8通道HART模拟量输入模块如何发送HART命令

1、8通道HART模拟量输入模块如何发送HART命令隐藏订货号显示订货号订货号:1 概述HART 通信是在4-20mA信号上叠加一个幅值为0.5mA的正弦波信号，通过调整正弦波的频率来表示信号0和1，如下图所示1200Hz表示1，2200Hz表示0。HART通信是基于请求/响应的方式，即主站向从站发送请求命令，从站收到请求命令后，将数据返回给主站。 图1-1 叠加在4-20mA上的Hart信号 HART命令可以分为以下三类： 分类特点举例通用HART命令所有HART仪表都必须支持0：读取厂家、设备、版本等标识1：读取主过程变量及其单位2：读取输出电流及其百分比3：读取输出电流及四个预定义的动态变量

2、13/18：读、写取设备标签、描述和日期常用HART命令通常情况下，HART仪表都支持35：设定量程范围42：对仪表进行主复位49/50：写动态变量分配40：强制电流输出设备特定的HART命令与厂家和设备相关具体参考仪表厂家提供的手册接下来以通用HART命令3和设备特定HART命令171为例，介绍西门子8通道HART通信模块6ES7 331-7TF01-0AB0，如何发送命令给仪表，如何接收仪表返回数据。 2 HART通用命令3的使用以西门子电磁流量计MAG6000为例，说明如何通过HART通用命令3读取瞬时流量和累计流量。相关软件及硬件：STEP V5.5 SP26ES7 153-0BA02

3、-0XB06ES7 331-7TF01-0AB0 （E-Stand: 3）电磁流量计MAG 6000HART 通信模块 FDK: 085U0226 V2.01 图2-1 相关硬件 命令3为HART通用命令，所有厂家的HART设备都支持该命令，通过该命令可以读取设备的输出电流，以及四个动态变量PV、SV、TV和QV，不同仪表对四个变量有不同的定义。对于西门子电磁流量计MAG6000，命令3返回的具体内容如下： 字节含义MAG6000Byte 0-3输出电流 (mA)输出电流 (mA)Byte 4PV 单位m3/sByte 5-8PV数值瞬时流量Byte 9SV单位m3Byte 10-13SV 数

4、值累计量1（正向累计量）Byte 14TV 单位m3Byte 15-18TV 数值累计量2（反向累计量）Byte 19QV单位Byte 20-23QV数值未分配 2.1硬件组态及设置打开硬件组态窗口，在ET200M下插入HART模块，如下图所示： 图2-2 硬件组态 图2-3 插入Hart模块 如果该电脑上安装了SIMATIC PDM软件，可以在相应通道插入HART Field Device，这样双击该通道即可进入该仪表的参数化界面。 插入HART 6ES7331-7TF01-0AB0时，一定要插入V3.X版本的，如下图所示。因为只有V3.X版本模块发送HART命令时，支持表2-1所示的紧凑信

5、息格式： 图2-4 选择V3.x版本的Hart模块 表2-1 紧凑信息格式 注意：同样是HART模块6ES7331-7TF01-0AB0，如果E-Stand版本小于3，那么在硬件组态时需要选择下图所示的模块。在发送HART命令时，必须使用透明信息格式（除命令0外，其它命令必须使用HART长地址，即必须包含厂家ID、设备ID等地址信息），具体操作请参考目录1。下文以紧凑型数据格式为例进行说明。 图2-5 低版本的Hart模块 设置模块属性，如下图所示： 图2-6 Hart模块的参数设置 设置完成之后，编译保存并下载到CPU中。 2.2 编程调试首先，按照如下结构，创建一个共享DB（例如DB1）：

6、 图2-7 创建DB1 接下来，创建数据返回数据块DB2，内容如下： 图2-8 创建DB2 最后，在OB1中调用SFC58和SFC59。HART模块6ES7 331-7TF01-0AB0有8个通道，每个通道可以连接一块HART仪表。每个通道对应两个记录，分别用于命令的发送和数据的接收，对应SFC58/59的RECNUM管脚。 通道1通道2通道3通道4通道5通道6通道7通道8发送8082848688909294接收8183858789919395现在我们将电磁流量计连接在通道1，所以需要通过SFC 58 的RECNUM=80（即16#50）发送命令，然后通过SFC59的RECNUM=81（即16

7、#51）接收仪表返回的数据。 图2-9 调用程序 在变量表中进行调试，首先将M0.1置1，PLC通过SFC58发送命令3给仪表，然后将M0.3置1，接收仪表返回数据。（注意：不要将M0.1和M0.3同时置1。） 图2-10 读取到的数据 其它通信状态，含义如下图所示： 3 HART设备相关命令的使用以西门子质量流量计MASS6000为例，说明如何通过设备相关命令171读取累积量。 命令代码命令返回数据171（读取累计量）Byte 0 累计量序号：0：返回值为累计量11：返回值为累计量2Byte 0 累计量单位Byte1-4 累计量数值Byte 5 累计量序号累积量1和2的含义可以通过流量计菜单

8、进行设置，在该例中累计量1对应正向质量累积量，如下图所示： 图3-1 设置累积量1 累积量2对应正向体积累积量，如下图所示： 图3-2 设置累积量2 （1） 首先，创建命令发送数据块DB1，用来存放命令171对应的数据帧。 图3-3 创建DB1 其中DB3.DBB4为命令代码中包含的数据，比如发送命令171时需要1个byte来指定读取累计量1还是累计量2，如下表所示： 命令代码命令返回数据171 （读取累计量）Byte 0 累计量序号0：返回值为累计量11：返回值为累计量2Byte 0 累计量单位Byte1-4 累计量数值Byte 5 累计量序号DB3.DBB3为命令中包含的数据的长度，比如命

9、令171需要1个byte，命令3中不包含任何数据。 （2） 创建DB2用于接收命令171的返回数据 图3-4 创建DB2 （3） 在OB1中通过SFC58/59发送命令和接收数据 图3-5 调用SFC58/59 （4） 在变量表中进行调试首先将M0.1置1，PLC通过SFC58发送命令171给仪表： 图3-6 在变量表中置位M0.1 将M0.3置1，通过SFC59读取累计量1，如下图所示： 图3-7 读取到的累积量1 修改DB3中的命令参数，实现通过命令171读取累计量2： 图3-8 读取累积量2的命令171 将M0.3置1，通过SFC59读取累计量2，如下图所示： 图3-9 读取到的累积量2

10、 4 附录早期版本HART模块通信6ES7331-7TF00-0XB0和6ES7331-7TF01-0XB0 (Firmware Version 3.0)不支持紧凑信息格式，HART模块只能通过下图所示的透明信息格式来发送命令。 举例：8通道HART AI 模块6ES7 131-7TF00-0AB0，第5个通道连接了一台Probe LU超声波物位计。 4.1 硬件组态注：如果电脑上没有安装PDM软件，不必插入HART Device，因为此处插入HART Device的目的仅仅是通过双击该图标可以进入该仪表的参数化界面而已。 图4-1 在Hart模块下插入仪表 图4-2 Hart模块的参数设置

11、4.2 通过命令0获取制造商和设备信息创建DB3，用来存放命令0对应的数据桢，内容如下：Preamble：前导字符，可以为5-20个byte，一般选择5个即可；Start_Address：必须设置为16#2，表示该书据桢为短桢，接下来发送的命令代码为0；CHK：表示数据桢的校验，系统会自动计算，此处默认为0即可； 图4-3 创建命令DB HART模块6ES7 331-7TF00-0AB0有8个通道，每个通道可以连接一块HART仪表。每个通道对应两个记录，分别用于命令的发送和数据的接收，对应SFC58/59的RECNUM管脚。 通道1通道2通道3通道4通道5通道6通道7通道8发送80828486

12、88909294接收8183858789919395由于超声波液位计连接在通道5，所以需要通过SFC 58 的RECNUM=88（即16#58）发送命令，然后通过SFC59的RECNUM=89（即16#59）接收仪表返回的数据。 通过SFC58将DB3中的数据发送给HART设备，返回数据在DB2中（DB2的符号名为Read）。 图4-4 调用SFC58/59 通过命令0可以读取设备标识，包括下列内容： 字节含义Byte 0254 (expansion)Byte 1manufacturer identification codeByte 2manufacturers device type co

13、deByte 3number of preambles requiredByte 4universal command revisionByte 5device-specific command revisionByte 6software revisionByte 7hardware revisionByte 9-11device ID numberByte 12 *common-practice command revisionByte 13 *common tables revisionByte 14 *data link revisionByte 15 *device family c

14、ode在DB2中可以监视到命令0返回的信息，如下所示，其中manufacturer identification code：16#58manufacturers device type code：16#CDdevice ID number:16# 402646，即4204102 图4-5 读取到的仪表标识信息 可以通过SIMATIC PDM软件验证： 图4-6 PDM读取到的仪表标识信息 4.3 通过HART通用命令3读取过程数据首先，创建命令发送数据块DB1，用来存放命令3对应的数据Start_Address：必须设置为16#82，表示该书据桢为长地址帧，数据桢中必须包括厂家、设备类型及设备ID；Cmd: 为命令代码，每个HART仪表支持的HART命令可以在手册中查到。 图4-7 创建DB1，并将标识信息写入 然后在程序中调用SFC58和SFC59，发送命令DB1中存储的命令，同时在DB2中接收返回的数据： 图4-8 调用SFC58/59 命令3为HART通用命令，所有厂家的HART设备都支持该命令，通过该命令可以读取设备的输出电流，以及四个过程变量PV、SV、TV和Q