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    HART協(xié)議

    來(lái)源:上海風(fēng)雷閥門(mén)集團(tuán)有限公司   2009年03月06日 11:56  

    1、HART(Highway Addressable Remote Transducer),可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道的開(kāi)放通信協(xié)議,是美國(guó)Rosement公司于1985年推出的一種用于現(xiàn)場(chǎng)智能儀表和控制室設(shè)備之間的通信協(xié)議。 HART裝置提供具有相對(duì)低的帶寬,適度響應(yīng)時(shí)間的通信,經(jīng)過(guò)10多年的發(fā)展,HART技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)十分成熟,并已成為智能儀表的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
     

     

      HART協(xié)議采用基于Bell202標(biāo)準(zhǔn)的FSK頻移鍵控信號(hào),在低頻的4-20mA模擬信號(hào)上疊加幅度為0.5mA的音頻數(shù)字信號(hào)進(jìn)行雙向數(shù)字通訊,數(shù)據(jù)傳輸率為1.2Mbps。由于FSK信號(hào)的平均值為0,不影響傳送給控制系統(tǒng)模擬信號(hào)的大小,保證了與現(xiàn)有模擬系統(tǒng)的兼容性。在HART協(xié)議通信中主要的變量和控制信息由4-20mA傳送,在需要的情況下,另外的測(cè)量、過(guò)程參數(shù)、設(shè)備組態(tài)、校準(zhǔn)、診斷信息通過(guò)HART協(xié)議訪問(wèn)。
     

     

      HART通信采用的是半雙工的通信方式,其特點(diǎn)是在現(xiàn)有模擬信號(hào)傳輸線上實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)通信,屬于模擬系統(tǒng)向數(shù)字系統(tǒng)轉(zhuǎn)變過(guò)程中過(guò)渡性產(chǎn)品,因而在當(dāng)前的過(guò)渡時(shí)期具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力,得到了較快發(fā)展。HART 規(guī)定了一系列命令,按命令方式工作。它有三類(lèi)命令,*類(lèi)稱(chēng)為通用命令,這是所有設(shè)備都理解、都執(zhí)行的命令;第二類(lèi)稱(chēng)為一般行為命令,所提供的功能可以在許多現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(盡管不是全部)中實(shí)現(xiàn),這類(lèi)命令包括zui常用的的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的功能庫(kù);第三類(lèi)稱(chēng)為特殊設(shè)備命令,以便于工作在某些設(shè)備中實(shí)現(xiàn)特殊功能,這類(lèi)命令既可以在基金會(huì)中開(kāi)放使用,又可以為開(kāi)發(fā)此命令的公司所*。在一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中通常可發(fā)現(xiàn)同時(shí)存在這三類(lèi)命令。
     

     

      HART采用統(tǒng)一的設(shè)備描述語(yǔ)言DDL。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備開(kāi)發(fā)商采用這種標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言來(lái)描述設(shè)備特性,由HART基金會(huì)負(fù)責(zé)登記管理這些設(shè)備描述并把它們編為設(shè)備描述字典,主設(shè)備運(yùn)用DDL技術(shù)來(lái)理解這些設(shè)備的特性參數(shù)而不必為這些設(shè)備開(kāi)發(fā)接口。但由于這種模擬數(shù)字混合信號(hào)制,導(dǎo)致難以開(kāi)發(fā)出一種能滿(mǎn)足各公司要求的通信接口芯片。HART能利用總線供電,可滿(mǎn)足本質(zhì)安全防爆要求,并可組成由手持編程器與管理系統(tǒng)主機(jī)作為主設(shè)備的雙主設(shè)備系統(tǒng)。
     

     

      2、基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線,即FoudationFieldbus,簡(jiǎn)稱(chēng)FF。它以ISO/OSI開(kāi)放系統(tǒng)互連模型為基礎(chǔ),取其物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層為FF通信模型的相應(yīng)層次,并在應(yīng)用層上增加了用戶(hù)層。
     

     

      基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線分低速H1和高速H2兩種通信速率。H1的傳輸速率為 3125Kbps,通信距離可達(dá) 1900m (可加中繼器延長(zhǎng)),可支持總線供電,支持本質(zhì)安全防爆環(huán)境。H2的傳輸速率為 1Mbps和 2.5Mbps兩種,其通信距離為750m和500m。物理傳輸介質(zhì)可支持比絞線、光纜和無(wú)線發(fā)射,協(xié)議符合IEC1158-2標(biāo)準(zhǔn)。其物理媒介的傳輸信號(hào)采用曼徹斯特編碼,每位發(fā)送數(shù)據(jù)的中心位置或是正跳變,或是負(fù)跳變。正跳變代表0,負(fù)跳變代表1,從而使串行數(shù)據(jù)位流中具有足夠的定位信息,以保持發(fā)送雙方的時(shí)間同步。接收方既可根據(jù)跳變的極性來(lái)判斷數(shù)據(jù)的“1”、“0”狀態(tài),也可根據(jù)數(shù)據(jù)的中心位置定位。
     

     

      HART通用命令一覽
     

     

      [日期:2008-08-26] 來(lái)源:松茂電子 作者:陳 [字體:大 中 小]
     

     

      HART命令0:讀標(biāo)識(shí)碼
     

     

      返回?cái)U(kuò)展的設(shè)備類(lèi)型代碼,版本和設(shè)備標(biāo)識(shí)碼。
     

     

      請(qǐng)求:無(wú)
     

     

      響應(yīng):
     

     

      字節(jié)0: 254
     

     

      字節(jié)1: 制造商ID
     

     

      字節(jié)2: 制造商設(shè)備類(lèi)型
     

     

      字節(jié)3: 請(qǐng)求的前導(dǎo)符數(shù)
     

     

      字節(jié)4: 通用命令文檔版本號(hào)
     

     

      字節(jié)5: 變送器規(guī)范版本號(hào)
     

     

      字節(jié)6: 設(shè)備軟件版本號(hào)
     

     

      字節(jié)7: 設(shè)備硬件版本號(hào)
     

     

      字節(jié)8: 設(shè)備標(biāo)志
     

     

      字節(jié)9-11: 設(shè)備ID號(hào)
     

     

      HART命令1:讀主變量(PV)
     

     

      以浮點(diǎn)類(lèi)型返回主變量的值。
     

     

      請(qǐng)求:無(wú)
     

     

      響應(yīng):
     

     

      字節(jié)0: 主變量單位代碼
     

     

      字節(jié)1-4: 主變量
     

     

      HART命令2:讀主變量電流值和百分比
     

     

      讀主變量電流和百分比,主變量電流總是匹配設(shè)備的AO輸出電流。百分比沒(méi)有限制在0-之間,如果超過(guò)了主變量的范圍,會(huì)跟蹤到傳感器的上下限。
     

     

      請(qǐng)求:無(wú)
     

     

      響應(yīng):
     

     

      字節(jié)0-3: 主變量電流,單位毫安
     

     

      字節(jié)4-7: 主變量量程百分比
     

     

      HART命令3:讀動(dòng)態(tài)變量和主變量電流
     

     

      讀主變量電流和4個(gè)(zui多)預(yù)先定義的動(dòng)態(tài)變量,主變量電流總是匹配設(shè)備的AO輸出電流。每種設(shè)備類(lèi)型都定義的第二、第三和第四變量,如第二變量是傳感器溫度等。
     

     

      請(qǐng)求:無(wú)
     

     

      響應(yīng):
     

     

      字節(jié)0-3: 主變量電流,單位毫安
     

     

      字節(jié)4: 主變量單位代碼
     

     

      字節(jié)5-8: 主變量
     

     

      字節(jié)9: 第二變量單位代碼
     

     

      字節(jié)10-13:第二變量
     

     

      字節(jié)14: 第三變量單位代碼
     

     

      字節(jié)15-18:第三變量
     

     

      字節(jié)19: 第四變量單位代碼
     

     

      字節(jié)20-23:第四變量
     

     

      HART命令4:保留
     

     

      HART命令5:保留
     

     

      HART命令6:寫(xiě)POLLING地址
     

     

      這是數(shù)據(jù)鏈路層管理命令。這個(gè)命令寫(xiě)Polling地址到設(shè)備,該地址用于控制主變量AO輸出和提供設(shè)備標(biāo)識(shí)。
     

     

      只有當(dāng)設(shè)備的Polling地址被設(shè)成0時(shí),設(shè)備的主變量AO才能輸出,如果地址是1~15則AO處于不活動(dòng)狀態(tài)也不響應(yīng)應(yīng)用過(guò)程,此時(shí)AO被設(shè)成zui小;并設(shè)置傳輸狀態(tài)第三位——主變量模擬輸出固定;上限/下限報(bào)警無(wú)效。如果Polling地址被改回0,則主變量AO重新處于活動(dòng)狀態(tài),也能夠響應(yīng)應(yīng)用過(guò)程。
     

     

      請(qǐng)求:
     

     

      字節(jié)0: 設(shè)備的Polling地址
     

     

      響應(yīng):
     

     

      字節(jié)0: 設(shè)備的Polling地址
     

     

      HART命令7:
     

     

      HART命令8:
     

     

      HART命令9:
     

     

      HART命令10:
     

     

      HART命令11:用設(shè)備的Tag讀設(shè)備的標(biāo)識(shí)
     

     

      這是一個(gè)數(shù)據(jù)鏈路層管理命令。這個(gè)命令返回符合該Tag的設(shè)備的擴(kuò)展類(lèi)型代碼、版本和設(shè)備標(biāo)識(shí)碼。當(dāng)收到設(shè)備的擴(kuò)展地址或廣播地址時(shí)執(zhí)行該命令。響應(yīng)消息中的擴(kuò)展地址和請(qǐng)求的相同。
     

     

      請(qǐng)求:
     

     

      字節(jié)0-5: 設(shè)備的Tag,ASCII碼
     

     

      響應(yīng):
     

     

      字節(jié)0: 254
     

     

      字節(jié)1: 制造商ID代碼
     

     

      字節(jié)2: 制造商設(shè)備類(lèi)型代碼
     

     

      字節(jié)3: 請(qǐng)求的前導(dǎo)符數(shù)
     

     

      字節(jié)4: 通用命令文檔版本號(hào)
     

     

      字節(jié)5: 變送器版本號(hào)
     

     

      字節(jié)6: 本設(shè)備的軟件版本號(hào)
     

     

      字節(jié)7: 本設(shè)備的硬件版本號(hào)
     

     

      字節(jié)8: 設(shè)備的Flags
     

     

      字節(jié)9-11: 設(shè)備的標(biāo)識(shí)號(hào)
     

     

      HART命令12:讀消息(Message)
     

     

      讀設(shè)備含有的消息。
     

     

      請(qǐng)求:無(wú)
     

     

      響應(yīng):
     

     

      字節(jié)0-23: 設(shè)備消息,ASCII
     

     

      HART命名13:讀標(biāo)簽Tag,描述符Description和日期Date
     

     

      讀設(shè)備的Tag,DescriptionDate。
     

     

      請(qǐng)求:無(wú)
     

     

      響應(yīng):
     

     

      字節(jié)0-5: 標(biāo)簽Tag,ASCII
     

     

      字節(jié)6-17: 描述符,ASCII
     

     

      字節(jié)18-20:日期,分別是日、月、年-1900
     

     

      HART命令14:讀主變量傳感器信息
     

     

      讀主變量傳感器序列號(hào)、傳感器極限/zui小精度(Span)單位代碼、主變量傳感器上限、主變量傳感器下限和傳感器zui小精度。傳感器極限/zui小精度(Span)單位和主變量的單位相同。
     

     

      請(qǐng)求:無(wú)
     

     

      響應(yīng):
     

     

      字節(jié)0-2: 主變量傳感器序列號(hào)
     

     

      字節(jié)3: 主變量傳感器上下限和zui小精度單位代碼
     

     

      字節(jié)4-7: 主變量傳感器上限
     

     

      字節(jié)8-11: 主變量傳感器下限
     

     

      字節(jié)12-15:主變量zui小精度
     

     

      HART命令15:讀主變量輸出信息
     

     

      讀主變量報(bào)警選擇代碼、主變量傳遞(Transfer)功能代碼、主變量量程單位代碼、主變量上限值、主變量下限值、主變量阻尼值、寫(xiě)保護(hù)代碼和主發(fā)行商代碼。
     

     

      請(qǐng)求:無(wú)
     

     

      響應(yīng):
     

     

      字節(jié)0: 主變量報(bào)警選擇代碼
     

     

      字節(jié)1: 主變量傳遞Transfer功能代碼
     

     

      字節(jié)2: 主變量上下量程值單位代碼
     

     

      字節(jié)3-6: 主變量上限值
     

     

      字節(jié)7-10: 主變量下限值
     

     

      字節(jié)11-14:主變量阻尼值,單位秒
     

     

      字節(jié)15: 寫(xiě)保護(hù)代碼
     

     

      字節(jié)16: 商標(biāo)發(fā)行商代碼
     

     

      HART命令16:讀zui終裝配號(hào)
     

     

      讀設(shè)備的zui終裝配號(hào)。
     

     

      請(qǐng)求:無(wú)
     

     

      響應(yīng):
     

     

      字節(jié)0-2: zui終裝配號(hào)
     

     

      HART命令17:寫(xiě)消息
     

     

      寫(xiě)消息到設(shè)備。
     

     

      請(qǐng)求:
     

     

      字節(jié)0-23: 設(shè)備消息,ASCII
     

     

      響應(yīng):
     

     

      字節(jié)0-23: 設(shè)備消息,ASCII
     

     

      HART命令18:寫(xiě)標(biāo)簽、描述符和日期
     

     

      寫(xiě)標(biāo)簽、描述符和日期到設(shè)備。
     

     

      請(qǐng)求:
     

     

      字節(jié)0-5: 標(biāo)簽Tag,ASCII
     

     

      字節(jié)6-17: 描述符Descriptor,ASCII
     

     

      字節(jié)18-20:日期
     

     

      響應(yīng):
     

     

      字節(jié)0-5: 標(biāo)簽Tag,ASCII
     

     

      字節(jié)6-17: 描述符Descriptor,ASCII
     

     

      字節(jié)18-20:日期
     

     

      HART命令19:寫(xiě)zui后裝配號(hào)
     

     

      寫(xiě)zui后裝配號(hào)到設(shè)備。
     

     

      請(qǐng)求:
     

     

      字節(jié)0-2: zui終裝配號(hào)
     

     

      響應(yīng):
     

     

      字節(jié)0-2: zui終裝配號(hào)
     

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