4 SIMATIC S7 HART 模拟模块
4.3 HART 简介
4.3 HART 简介
4.3.1 HART 的定义
简介
本章从用户的角度为您提供了 HART 的简介：
● HART 的定义
● HART 模拟模块的优点
● HART 的典型应用
定义
HART 功能使您可以结合数字通讯来操作模拟模块。HART 协议通常是作为与智能现场设备进 行通讯的标准协议：HART 是“HART 通讯基金会”(HCF) 的注册商标，该基金会保留 HART 协议的所有权利。您可以在《HART 规范》和 Fisher-Rosemount Ltd. 出版的小册子中找到有 关 HART 的详细信息。
说明
HART 模拟模块专用于与 5.4 版本的 HART 协议配合使用。与 HART 协议的更早版本一起运 行的现场设备仅在有限的范围内受支持：需要使用“长帧”命令格式，但有一种情况例外：对 于命令 0（请参阅表“通用命令实例”），必须使用“短帧”命令格式来获得“长帧”地址。
在 6 版本的 HART 协议中引入的其它功能尚未实现。
HART 的优点
使用 HART 模拟模块具有以下优点：
● 可兼容连接到模拟模块：电流回路 4-20 mA
www.PLCworld.cn
长沙工控帮教育科技有限公司整理
典型应用
以下是 HART 的典型应用：
● 安装现场设备（参数的集中分配）
● 在线修改现场设备参数
● 显示现场设备的信息、维护数据和诊断数据
● 通过 HART 接口集成现场设备的组态工具
4.3.2 HART 功能
简介
HART 协议说明了传输的物理特性：数据传输步骤、消息结构、数据格式和命令。
HART 信号
下图显示了具有调制 HART 信号（FSK 程序）的模拟信号。HART 信号由 1200 Hz 和 2200 Hz 的正弦波组成，平均值为 0。可通过输入过滤器将其过滤出来，而不会影响原始模拟信号。
1
2
+]
+]
P$
P$
$
. $ . $
. $
.
P$
P$
图 4-2 HART 信号
(1) 模拟信号
www.PLCworld.cn
长沙工控帮教育科技有限公司整理
SIMATIC S7 HART 模拟模块 4.3 HART 简介
HART 命令和参数
HART 现场设备的可调整属性（HART 参数）可以通过 HART 命令设置，并可以使用 HART 响应读取。根据以下属性，HART 命令及其参数可分为三组：
● 通用
● 常用
● 设备专用
HART 现场设备的所有制造商都必须支持通用命令及其参数；也应该支持常用命令。还要有适 用于特定现场设备的设备专用命令。
HART 参数实例
下表显示了不同组的 HART 参数：
表格 4-1 HART 参数实例
参数组 HART 现场设备参数
通用 测量值或操纵值（一级变量）、制造商名称、过程变量或最终控制元件 ID、
其它测量值或操纵值
常用 测量范围、过滤时间、中断参数（消息、报警和警告限制）、输出范围
设备专用 特殊诊断信息
HART 命令实例
以下两个表显示了命令实例：
表格 4-2 通用命令实例
命令 功能
0, 11 读取制造商和设备类型
1 读取一级变量和单元
2 将电流输出和范围百分比作为数字浮点格式的数字读取 (IEEE 754) 3
www.PLCworld.cn
长沙工控帮教育科技有限公司整理
表格 4-3 常用命令实例
命令 功能
36 设置上限值
37 设置下限值
41 执行设备自检
43 将一级变量设置为 0 109 打开或关闭脉冲模式
脉冲模式
脉冲模式表示命令启动从站的循环响应。该响应被重复发送，直到主站设备取消激活该模式。
数据和状态
HART 命令传输时通常不包含数据，因为它们用于启动处理功能。HART 响应始终包含数据。
HART 响应帧始终包含状态数据，您应该评估这些数据来验证该响应。
4.3.3 HART 的应用
HART 使用的系统环境
要使用具有 HART 功能的智能现场设备，需要以下系统环境（请参阅下图）：
● 电流回路 4-20 mA
● HART 参数分配工具：
您可以通过外部手提式控制器（HART 手提式设备）或使用 HART 参数分配工具设置 HART 参数。参数分配工具直接访问 HART 模拟模块，而 HART 手提式设备并行连接至现场设备。
PDM（Process Device Manager，过程设备管理器）可作为独立（单机）工具使用，也可 嵌入到 STEP 7 HW Config 中。对于后者，需要一个选项数据包。
● HART 系统连接：
HART 模拟模块具有“主站”的功能，它从 HART 参数分配工具接收命令，并将命令转发 到现场设备，然后发回响应。HART 模拟模块的接口由通过 I/O 总线传输的数据记录组成。
这些数据记录必须由 HART 参数分配工具创建和解释。
www.PLCworld.cn
长沙工控帮教育科技有限公司整理
SIMATIC S7 HART 模拟模块 4.3 HART 简介
P$
/ 9
$'8
6,0$7,&
3'0
ᦤᓣ+$57
+$57⬉䰏
0˖ഄ
+$57ֵোⱘ䖛Ⓒ
ᕾ⦃⌟䞣ؐⱘ
᭄䕀ᤶ
䖲㟇 352),%86
䇗ࠊ㾷䇗఼
+$57ᢳഫ
᳝+$57ࡳ㛑ⱘ⦄എ䆒
+$57খ᭄ߚ䜡Ꮉ
图 4-3 HART 所需的系统环境
错误处理
与现场设备的各个响应一起传输的两个 HART 状态字节包含有关 HART 通讯、HART 命令和 设备状态的错误信息（请参阅“HART 通讯数据记录”）。
参见
HART 通讯数据记录（页 196）