现场总线第四章HART通信协议.ppt

4.2 HART协议物理层技术规范 HART通信协议 HART的网络拓扑结构 基本主设备或模拟控制器，信号发生单元可接到网络的任何位置，现场仪表和副主设备并联到线路。 网络至少需要一个基本主设备或模拟控制器和一个现场仪表。 　HART通信采用的是半双工的通信方式，可以实现 总线供电方式，频带传输方式。 4.2 HART协议物理层技术规范 HART通信协议 HART数字信号要求 HART数据帧是以异步方式传送的串行字节序列。 数据帧期间，各设备将其信号用载波方式发送到传输介质， 采用前导信号进行通讯的同步。 帧与帧之间是默态。 数据帧由前导信号和消息组成。 4.2 HART协议物理层技术规范 HART通信协议 HART协议的两种连接方式 4.3 HART数据链路层技术规范 HART通信协议 数据链路层：规定了通信数据的结构，提供了一个可靠的、面向交互的通信路径，现场总线设备可以经由该路径接收或发送数字数据。 规定了HART帧的格式，实现建立、维护、终结链路通信功能。 HART协议根据冗余检错码信息，采用自动重复请求发送机制，消除由于线路噪音或其他干扰引起的数据通信出错，实现通信数据无差错传送。 4.3 HART数据链路层技术规范 HART通信协议 一、 HART协议的两种通信模式 主从模式（master-slave mode） 成组模式 (burst mode) 二、 HART协议数据帧的结构 字节格式， 数据帧格式，差错校验方法 三、HART协议提供的服务 四、HART协议规范 4.3 HART数据链路层技术规范 HART通信协议 一、 HART协议的两种通信模式 HART协议的主从通信模式 ?1. 每次通信都是主设备向从设备发出命令，而从设备予以回答。 ?2. 对于典型的帧长度和延迟，这种方式每秒钟可以完成两次数 据帧传输。 ?3. 系统允许有两台主设备，并被分为： 基本主设备 和副主设备； 基本主设备通常是监控PC机或控制室设备; 副主设备通常是手持通信器(HHT)。 4.3 HART数据链路层技术规范 HART通信协议 一、 HART协议的两种通信模式 HART协议的主从通信模式 1. 从设备可寻址范围是0~15。 2. 在非本安情况下，从设备最多可有15台。在本安情况下，由 于线路电流能量限制，从设备最多只能有4台。 3. 当从设备地址为0时，为点对点模式，HART智能变送器处于 4~20mA与数字通信兼容的状态。 4. 当从设备地址为1~15时，为多点或多站模式，HART智能变 送器处于全数字通信状态。 4.3 HART数据链路层技术规范 HART通信协议 一、 HART协议的两种通信模式 HART协议的成组通信模式 ?1. 无需主设备发出请求，而从设备自动地连续发出数据。 2. 从设备突发模式的启动和终止，由主设备通过命令来控制的。 ?3. 成组方式的数据帧传输速率较快，可提高到每秒3.7次。 无论是“点对点”的连接方式, 还是“多点” 的连接方式，通常只能有一台现场从设备可以使用成组通信模式。 4.3 HART数据链路层技术规范 HART通信协议 二、 HART协议数据帧的结构 字节(byte) 格式 1bit 起始位，8bit 数据， 1bit 奇偶校验位， 1bit 停止位。 现场仪表要执行HART指令，操作数必须合乎指定的大小。每个独立的字符包括1个起始位、8个数据位、1个奇偶校验位和一个停止位。数据位的各位与奇偶校验位之和为奇数。由于数据的有无和长短并不恒定，所以HART数据的长度也是不一样的，最长的HART数据段包含25个字节。 4.3 HART数据链路层技术规范 HART通信协议 二、 HART协议数据帧的结构 在协议涉及的全体设备中，数据都是以帧的形式传输。 HART协议的帧的内容是用户数据和地址信息的封装,它由前导符、定界符、地址符、命令域、数据域和校验和组成。 帧中的所有部分，包括起始定界符，每个字节均跟随奇偶校验位,帧末还有横向（纵向）奇偶校验。 帧的形式有多种:根据发送者的不同分为:主-从帧和从-主帧. 根据通信地址的长度可分为:长型帧和短型帧. 4.3 HART数据链路层技术规范 HART通信协议 HART数据帧的格式 FF