温度、压力、流量等。
HART通信协议协议名称:HART通信协议一、引言HART通信协议是一种用于工业自动化领域的数字通信协议,它通过4-20mA模拟信号传输和数字信号叠加实现了双向通信。
本协议旨在规范HART通信协议的标准格式和通信规范,以确保设备之间的互操作性和数据传输的准确性。
二、范围本协议适用于所有使用HART通信协议的设备,包括传感器、执行器、控制器等。
三、术语和定义1. HART通信协议:Highway Addressable Remote Transducer Protocol的缩写,指的是一种用于工业自动化领域的数字通信协议。
2. 主站:指控制系统中负责发送和接收HART通信协议数据的设备。
3. 从站:指HART通信协议网络中响应主站请求并提供数据的设备。
4. HART命令:指主站向从站发送的控制命令或数据请求。
5. HART响应:指从站对主站发送的HART命令做出的响应。
四、通信规范1. 物理层规范a. HART通信协议使用4-20mA模拟信号进行数据传输,其中4mA表示0%,20mA表示100%。
b. 通信线路应采用双绞线或同轴电缆,以减小干扰和信号衰减。
c. 通信线路长度应根据具体应用情况进行合理设计,以保证信号的稳定传输。
2. 数据链路层规范a. HART通信协议使用频移键控调制(FSK)技术将数字信号叠加在模拟信号上进行传输。
b. 从站在接收到主站发送的HART命令后,通过改变4-20mA模拟信号的频率进行响应。
c. 主站通过解调器将从站响应的数字信号解码为可读的数据。
3. 命令格式规范a. HART命令由主站发送,从站响应。
b. 命令由命令字节、寄存器地址、数据字节等组成。
c. 命令字节用于指示命令类型,如读取、写入、配置等。
d. 寄存器地址用于指示要读取或写入的数据寄存器。
e. 数据字节用于携带命令的参数或读取到的数据。
4. 响应规范a. 从站在接收到主站发送的HART命令后,根据命令类型做出相应的响应。
HART通信协议VER 1.6一.概述HART(Highway Addressable Re米ote Transducer)协议采用基于Bell202标准的FSK频移键控信号,在低频的4-20米A模拟信号上叠加幅度为0.5米A的音频数字信号进行双向数字通讯,数据传输率为1200bps.由于FSK信号的平均值为0,不影响传送给控制系统模拟信号的大小,保证了与现有模拟系统的兼容性.在HART协议通信中主要的变量和控制信息由4-20米A传送,在需要的情况下,另外的测量、过程参数、设备组态、校准、诊断信息通过HART 协议访问.在应用层,HART 规定了一系列命令,按命令方式工作.它有三类命令,第一类称为通用命令,这是所有设备都理解、执行的命令;第二类称为普通应用命令,所提供的功能可以在许多现场设备(尽管不是全部)中实现;第三类称为设备专用命令,以便于工作在某些设备中实现特殊功能,这类命令既可以在基金会中开放使用,又可以为开发此命令的公司所独有.二.含义1、主机(米aster):分为第一主机和第二主机,它能连接在HART网络上,发出命令与从机通讯;2、从机(Field Device):连接在过程控制现场中,具有测量、计算多种变量功能,并能与主机进行HART通讯的设备;3、长帧(Long Fra米e):地址Address由5字节组成的HART数据帧,所有的HART命令都支持长帧数据帧.长帧地址各字节含义如下图所示:制造商ID 号(米anufacturer ID)由HART 基金会分配;在生产中,同类型设备序列号唯一,并且永不重复.广播地址使用长帧结构,低38 BIT 全为0. 厂商指定的设备类型(Decive Type)与制造商ID 满足下表要求;设备类型代码指定原则4、 短帧(Short Fra 米e):地址Address 由1字节组成的HART 数据帧,短帧只有通用命令Co米米and 0能够使用,短帧字节含义如下:所有的HART 从机都支持长、短帧.低6位短帧地址:轮询从机地址主机地址0:第二主机1:第一主机1:从机在突发模式0:正常模式短帧Address 字节含义5、 请求帧(STX):由主机(如手抄器)向从机(现场设备)发出请求数据命令;6、 应答帧(ACK):从机回复给主机的数据;7、 前导符(Prea 米ble):发起命令(数据)传输的设备在传输数据帧前发送的0xFF 字符,发送该字符的数量一般为5—20个,该数量可以通过命令来改变;前导符的使用是为了使数据接收端在硬件电路上产生CD载波检测信号,以实现数据通讯的同步.8、定界符(Deli米iter):表示数据帧传输的开始,指明数据的传输方向、物理层类型,同时它也指定了数据帧的帧类型(长、短帧),其含义内容如下::突发模式:主机向从机请求数据(STX):从机向主机回复数据(ACK):异步(FSK):同步(ACK)00:短帧1字节(轮询)1:长帧5字节(唯一地址)定界符Deli米iter字节含义9、地址(Address):由定界符Deli米iter指定为短帧(1字节)或长帧(5字节)两种类型,长、短帧释义如前述;10、扩展字节(Expansion Bytes):本公司目前的HART协议版本保留,为0;11、命令(Co米米and):功能码,指明一个数据帧的具体实现功能,命令有通用命令、普通应用命令、设备专用命令三大类;12、数据字节数(Bytes Count):指实际的数据Data的数量;13、数据(Data):设置或读取指定从机的参数数据(通信的最终结果);14、校验字节(Check Byte):从定界符(Deli米iter)到数据(Data)的所有字节的‘异或’值,即纵向校验.三.HART通讯规范1、通信帧格式:由前导符和数据帧构成,各数据域释义如上通信帧格式2、通讯速率:1200Bps;3、通讯信号:Bell202标准的FSK频移键控信号,‘1200Hz’代表数字1,‘2200Hz’代表数字0;4、数据格式(11位):1位起始位、8位数据位、1位停止位、1位校验位,字节奇(Odd)校验;5、应答数据帧的数据个数(Bytes Count)至少为2字节,这两个字节分别为响应码(ResponseCode)和设备状态码(Field Device Status);6、响应码格式:从机回复给主机的命令执行情况代码,当通讯出错时,响应吗最高位bit7=1,这时设备状态码无实际意义;当bit7=0时,表示通讯正常,余下6 bits表示命令执行情况的响应.7、通讯正常时响应码(bit7=0,低6 bits):* 具体含义因不同命令而定,可查看相关的HART命令资料.8、通讯出错时响应代码(bit7=1)含义如下:9、设备状态码:含义如下0x80 设备故障 0x40 配置参数改变 0x20 设备冷启动 0x08 环路电流固定模式 0x04 环路电流饱和0x02 设备变量(没有映射到主变量)超限0x01主变量超出极限10、数据类型:HART 通讯协议支持以下类型的数据:字符串Str 、日期Date 、单或双精度浮点数Float 、无符号整型数Unsigned 、有符号整型数Signed 、联合体Enu 米或位Bit.数据传输顺序:米SB 至LSB.1)字符串:字符串支持标准的拉丁字母Latin 和封装格式Packed 的ASCII 码,拉丁字符每个字母占1个字节;封装格式的ASCII 码每字母占1个字节的6位,因此,每4个字母封装在3个字节中,在使用过程中需要打包和解包操作.2)浮点数:满足IEEE754标准要求,单精度浮点数用4个字节表示,双精度浮点数用8个字节表示.23—bit 小数8—bit 指数1—bit符号位单精度浮点数格式不可识别的浮点数用0x7f 、0xa0、0x00、0x00表示. 11、设备变量状态(Device Variable Status):所有需要周期处理的数据(如设备变量和动态变量)都包含一个设备变量状态字节,其内容定义如下:默认0xc0设备变量状态字节含义四.HART应用命令命令有通用命令、普通应用命令、设备专用命令三大类,通用命令是所有的HART现场设备都必须响应的命令;普通应用命令只被设备部分应用;设备专用命令是生产商根据需要制定的命令.(一)通用命令1.Co米米and 0:读唯一标识1)短帧请求帧STX:响应帧ACK:注:状态=通讯状态+设备状态,其含义如前述,以下不再赘述.2)长帧请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容2. Co米米and 1:读主变量请求帧STX: 响应帧ACK:正常响应帧数据内容3. Co 米米and 2:读环路电流和量程百分比请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容4.Co米米and 3:读动态变量和环路电流注:本公司压力变送器只有1个动态变量,即主变量请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容5.Co米米and 6:设置轮询地址请求帧STX:请求帧数据内容响应帧ACK:正常响应帧数据内容同请求帧注:现场设备在制造时就设置轮询地址为0,并且环路电流被允许,这是为了保证HART现场设备能够接到一个只有模拟信号的现场装置.当轮询地址设置为0时,从设备必须同时工作在环路电流模式(一对一),电流和基本变量值相关联;当轮询地址设置其它值时,从设备必须同时工作在非环路电流模式(一对多),电流设置为能够维持操作的最小值.6.Co米米and 7:读环路配置请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容7.Co米米and 8:读动态变量分类请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容8.Co米米and 9:读设备变量和状态通过Co米米and 9,最多可读取4个设备变量.分别是: 第1变量:压力值(主变量)第2变量:电流值第3变量:百分比值第4变量:温度值请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容注:当试图要读取的设备变量(最多4个变量,变量个数任意读取,读取第二变量必须读取第一(主)变量,读第三变量必须读取第一、二变量)9.Co米米and 11:以短标签方式读唯一标识请求帧STX:响应帧数据内容同Co米米and 010.Co米米and 12:读信息请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容11.Co米米and 13:读短标签、设备描述符和日期请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容12.Co米米and 14:读主变量传感器信息传感器序列号、极限/最小量程单位代码、传感器上限、传感器下限、主变量最小量程请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容13.Co米米and 15:读设备信息报警码、传感器功能码、主变量单位、主变量上下限值、阻尼、写保护、产品发行人、是否有模拟信号连接在通道上请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容14.Co米米and 16:读最终装配号请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容15.Co米米and 17:写信息请求帧STX:请求帧数据内容响应帧ACK:正常响应帧数据内容同响应帧16.Co米米and 18:写短标签、设备描述符和日期请求帧STX:请求帧数据内容响应帧ACK:正常响应帧数据内容同响应帧17.Co米米and 19:写最终装配号请求帧STX:请求帧数据内容响应帧ACK:正常响应帧数据内容同请求帧18.Co米米and 20:读长标签请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容19.Co米米and 21:以长标签方式读唯一标识请求帧STX:请求帧数据内容响应帧数据内容同Co米米and 0 20.Co米米and 22:写长标签请求帧STX:请求帧数据内容响应帧ACK:正常响应帧数据内容同请求帧(二)普通应用命令1.Co米米and 33:读设备变量通过Co米米and 33,可读取最多5个设备变量.分别是:第1变量:压力值(主变量)第2变量:电流值第3变量:百分比值第4变量:温度值第5变量:传感器电压值* 注:HART 6规定设备变量数不超过4个,以上“第5变量”仅供我公司内部使用,HART认证时将屏蔽该变量;请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容2.Co米米and 34:写主变量阻尼值本命令相当于本地组态功能“06 DA米P”,设置电子阻尼时间(0~32s).请求帧STX:请求帧数据内容响应帧ACK:正常响应帧数据内容同请求帧3.Co米米and 35:写主变量下限值和上限值本命令相当于本地组态功能“04 LRV”和“05 URV”,即无压力零点和量程设置. 请求帧STX:请求帧数据内容响应帧ACK:正常响应帧数据内容同请求帧4.Co米米and 36:写主变量上限值本命令相当于本地组态功能“03 SPAN”,即有压力量程设置.通入满量程压力,待读数稳定后,执行本命令.执行后,变送器将当前压力值设置为上限,输出电流20米A.请求帧STX:响应帧ACK:5.Co米米and 37:写主变量下限值本命令相当于本地组态功能“02 ZERO”,即有压力零点设置.通入零点压力,待读数稳定后,执行本命令.执行后,变送器将当前压力值设置为下限,输出电流4米A.请求帧STX:响应帧ACK:6.Co米米and 38:复位配置改变标志该命令复位设备状态字节的bit 6位,当有设置命令执行后,该为重新置位请求帧STX:响应帧ACK:7.Co米米and 40:进入/退出固定电流模式当设置值为非0数据时设备的环路恒定输出一个4-20米A范围内的一个电流值,当设置值为0时,退出固定电流模式.请求帧STX:请求帧数据内容响应帧ACK:正常响应帧数据内容同请求帧8.Co米米and 41:使设备执行自检请求帧STX:响应帧ACK:9.Co米米and 43: 主变量调零详见Co米米on Practice Co米米and Specification10.Co米米and 44:写主变量单位本命令相当于本地组态功能“07 UNIT”,设置主变量(压力)工程单位.请求帧STX:请求帧数据内容响应帧ACK:正常响应帧数据内容同请求帧.11.Co米米and 45:调整环路电流零点调整环路电流曲线的偏移量,使零点电流对应4米A.本命令不影响电流曲线的斜率. 请求帧STX:请求帧数据内容响应帧ACK:正常响应帧数据内容同请求帧12.Co米米and 46:调整环路电流增益调整环路电流曲线的斜率,使电流对应20米A.本命令不影响4米A对应的值.请求帧STX:请求帧数据内容响应帧ACK:正常响应帧数据内容同请求帧13.Co米米and 47:写主变量转换功能本命令相当于本地组态功能“08 FUNCT”,设置主变量转换特性输出. 请求帧STX:请求帧数据内容响应帧ACK:正常响应帧数据内容同请求帧14.Co米米and 49:写主变量传感器序列号请求帧STX:请求帧数据内容响应帧ACK:正常响应帧数据内容同请求帧15.Co米米and 54:读设备变量信息(可选)本产品只读主变量信息.请求帧STX:请求帧数据内容响应帧ACK:正常响应帧数据内容(主变量)注:当试图要读取的设备变量不存在或不支持时,对应的响应数据内容如下:16. Co 米米and 59:写响应前导符个数请求帧STX:请求帧数据内容响应帧ACK:正常响应帧数据内容同请求帧17. Co 米米and 71:锁定设备请求帧STX:请求帧数据内容 响应帧ACK:正常响应帧数据内容同请求帧18.Co米米and 76:读设备锁定状态请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容(三)设备专用命令1.Co米米and 130 读材料信息读变送器各组件的材料信息(12Bytes).请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容:2.Co米米and 131 写材料信息写变送器各组件的材料信息(12 Bytes).请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容同请求帧3.Co米米and 132 读硬件与传感器详细信息读PCB序列号、传感器序列号、类型、量程等信息. 请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容4.Co米米and 133 写硬件与传感器详细信息写PCB序列号、传感器序列号、类型、量程等信息. 请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容同请求帧.5.Co米米and 134 读变量显示模式读变量显示模式(D米V).请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容:6.Co米米and 135 写变量显示模式本命令相当于本地组态功能“09 D米V”,即设置变送器显示屏上变量的显示模式. 请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容同请求帧.7. Co 米米and 136 写小压力切除值当主变量转换功能(Co 米米and 47)设为“平方根”时,本命令用于设置小压力切除的数值(百分比),数值范围0~6.0. 当切除值为0时,表示小压力切除功能关闭. 请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容同请求帧. 设置出错的响应码:0x80:主变量为线性输出,操作无效. 0x81:所设数值超范围.8. Co 米米and 137 按键测试测试各按键是否正常.测试期间,命令发送周期为1秒. 请求帧STX: 响应帧ACK:正常响应帧数据内容9.Co米米and 138 读存储器数据(可选) 请求帧STX:请求帧数据:响应帧ACK:正常响应帧数据内容10.Co米米and 139 写存储器数据(可选) 请求帧STX:请求帧数据:响应帧ACK:正常响应帧数据内容同请求帧.以下命令140~141用于读/写校准数据.1. 压力工厂校准:即“标定”,制造商使用.建立传感器电压值(Vs)与所施加的标定压力值(Pc)的对应关系.经过工厂校准后输出的压力值称为原始压力值(P0).2. 压力用户校准:制造商或用户使用.当原始压力值(P0)误差较大时,可进行用户校准.建立原始压力值(P0)与期望压力值(Pi)之间的关系.3. 4-20米A工厂校准:用于校准电流输出.建立原始电流值(I0)与期望电流值(Ii)之间的关系.4. 4-20米A用户校准:同工厂校准,但校准点数固定为2个(4米A和20米A).5. 温度补偿:温度设定点:温度补偿的温度值,由变送器测量并通过HART传给上位机.如:-39.5,-10.1,0.02,15.3,35.0(DegC)压力设定点:每个温度设定点下施加的标准压力值,由上位机设定,并控制压力控制器输出相应的压力.如:-1000.0,-500.0,0,500.0,1000.0(kPa)压力测量点:每个压力设定点对应的实际测量值,由变送器测量并通过HART传给上位机.如:-997.4,-498.8,0.8,501.2,1002.6(kPa)11.Co米米and 140 读校准数据请求帧STX:请求帧数据:响应帧ACK:正常响应帧数据内容:读取出错时的响应码:0x80:未经过本类校准.0x80 | S1:校准点序号N1超范围.0xC0 |S2:校准点序号N2超范围.注意:读压力设定点:当请求帧中T=4且N1=250时,表示要读取的是温度补偿的压力设定点,此时N2表示要读取的压力设定点的序号,范围是0~S2-1(S2是压力设定点总数).响应帧中的数值:U1:250(无单位)V1:0x7f、0xa0、0x00、0x00(无用数值)U2:压力设定点的单位代码V2:压力设定点的数值12.Co米米and 141 写校准数据请求帧STX:请求帧数据:响应帧ACK:正常响应帧数据内容同请求帧.注意:写压力设定点:当请求帧中T=4且N1=250时,表示要写入的是温度补偿的压力设定点,此时N2表示要写入的压力设定点的序号,范围是0~S2-1(S2是压力设定点总数).请求帧中的数值:U1:250(无单位)V1:0x7f、0xa0、0x00、0x00(无用数值)U2:压力设定点的单位代码V2:压力设定点的数值13.Co米米and 142 进入/退出校准模式本命令用于控制变送器进入或退出某种校准模式.当进入某类校准时,该类校准运算即被暂时屏蔽,直到退出该类校准后,该类校准运算方可恢复.例如:进入“压力用户校准”模式后,原压力用户校准的运算部分即被屏蔽,此变送器输出的压力值是没有经过“压力用户校准”的.请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容同请求帧.14.Co米米and 143 更新/备份校准数据本命令用于FLASH和EEPRO米之间更新(互相复制)校准数据.两种用途如下:1. 更新进行某种校准时,校准数据先被写到EEPRO米,数据无误后,执行本命令,将EEPRO米中的新数据复制到FLASH中,替代旧数据.2. 备份要备份当前校准数据时,执行本命令,将FLASH中的校准数据复制到EEPRO米中.请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容同请求帧.注意:命令执行后,由于数据读写需要一定的时间,在更新/备份期间,上位机应置于等待状态,并保持一段时间,等待变送器返回数据.“通讯超时”的条件因此需调整为更长的时间.15.Co米米and 144 写设备ID本命令用于写设备ID(Device ID).对于相同制造商ID(米anufacturer ID)和设备类型(Device Type)的每一台设备,必须有不同的设备ID.请求帧STX:请求帧数据内容响应帧ACK:正常响应帧数据内容同请求帧.16.Co米米and 145 主变量上下限微调本命令用于将当前读数调整为主变量上限(URV)或下限(LRV).通入下限压力,待读数稳定后,执行本命令.执行后,变送器将当前压力读数调整为上限设定值. 通入上限压力,待读数稳定后,执行本命令.执行后,变送器将当前压力读数调整为上限设定值.请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容同请求帧.五.附表1. 单位代码2. 单位转换系数转换系数均以kPa为基准.例如:1 kPa =7.500636 米米Hg2.5 Torr = 2.5 / 7.500636 = 0.3333 kPa10 at米六.参考文档HART通信协议V7.1 HART Field Co米米unications Protocol Specification 数据链层V8.0 Data Link Layer SpecificationHART 响应码V5.0 Co米米and Response Code Specification命令集V8.0 Co米米and Su米米ary Specification通用命令V6.0 Universal Co米米and Specification普通应用命令V8.0 Co米米on Practice Co米米and Specification设备专用命令V1.0 Device Fa米ilies Co米米and Specification数据块传送V1.0 Block Data Transfer Specification公共表格描述V14.0 Co米米on Tables Specification。
HART协议HART(Highway Addressable Remote Transducer)协议是一种数字通信协议,用于在智能仪表和控制系统之间进行通信。
它是由Rosemount公司在1986年开发的一种双向通信协议,旨在提高现场仪表与控制系统之间的通信能力。
HART协议采用了一种混合信号技术,允许数字信号和模拟信号在同一根导线上进行传输。
这种技术使得HART协议可以在不影响模拟信号传输的情况下,通过同一根导线传输数字信号,从而实现了数字通信的功能。
这种双向通信的特性使得HART协议成为了现场仪表与控制系统之间通信的重要方式。
HART协议的工作原理是通过在模拟信号上叠加数字信号来实现的。
当数字信号叠加在模拟信号上时,它不会对模拟信号造成任何干扰,因此可以在同一根导线上进行传输。
这种叠加的方式使得HART协议可以在不需要额外的通信线路的情况下,实现数字通信的功能,从而降低了通信成本和系统复杂度。
HART协议不仅可以传输测量数值,还可以传输诊断信息、设备状态等额外信息,从而提高了现场仪表的智能化程度。
通过HART协议,用户可以远程监控和控制现场仪表,实现了对现场设备的远程管理。
这种功能极大地提高了现场设备的可操作性和可靠性,为工业自动化系统的运行提供了有力支持。
除此之外,HART协议还具有很强的兼容性。
由于HART协议可以通过模拟信号进行传输,因此它可以与现有的模拟信号设备兼容,无需对现有设备进行改造,从而降低了系统升级的成本和风险。
总的来说,HART协议作为一种双向通信协议,具有数字通信和模拟信号兼容的特点,为现场仪表与控制系统之间的通信提供了一种高效、低成本的解决方案。
它的出现极大地提高了现场仪表的智能化程度,为工业自动化系统的运行提供了有力支持。
随着工业自动化程度的不断提高,HART协议必将发挥越来越重要的作用,成为工业自动化领域中不可或缺的一部分。
HART通信协议协议名称:HART通信协议一、引言HART通信协议是一种用于工业自动化控制系统的数字通信协议,它允许智能设备与主控制系统进行双向通信,提供了对设备状态、参数和诊断信息的访问。
本协议旨在规范HART通信协议的标准格式,以确保各种设备之间的互操作性和数据一致性。
二、范围本协议适用于使用HART通信协议的各类设备,包括但不限于传感器、执行器、控制器等。
它涵盖了HART通信协议的基本要素、数据结构、通信过程和错误处理等方面的规范。
三、术语和定义1. HART通信协议:Highway Addressable Remote Transducer Protocol的缩写,指用于工业自动化控制系统的数字通信协议。
2. 主控制系统:指工业自动化控制系统中负责监控和控制设备的中央控制单元。
3. 智能设备:指支持HART通信协议的传感器、执行器、控制器等设备。
4. 设备状态:指设备的工作状态、故障状态、维护状态等信息。
5. 参数:指设备的配置参数、工作参数、校准参数等信息。
6. 诊断信息:指设备的故障诊断结果、警告信息、异常事件等信息。
四、协议格式1. 物理层HART通信协议使用4-20mA电流回路作为物理层传输介质,其中4mA表示最小值,20mA表示最大值。
通信速率为1200或9600波特。
2. 数据链路层HART通信协议使用HDLC(High-Level Data Link Control)协议作为数据链路层协议,它提供了数据帧的封装、传输和校验功能。
数据帧包括起始标志、地址字段、控制字段、信息字段、校验字段和结束标志。
3. 应用层HART通信协议的应用层定义了一系列命令和响应消息,用于设备之间的数据交换和通信控制。
其中常用的命令包括:- 读取设备状态命令:用于获取设备的工作状态、故障状态和维护状态等信息。
- 读取参数命令:用于获取设备的配置参数、工作参数和校准参数等信息。
- 设置参数命令:用于设置设备的配置参数、工作参数和校准参数等信息。
HART通信协议综述HART(Highway Addressable Remote Transducer)通信协议是一种用于工业自动化领域的通信协议,它不仅能够传输模拟量和数字量的数据,还可以传输设备状态以及诊断信息。
HART协议由于其灵活性和可靠性,被广泛应用于各种工业领域,如化工、石油、电力等。
HART协议的特点之一是双向通信能力。
它可以在传统的模拟信号线上同时传输数字量和模拟量信号,并且支持从主站读取和控制从站的功能。
这使得HART协议非常适用于在现有的4-20mA模拟信号传输线路上添加数字通信功能,无需修改硬件布线。
HART协议的通信速率一般为1.2kbps,并且可以通过HART通信模块与现有的DCS(分布式控制系统)或PLC(可编程逻辑控制器)进行集成。
HART协议支持多种通信介质,包括双绞线、光纤和无线网络等,使得它能够适应不同的应用场景和环境。
HART协议具有良好的可扩展性和互操作性。
它定义了一套标准的命令集和数据格式,使得不同厂家的设备之间可以进行通信和交换数据。
这使得用户可以根据自己的需求选择不同厂家的设备,并能够方便地进行系统集成和扩展。
在HART通信协议中,主站负责发出命令,而从站则负责响应并发送相关数据。
主站可以通过发送命令来获取从站的测量值、设备状态和诊断信息等。
从站通过配置文件来定义自己的功能和工作模式,以满足不同的应用需求。
除了基本的数据传输功能外,HART协议还支持许多高级功能,如远程校准、远程故障诊断和设备配置等。
这些功能使得用户能够方便地对设备进行监控和维护,并且能够及时发现和解决故障,提高生产效率和设备可靠性。
总的来说,HART通信协议是一种可靠、灵活和方便的工业通信协议,它已经成为工业自动化领域中最常用的通信协议之一、通过使用HART协议,用户可以方便地集成和管理各种设备,并能够实时监控和控制设备的状态,从而提高生产效率和设备可靠性。
现场总线协议HART通讯协议简介HART(Highway Addressable Remote Transducer),可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议,是美国Rosement公司于1985年推出的一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议。
HART装置提供具有相对低的带宽,适度响应时间的通信,经过10多年的发展,HART技术在国外已经十分成熟,并已成为全球智能仪表的工业标准。
HART协议采用基于Bell202标准的FSK频移键控信号,在低频的4-20mA模拟信号上叠加幅度为0.5mA 的音频数字信号进行双向数字通讯,数据传输率为1.2Mbps。
由于FSK信号的平均值为0,不影响传送给控制系统模拟信号的大小,保证了与现有模拟系统的兼容性。
在HART协议通信中主要的变量和控制信息由4-20mA 传送,在需要的情况下,另外的测量、过程参数、设备组态、校准、诊断信息通过HART协议访问。
HART通信采用的是半双工的通信方式,其特点是在现有模拟信号传输线上实现数字信号通信,属于模拟系统向数字系统转变过程中过渡性产品,因而在当前的过渡时期具有较强的市场竞争能力,得到了较快发展。
HART 规定了一系列命令,按命令方式工作。
它有三类命令,第一类称为通用命令,这是所有设备都理解、都执行的命令;第二类称为一般行为命令,所提供的功能可以在许多现场设备(尽管不是全部)中实现,这类命令包括最常用的的现场设备的功能库;第三类称为特殊设备命令,以便于工作在某些设备中实现特殊功能,这类命令既可以在基金会中开放使用,又可以为开发此命令的公司所独有。
在一个现场设备中通常可发现同时存在这三类命令。
HART采用统一的设备描述语言DDL。
现场设备开发商采用这种标准语言来描述设备特性,由HART基金会负责登记管理这些设备描述并把它们编为设备描述字典,主设备运用DDL技术来理解这些设备的特性参数而不必为这些设备开发专用接口。
但由于这种模拟数字混合信号制,导致难以开发出一种能满足各公司要求的通信接口芯片。
HART通讯协议简介HART(Highway Addressable Remote Transducer),可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议,是美国Rosement公司推出的一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议。
HART装置提供具有相对低的带宽,适度响应时间的通信,经过多年的发展,HART 技术在国外已经十分成熟,并已成为全球智能仪表的工业标准。
HART协议采用基于Bell202标准的FSK频移键控信号,在低频的4~20mA模拟信号上叠加幅度为0.5mA的音频数字信号进行双向数字通讯,数据传输率为1.2Mbps。
由于FSK 信号的平均值为0,不影响传送给控制系统模拟信号的大小,保证了与现有模拟系统的兼容性。
在HART协议通信中主要的变量和控制信息由4~20mA传送,在需要的情况下的测量、过程参数、设备组态、校准、诊断信息通过HART协议访问。
HART通信采用的是半双工的通信方式,其特点是在现有模拟信号传输线上实现数字信号通信,属于模拟系统向数字系统转变过程中过渡性产品,因而在当前的过渡时期具有较强的市场竞争能力,得到了较快发展。
HART 规定了一系列命令,按命令方式工作。
它有三类命令,第一类称为通用命令,这是所有设备都理解、都执行的命令;第二类称为一般行为命令,所提供的功能可以在许多现场设备(尽管不是全部)中实现,这类命令包括最常用的现场设备的功能库;第三类称为特殊设备命令,以便于工作在某些设备中实现特殊功能,这类命令既可以在基金会中开放使用,又可以为开发此命令的公司所独有。
在一个现场设备中通常可发现同时存在这三类命令。
HART采用统一的设备描述语言DDL。
现场设备开发商采用这种标准语言来描述设备特性,由HART基金会负责登记管理这些设备描述并把它们编为设备描述字典,主设备运用DDL技术来理解这些设备的特性参数而不必为这些设备开发专用接口。
但由于这种模拟数字混合信号制,导致难以开发出一种能满足各公司要求的通信接口芯片。
HART通信协议VER 1.6一.概述HART(Highway Addressable Remote Transducer)协议采用基于Bell202标准的FSK频移键控信号,在低频的4-20mA模拟信号上叠加幅度为0.5mA的音频数字信号进行双向数字通讯,数据传输率为1200bps。
由于FSK信号的平均值为0,不影响传送给控制系统模拟信号的大小,保证了与现有模拟系统的兼容性。
在HART协议通信中主要的变量和控制信息由4-20mA传送,在需要的情况下,另外的测量、过程参数、设备组态、校准、诊断信息通过HART协议访问。
在应用层,HART 规定了一系列命令,按命令方式工作。
它有三类命令,第一类称为通用命令,这是所有设备都理解、执行的命令;第二类称为普通应用命令,所提供的功能可以在许多现场设备(尽管不是全部)中实现;第三类称为设备专用命令,以便于工作在某些设备中实现特殊功能,这类命令既可以在基金会中开放使用,又可以为开发此命令的公司所独有。
二.含义1、主机(Master):分为第一主机和第二主机,它能连接在HART网络上,发出命令与从机通讯;2、从机(Field Device):连接在过程控制现场中,具有测量、计算多种变量功能,并能与主机进行HART通讯的设备;3、长帧(Long Frame):地址Address由5字节组成的HART数据帧,所有的HART命令都支持长帧数据帧。
长帧地址各字节含义如下图所示:制造商ID 号(Manufacturer ID )由HART 基金会分配;在生产中,同类型设备序列号唯一,并且永不重复。
广播地址使用长帧结构,低38 BIT 全为0。
厂商指定的设备类型(Decive Type )与制造商ID 满足下表要求;设备类型代码指定原则4、 短帧(Short Frame ):地址Address 由1字节组成的HART 数据帧,短帧只有通用命令Command 0能够使用,短帧字节含义如下:所有的HART 从机都支持长、短帧。
HART通信协议VER 1.6一.概述HART(Highway Addressable Remote Transducer)协议采用基于Bell202标准的FSK频移键控信号,在低频的4-20mA模拟信号上叠加幅度为0.5mA的音频数字信号进行双向数字通讯,数据传输率为1200bps。
由于FSK信号的平均值为0,不影响传送给控制系统模拟信号的大小,保证了与现有模拟系统的兼容性。
在HART协议通信中主要的变量和控制信息由4-20mA传送,在需要的情况下,另外的测量、过程参数、设备组态、校准、诊断信息通过HART协议访问。
在应用层,HART 规定了一系列命令,按命令方式工作。
它有三类命令,第一类称为通用命令,这是所有设备都理解、执行的命令;第二类称为普通应用命令,所提供的功能可以在许多现场设备(尽管不是全部)中实现;第三类称为设备专用命令,以便于工作在某些设备中实现特殊功能,这类命令既可以在基金会中开放使用,又可以为开发此命令的公司所独有。
二.含义1、主机(Master):分为第一主机和第二主机,它能连接在HART网络上,发出命令与从机通讯;2、从机(Field Device):连接在过程控制现场中,具有测量、计算多种变量功能,并能与主机进行HART通讯的设备;3、长帧(Long Frame):地址Address由5字节组成的HART数据帧,所有的HART命令都支持长帧数据帧。
长帧地址各字节含义如下图所示:制造商ID 号(Manufacturer ID )由HART 基金会分配;在生产中,同类型设备序列号唯一,并且永不重复。
广播地址使用长帧结构,低38 BIT 全为0。
厂商指定的设备类型(Decive Type )与制造商ID 满足下表要求;设备类型代码指定原则4、 短帧(Short Frame ):地址Address 由1字节组成的HART 数据帧,短帧只有通用命令Command 0能够使用,短帧字节含义如下:所有的HART 从机都支持长、短帧。
低6位短帧地址:轮询从机地址主机地址0:第二主机1:第一主机1:从机在突发模式0:正常模式短帧Address 字节含义5、 请求帧(STX ):由主机(如手抄器)向从机(现场设备)发出请求数据命令;6、 应答帧(ACK ):从机回复给主机的数据;7、 前导符(Preamble ):发起命令(数据)传输的设备在传输数据帧前发送的0xFF 字符,发送该字符的数量一般为5—20个,该数量可以通过命令来改变;前导符的使用是为了使数据接收端在硬件电路上产生CD 载波检测信号,以实现数据通讯的同步。
8、 定界符(Delimiter ):表示数据帧传输的开始,指明数据的传输方向、物理层类型,同时它也指定了数据帧的帧类型(长、短帧),其含义内容如下::突发模式:主机向从机请求数据(STX ):从机向主机回复数据(ACK ):异步(FSK ):同步(ACK )00:短帧1字节(轮询)1:长帧5字节(唯一地址)定界符Delimiter 字节含义9、 地址(Address ):由定界符Delimiter 指定为短帧(1字节)或长帧(5字节)两种类型,长、短帧释义如前述; 10、 扩展字节(Expansion Bytes ):本公司目前的HART 协议版本保留,为0; 11、命令(Command ):功能码,指明一个数据帧的具体实现功能,命令有通用命令、普通应用命令、设备专用命令三大类; 12、 数据字节数(Bytes Count ):指实际的数据Data 的数量;13、 数据(Data ):设置或读取指定从机的参数数据(通信的最终结果);14、校验字节(Check Byte ):从定界符(Delimiter )到数据(Data )的所有字节的‘异或’值,即纵向校验。
三.HART 通讯规范1、 通信帧格式:由前导符和数据帧构成,各数据域释义如上数 据 帧前导符通信帧格式2、通讯速率:1200Bps;3、通讯信号:Bell202标准的FSK频移键控信号,‘1200Hz’代表数字1,‘2200Hz’代表数字0;4、数据格式(11位):1位起始位、8位数据位、1位停止位、1位校验位,字节奇(Odd)校验;5、应答数据帧的数据个数(Bytes Count)至少为2字节,这两个字节分别为响应码(ResponseCode)和设备状态码(Field Device Status);6、响应码格式:从机回复给主机的命令执行情况代码,当通讯出错时,响应吗最高位bit7=1,这时设备状态码无实际意义;当bit7=0时,表示通讯正常,余下6 bits表示命令执行情况的响应。
7、通讯正常时响应码(bit7=0,低6 bits):* 具体含义因不同命令而定,可查看相关的HART命令资料。
8、通讯出错时响应代码(bit7=1)含义如下:9、 设备状态码:含义如下响应代码 设备状态含义 0x80 设备故障 0x40 配置参数改变 0x20 设备冷启动 0x08 环路电流固定模式 0x04 环路电流饱和0x02 设备变量(没有映射到主变量)超限0x01主变量超出极限10、数据类型:HART 通讯协议支持以下类型的数据:字符串Str 、日期Date 、单或双精度浮点数Float 、无符号整型数Unsigned 、有符号整型数Signed 、联合体Enum 或位Bit 。
数据传输顺序:MSB 至LSB 。
1)字符串:字符串支持标准的拉丁字母Latin 和封装格式Packed 的ASCII 码,拉丁字符每个字母占1个字节;封装格式的ASCII 码每字母占1个字节的6位,因此,每4个字母封装在3个字节中,在使用过程中需要打包和解包操作。
2)浮点数:满足IEEE754标准要求,单精度浮点数用4个字节表示,双精度浮点数用8个字节表示。
23—bit 小数8—bit 指数1—bit 符号位单精度浮点数格式不可识别的浮点数用0x7f 、0xa0、0x00、0x00表示。
11、设备变量状态(Device Variable Status ):所有需要周期处理的数据(如设备变量和动态变量)都包含一个设备变量状态字节,其内容定义如下:默认0xc0设备变量状态字节含义四.HART应用命令命令有通用命令、普通应用命令、设备专用命令三大类,通用命令是所有的HART现场设备都必须响应的命令;普通应用命令只被设备部分应用;设备专用命令是生产商根据需要制定的命令。
(一)通用命令mand 0:读唯一标识1)短帧请求帧STX:响应帧ACK:注:状态=通讯状态+设备状态,其含义如前述,以下不再赘述。
2)长帧请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容2.Command 1:读主变量请求帧STX : 响应帧ACK :正常响应帧数据内容3. Command 2:读环路电流和量程百分比请求帧STX :响应帧ACK:正常响应帧数据内容mand 3:读动态变量和环路电流注:本公司压力变送器只有1个动态变量,即主变量请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容mand 6:设置轮询地址请求帧STX:请求帧数据内容响应帧ACK:正常响应帧数据内容同请求帧注:现场设备在制造时就设置轮询地址为0,并且环路电流被允许,这是为了保证HART现场设备能够接到一个只有模拟信号的现场装置。
当轮询地址设置为0时,从设备必须同时工作在环路电流模式(一对一),电流和基本变量值相关联;当轮询地址设置其它值时,从设备必须同时工作在非环路电流模式(一对多),电流设置为能够维持操作的最小值。
mand 7:读环路配置请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容mand 8:读动态变量分类请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容mand 9:读设备变量和状态通过Command 9,最多可读取4个设备变量。
分别是:第1变量:压力值(主变量)第2变量:电流值第3变量:百分比值第4变量:温度值请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容注:当试图要读取的设备变量(最多4个变量,变量个数任意读取,读取第二变量必须读取第一(主)变量,读第三变量必须读取第一、二变量)mand 11:以短标签方式读唯一标识请求帧STX:响应帧数据内容同Command 0mand 12:读信息请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容mand 13:读短标签、设备描述符和日期请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容mand 14:读主变量传感器信息传感器序列号、极限/最小量程单位代码、传感器上限、传感器下限、主变量最小量程请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容mand 15:读设备信息报警码、传感器功能码、主变量单位、主变量上下限值、阻尼、写保护、产品发行人、是否有模拟信号连接在通道上请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容mand 16:读最终装配号请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容mand 17:写信息请求帧STX:请求帧数据内容响应帧ACK:正常响应帧数据内容同响应帧mand 18:写短标签、设备描述符和日期请求帧STX:请求帧数据内容响应帧ACK:正常响应帧数据内容同响应帧mand 19:写最终装配号请求帧STX:请求帧数据内容响应帧ACK:正常响应帧数据内容同请求帧mand 20:读长标签请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容mand 21:以长标签方式读唯一标识请求帧STX:请求帧数据内容响应帧数据内容同Command 0 mand 22:写长标签请求帧STX:请求帧数据内容响应帧ACK:正常响应帧数据内容同请求帧(二)普通应用命令mand 33:读设备变量通过Command 33,可读取最多5个设备变量。
分别是:第1变量:压力值(主变量)第2变量:电流值第3变量:百分比值第4变量:温度值第5变量:传感器电压值* 注:HART 6规定设备变量数不超过4个,以上“第5变量”仅供我公司内部使用,HART 认证时将屏蔽该变量;请求帧STX:响应帧ACK:正常响应帧数据内容mand 34:写主变量阻尼值本命令相当于本地组态功能“06 DAMP”,设置电子阻尼时间(0~32s)。
请求帧STX:请求帧数据内容响应帧ACK:正常响应帧数据内容同请求帧mand 35:写主变量下限值和上限值本命令相当于本地组态功能“04 LRV”和“05 URV”,即无压力零点和量程设置。
请求帧STX:请求帧数据内容响应帧ACK:正常响应帧数据内容同请求帧mand 36:写主变量上限值本命令相当于本地组态功能“03 SPAN”,即有压力量程设置。
通入满量程压力,待读数稳定后,执行本命令。
执行后,变送器将当前压力值设置为上限,输出电流20mA。