HART通信协议V1.7(C9,C33,C132)

hart通信协议VER 1.6一.概述hart(highway addressable remote transduer)协议使用基于Bell202标准的FSK移位键控信号，通过双向数字通信处理低频4-20mA模拟信号中0.5mA重叠振幅的音频数字信号，数据速率为1200bps。由于FSK信号的平均值为零，因此不影响发送到控制系统的模拟信号的大小，从而确保了与现有模拟系统的兼容性。在HART协议通信中，关键变量和控制信息在4-20mA之间传递，如有必要，还可以通过HART协议访问其他度量、过程参数、设备配置、校准和诊断信息。在应用层，HART规定了一系列按命令操作的命令。此处有三种类型的命令，第一类称为通用命令，是所有设备都理解和执行的命令。第二个类别(称为常规应用命令)提供可在许多现场设备上使用的功能，但不是全部。第三类称为设备特定命令，便于在特定设备上工作，这些命令可以向基金会开放，也只能由开发此命令的公司使用。二、意义1，主机(Master):分为主主机和辅助主机，可以连接到HART网络并发出命令与发送者通信。2，从属设备:连接到流程控制现场，用于测量、计算各种变量功能，并与主机进行HART通信的设备。3，长帧:地址地址地址是由5字节组成的HART数据帧，所有HART命令都支持长帧数据帧。长帧地址的字节含义如下图所示。制造商ID号由HART foundation指定。在生产中，同一类型的设备序列号是唯一的，不重复。广播地址使用较长的帧结构，所有38位低均为0。供应商指定的“Decive Type(设备类型)”和“manufacturer ID(制造商ID)”符合以下要求:4，Short Frame(短帧):地址Address是由一个字节组成的HART数据帧，短帧只能使用常规命令Command 0，短帧字节的含义如下:所有HART从属系统都支持较长的短帧。5、请求帧(STX):从主机(如复制设备)向从属(现场设备)发出请求数据命令。6、响应帧(ACK):从计算机到主机的响应数据；7，前导符:在从启动命令(数据)传输的设备传输数据帧之前发送的0xFF字符，通常传输5到20个字符，此数字可以更改为命令。前导码用于使数据接收方在硬件电路上生成CD载波检测信号，以同步数据通信。8，分隔符(Delimiter):指示数据帧传输的开始，指示数据的传输方向，指示物理层类型，还指定数据帧的帧类型(长帧、短帧)，其含义如下:分隔符Delimiter字节含义9，地址:如上所述，由分隔符Delimiter指定两种类型的帧:短帧(1字节)或长帧(5字节)。10，扩展字节:公司当前的HART协议版本保留为0。11、命令:指示数据帧特定实现功能的功能代码，有三个主要类别:一般命令、一般应用命令和设备特定命令。12，数据字节(Bytes Count):表示实际数据数据数。13，数据(Data):设置或读取指定从属进程的参数数据(通信的最终结果)。14，验证字节:从分隔符(Delimiter)到数据(Data)的所有字节的“xor”值，即纵向验证。三.hart通信规范1、通信帧格式:由前导字符和数据帧组成，每个数据字段如上所述进行解释通信帧格式2，通信速度:1200Bps；3，通信信号:贝尔202标准FSK移位键控信号，“1200hz”为数字1，“2200hz”为数字0；4，数据类型(11位):1位开始位、8位数据位、1位停止位、1位奇偶校验位、字节奇数(Odd)验证；5、响应数据帧中的数据计数至少为2字节，每个部分为响应代码和设备状态代码。6，响应代码格式:从计算机还原到主机的命令执行代码，通信错误时是否响应？最大位7=1；设备状态代码没有实际意义。位7=0表示通信正常工作，其馀6位表示对命令执行的响应。7，通信正常时间响应代码(位7=0，低6 bits):*具体含义因命令而异，请参阅相关的HART命令资料。响应代码回应代码意义响应代码回应代码意义0x00执行成功0x02无效的命令0x03设置参数太大0x04设置参数太少0x05收到的数据太少0x06专用命令无效0x07处于写保护模式0x081、更新失败2、设置接近值3、延迟响应0x091、低范围值过大2、电流模式无效0x0a1、下限范围值太小2、位置锁定无效0x0b1、上限范围值太大2、多从属模式3、设备变量代码无效4、超级范围调整5、无法原地锁定0x0c1、上限范围值太小2、单位代码无效3、模式选择无效4、插槽编号无效0x0d1、超出上限和下限范围值2、计算错误3、命令编号无效0x0e1、范围太小2、设置的下限导致上限更改超过传感器限制0x0f模拟通道号无效0x10访问受到限制0x11设备变量索引无效0x12单位代码无效0x13设备变量的应用不合理0x14扩展命令号无效0x1c不支持的单位代码0x20忙0x21开始延迟响应0x22延迟响应正在进行0x40无法执行命令8、通信故障时响应代码(位7=1)的含义如下:响应代码通信错误含义0xc0字节奇偶校验接收错误0xa0复盖接收缓冲区数据错误0x90无接收的停止位错误0x88字节验证错误0x82接收缓冲区溢出9、设备状态代码:含义如下响应代码设备状态含义0x80设备故障0x40变更组态参数0x20设备冷启动0x08回路电流固定模式0x04回路电流饱和0x02设备变量(未映射到主变量)超限0x01主变量超出限制10，数据类型:HART通信协议支持以下数据类型:字符串Str、日期Date、单或双精度浮点浮点浮点浮点、无符号整数UnSigned、有符号整数Signed、联合体Enum或位。数据传输顺序:MSB到LSB。1)字符串:字符串支持标准拉丁字符Latin和软件包格式Packed的ASCII代码，拉丁字符每个字符占用一个字节；包格式的ASCII代码占用每个字符1个字节的6位，因此每4个字符封装为3个字节，在使用过程中需要软件包和解包操作。2)浮点数字:符合IEEE754标准要求，单精度浮点数字表示4字节，双精度浮点数字表示8字节。无法识别的浮点数字显示为0x7f、0xa0、0x00和0x00。11，Device Variable Status(设备变量状态):所有需要周期处理的数据(如设备变量和动态变量)都包含设备变量状态字节(由默认0xc0定义)设备变量状态字节语义四。应用心跳命令命令有三个主要类别:常规命令、常规应用命令和特定于设备的命令。常规命令是所有HART字段设备必须响应的命令；一般应用程序命令仅适用于设备部分。设备特定的命令是生产者根据需要开发的命令。(a)一般命令1.Command 0:读取唯一标识符1)短帧请求帧STX:DelimiterAddr