HART通信协议V1.7(C9,C33,C132).pdf
《HART通信协议V1.7(C9,C33,C132).pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《HART通信协议V1.7(C9,C33,C132).pdf(43页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、辅导员职业技能知识基础知识试题库 1 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
2、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,
3、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:No.:00000000000000023辅导员职业技能知识基础知识试题库 2 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
4、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0 xFF字符,发送该字符的数量一般为520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辅导员职业技能知识基础知识试题库 3 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
5、的帧类型(长、短帧),其含义内容如下:帧类型(传输方向)001:突发模式010:主机向从机请求数据(STX)110:从机向主机回复数据(ACK)物理层类型00:异步(FSK)01:同步(ACK)扩展字节数为 00地址类型0: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、
6、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+Preamble 固定为(0 xFF)数 据 帧5-20 字节DelimiterAddressExpansion bytesCommandBytesCountDataCheckByte 前导符定界符1字节 地址短帧 1字节长帧
7、 5字节扩展字节03字节命令1字节数据个数 1字节数据n字节校验字节 1字节 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;辅导员职业技能知识基础知识试题库 4 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(Response Code)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
8、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。响应码 响应码含义 响应代码 响应码含义 0 x00 执行成功 0 x02 错误的命令 03 设置参数太大 0 x04 设置参数太少 05 接收的数据太少 0 x06 专用命令错 07 处于写保护模式 0 x08 1、更新失败 2、设置为接近值 3、延时响应 09 1、低限范围值太大 2、不正确的电流模式 0 x0a 1、低限范围值太小 2、无效的就地锁定 0b 1、上限范
9、围值太大 2、多从机模式 3、无效设备变量代码 4、调整超范围 5、不能就地锁定 0 x0c 1、上限范围值太小 2、无效单位代码 3、无效的模式选择 4、无效的插槽号 0d 1、上、下限范围值超标 2、计算错误 3、无效的命令号 0 x0e 1、量程太小 2、设置的下限值引起上限值改变而超出传感器极限 0f 无效的模拟通道号 0 x10 访问受限 11 无效的设备变量索引 0 x12 无效的单位代码 13 设备变量的应用不合理 0 x14 无效的扩展命令号 1c 不支持的单位代码 0 x20 忙 21 延迟响应开始 0 x22 延迟响应进行中 40 命令不能执行 8、通讯出错时响应代码(bi
10、t7=1)含义如下:响应代码 通讯出错含义 0 xc0 接收字节字节奇校验出错 0 xa0 接收缓冲区数据覆盖错 0 x90 没有接收到停止位出错 0 x88 校验字节出错 0 x82 接收缓冲区溢出 9、设备状态码:含义如下 响应代码 设备状态含义 0 x80 设备故障 0 x40 配置参数改变 0 x20 设备冷启动 0 x08 环路电流固定模式 0 x04 环路电流饱和 0 x02 设备变量(没有映射到主变量)超限 辅导员职业技能知识基础知识试题库 5 0 x01 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 Fl
11、oat、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8bit 指数1bit符号位单精度浮点数格式 不可识别的浮点数用 0 x7f、0 xa0、0
12、 x00、0 x00 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 0 xc0 设备变量状态字节含义 辅导员职业技能知识基础知识试题库 6 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.Command 0:读唯一标识 1)短帧 请求帧 STX:Delimiter Address Expansion Byt
13、es Command Bytes Count Data Check Byte 0 x02 0 x00|00 xxxxxx NULL 0 0 NULL XOR 响应帧 ACK:Delimiter Address Expansion Bytes Command Bytes Count Data Check Byte 正常响应 0 x06 0 x00|00 xxxxxx NULL 0 19 状态+数据 XOR 异常响应 0 x06 0 x00|00 xxxxxx NULL 0 2 状态 XOR 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:Delimiter A
14、ddress Expansion Bytes Command Bytes Count Data Check Byte 0 x82 0 x00|38 bits ID NULL 0 0 NULL XOR 响应帧 ACK:Delimiter Address Expansion Bytes Command Bytes Count Data Check Byte 正常响应 0 x86 0 x00|38 bits ID NULL 0 21 状态+数据 XOR 异常响应 0 x86 0 x00|38 bits ID NULL 0 2 状态 XOR 正常响应帧数据内容 字节 数据类型 值 说明 可更改 0 U
15、nsigned8 254 统一固定值 N 1-2 Enum 未定 产品设备类型 ID,由厂商定义,HCF 登记 N 3 Unsigned8 5 主设备到从设备的最少同步前导码数量 N 4 Unsigned8 0 x07 通用命令版本号,版本 7 N 5 Unsigned8 0 x01 设备版本水平 N 6 Unsigned8 0 x01 设备软件版本(254 和 255 保留)N 辅导员职业技能知识基础知识试题库 7 7 Unsigned5 Enum 0 x01 高 5 位表示硬件版本号(31 保留)低 3 位表示物理信号为 Bell202 电流信号 N 8 Bits 0 x08 保留 N 9
16、-11 Unsigned24 设备 ID,同种类型设备的序列号 N 12 Unsigned8 5 从设备到主设备的最少同步前导码数量 N 13 Unsigned8 0 x01 最大设备变量数,主设备希望能读取的设备变量的个数。N 14-15 Unsigned16 配置改变记数器 N 16 Bits 0 0 x01 0 x02 扩展设备状态。0 设备正常 0 x01 设备没有故障但需要维护 0 x02 设备变量报警状态 N 17-18 Enum 未定 制造商 ID,由 HCF 分配 N 2.Command 1:读主变量 请求帧 STX:Delimiter Address Expansion By
17、tes Command Bytes Count Data Check Byte 0 x82 0 x00|38 bits ID NULL 1 0 x00 NULL XOR 响应帧 ACK:Delimiter Address Expansion Bytes Command Bytes Count Data Check Byte 正常响应 0 x86 0 x00|38 bits ID NULL 1 7 状态+数据 XOR 异常响应 0 x86 0 x00|38 bits ID NULL 1 2 状态 XOR 正常响应帧数据内容 字节 数据类型 值 说明 可更改 0 Enum 对应的变量单位,见附表
18、1单位代码 N 1-4 Float 单精度浮点数表示主变量的值 N 3.Command 2:读环路电流和量程百分比 请求帧 STX:Delimiter Address Expansion Bytes Command Bytes Count Data Check Byte 0 x82 0 x00|38 bits ID NULL 2 0 NULL XOR 响应帧 ACK:Delimiter Address Expansion Bytes Command Bytes Count Data Check Byte 正常响应 0 x86 0 x00|38 bits ID NULL 2 10 状态+数据 X
19、OR 辅导员职业技能知识基础知识试题库 8 异常响应 0 x86 0 x00|38 bits ID NULL 2 2 状态 XOR 正常响应帧数据内容 字节 数据类型 值 说明 可更改 0-3 Float 单精度浮点数表示环路电流值 mA N 4-7 Float 单精度浮点数表示主变量占量程的百分比 N 4.Command 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:Delimiter Address Expansion Bytes Command Bytes Count Data Check Byte 0 x82 0 x00|38 bits
20、ID NULL 3 0 NULL XOR 响应帧 ACK:Delimiter Address Expansion Bytes Command Bytes Count Data Check Byte 正常响应 0 x86 0 x00|38 bits ID NULL 3 11 状态+数据 XOR 异常响应 0 x86 0 x00|38 bits ID NULL 3 2 状态 XOR 正常响应帧数据内容 字节 数据类型 值 说明 可更改 0-3 Float 单精度浮点数表示主变量对应环路电流值 mA N 4 Enum 动态变量单位 N 5-8 Float 单精度浮点数表示动态变量的值 N 5.Com
21、mand 6:设置轮询地址 请求帧 STX:Delimiter Address Expansion Bytes Command Bytes Count Data Check Byte 0 x82 0 x00|38 bits ID NULL 6 2 数据 XOR 请求帧数据内容 字节 数据类型 值 说明 可更改 0 Unsigned8 Polling Addr 设置的轮询地址(015)Y 1 Enum 0、1 0=环路电流禁止;1=环路电流允许 Y 响应帧 ACK:Delimiter Address Expansion Bytes Command Bytes Count Data Check B
22、yte 正常响应 0 x86 0 x00|38 bits ID NULL 6 4 状态+数据 XOR 异常响应 0 x86 0 x00|38 bits ID NULL 6 2 状态 XOR 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辅导员职业技能知识基础知识试题库 9 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.Command
23、 7:读环路配置 请求帧 STX:Delimiter Address Expansion Bytes Command Bytes Count Data Check Byte 0 x82 0 x00|38 bits ID NULL 7 0 NULL XOR 响应帧 ACK:Delimiter Address Expansion Bytes Command Bytes Count Data Check Byte 正常响应 0 x86 0 x00|38 bits ID NULL 7 4 状态+数据 XOR 异常响应 0 x86 0 x00|38 bits ID NULL 7 2 状态 XOR 正常响
24、应帧数据内容 字节 数据类型 值 说明 可更改 0 Unsigned8 Polling Addr 设置的轮询地址 N 1 Enum 0、1 0=环路电流禁止;1=环路电流允许 N 7.Command 8:读动态变量分类 请求帧 STX:Delimiter Address Expansion Bytes Command Bytes Count Data Check Byte 0 x82 0 x00|38 bits ID NULL 8 0 NULL XOR 响应帧 ACK:Delimiter Address Expansion Bytes Command Bytes Count Data Chec
25、k Byte 正常响应 0 x86 0 x00|38 bits ID NULL 8 3 状态+数据 XOR 异常响应 0 x86 0 x00|38 bits ID NULL 8 2 状态 XOR 正常响应帧数据内容 字节 数据类型 值 说明 可更改 0 Enum 65(0 x41)动态变量分类(压力类型)N 8.Command 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 辅导员职业技能知识基础知识试题库 10 第 3 变量:百分比值 第 4 变量:温度值 请求帧 STX:Delimiter Addres
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- HART 通信协议 V1 C9 C33 C132
限制150内