GB/T 29818-2013 基于HART协议的质量流量计通用技术条件

　　ICS 17. 120;25. 040 N 12

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 29818—2013

　　基于 HART协议的质量流量计

　　通用技术条件

　　Massflow meterbased on HART protocolgeneralspecification

　　2013-11-12发布 2014-03-15实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 29818—2013

　　目 次

　　前言 Ⅲ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 分类 2

　　5 要求 2

　　5. 1 工作条件 2

　　5. 2 HART通信协议 3

　　5. 3 电磁兼容性 9

　　5. 4 防爆性能 10

　　6 试验方法 10

　　6. 1 试验环境条件 10

　　6. 2 HART通信协议试验 10

　　6. 3 电容兼容性试验方法 11

　　6. 4 防爆性能试验 11

　　参考文献 12

　　Ⅰ

　　GB/T 29818—2013

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1. 1-2009给出的规则起草 。

　　本标准由中国机械工业联合会提出 。

　　本标准由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会(SAC/TC124)归 口 。

　　本标准起草单位 :西安东风机电有限公司 、西南大学 、深圳万讯自控股份有限公司 、开封仪表有限公司 、厦门安东电子有限公司 、福建上润精密仪器有限公司 、重庆耐德工业股份有限公司 、太原太航流量工程有限公司 、北京瑞普三元仪表有限公司 、浙江迪元仪表有限公司 、西门子(中国)有限公司 、上海自动化仪表股份有限公司 、机械工业仪器仪表综合技术经济研究所 、重庆艾维仪表有限公司 、重庆川仪自动化股份有限公司流量仪表分公司 、上海工业自动化仪表研究院 。

　　本标准主 要 起 草 人 : 张 鹏 、惠 全 民 、赵 亦 欣 、谢 晓 辉 、吴 荣 波 、杜 会 章 、洪 小 平 、邹 崇 、戈 剑 、郭 静 、任东顺 、李振中 、孙向东 、石海林 、窦连旺 、倪敏 、张桂玲 、张川潮 、张杰 、王刚 、李明华 、黄巧莉 、潘东波 。

　　Ⅲ

　　GB/T 29818—2013

　　基于 HART协议的质量流量计

　　通用技术条件

　　1 范围

　　本标准规定了基于 HART协议的科里奥利质量流量计的有关 HART通信的术语和定义 、分类 、要求和试验方法 。

　　本标准适用于基于 HART协议的科里奥利质量流量计 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。凡是注 日期的引用文件 ,仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 。

　　GB/T 2900. 56—2008 电工术语 控制技术

　　GB 3836. 1 爆炸性环境 第 1 部分 :设备 通用要求

　　GB 3836. 2 爆炸性环境 第 2 部分 : 由隔爆型“d”保护的设备

　　GB 3836. 3 爆炸性环境 第 3 部分 : 由增安型“e”保护的设备

　　GB 3836. 4 爆炸性环境 第 4 部分 : 由本质安全型“i”保护的设备

　　GB 3836. 9 爆炸性气体环境用电气设备 第 9 部分 : 由浇封型“m”保护的设备

　　GB 3836. 19 爆炸性环境 第 19部分 :现场总线本质安全概念(FISCO)

　　GB/T 17212—1998 工业过程测量和控制 术语和定义

　　GB/T 17626. 2

　　电磁兼容

　　试验和测量技术

　　静电放电抗扰度试验

　　GB/T 17626. 3

　　电磁兼容

　　试验和测量技术

　　射频电磁场辐射抗扰度试验

　　GB/T 17626. 4

　　电磁兼容

　　试验和测量技术

　　电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

　　GB/T 17626. 5

　　电磁兼容

　　试验和测量技术

　　浪涌(冲击)抗扰度试验

　　GB/T 17626. 6

　　电磁兼容

　　试验和测量技术

　　射频场感应的传导骚扰抗扰度

　　GB/T 17626. 8

　　电磁兼容

　　试验和测量技术

　　工频磁场抗扰度试验

　　GB/T 18268. 1—2010 测量 、控制和实验室用的电设备 电磁兼容性要求 第 1部分 :通用要求GB/T 20728—2006 封闭管道中流体流量的测量 科里奥利流量计的选型 、安装和使用指南

　　IEC 61158-5-20:2010 工业通信网络 现场总线规范 第 5-20部分 :应用层服务定义 类型 20基 础 ( Industrial communication networks—Fieldbus specifications—Part 5-20: Application layer service definition—Type20 elements)

　　IEC 61158-6-20:2010 工业通信网络 现场总线规范 第 6-20部分 :应用层服务定义 类型 20基础(Industrialcommunication networks—Fieldbusspecifications—Part6-20:Application layerproto- col specification—Type20 elements)

　　IEC 61784-1:2010 工业通 信 网 络 行 规 第 1 部 分 : 现 场 总 线 行 规(Industrial communication networks—Profiles—Part1:Fieldbus profiles)

　　3 术语和定义

　　GB/T 2900. 56—2008、GB/T 17212—1998和 GB/T 20728—2006界定的以及下列术语和定义适

　　1

　　GB/T 29818—2013

　　用于本文件 。

　　3. 1

　　HART通信协议 HART(HighwayAddressableRemoteTransducer) Communicationsprotocol

　　一种兼容传统的 4 mA~ 20 mA模拟信号制的现场总线协议 ,简称 HART协议 。在 IEC 61158 中被定义为类型 20(Type20) ,在IEC 61784-1:2010中被定义为通信行规族 9(CPF 9) 。

　　3. 2

　　基于 HART协议的质量流量计 massflow meterbased on HART protocol

　　基于 HART协议 ,并可直接测量流体质量流量的装置 。

　　3. 3

　　校准 calibration

　　在规定条件下 ,借助参比标准建立示值与测量结果之间关系的系列操作 。

　　3. 4

　　组态 configuring

　　为某种应用的需要指定基于 HART协议的质量流量计执行特定功能的过程 。

　　3. 5

　　设备 device

　　与链路连接的物理硬件 。一台设备可能包含多个节点 。

　　3. 6

　　设备变量 devicevariable

　　在现场设备中唯一定义的数据项 ,总是与循环的过程信息相关联 。在设备所连接过程发生改变和变化时 ,设备变量的值相应改变 。

　　3. 7

　　忙 busy

　　设备处于忙状态时不能执行命令 。 当命令规范允许时 ,设备通过返回响应代码 32来指示处于忙状态 。如果返回忙响应 ,则不执行请求的命令 。

　　4 分类

　　基于 HART协议的质量流量计按照流量检测元件与转换器的组合型式分为分离型 、一体型等型式 ;按照振动管的型式分为单管和双管 、直管和弯管等型式 ;按照一次装置连接方式分为法兰 、螺纹或其他连接型式 ;按照防爆要求分为防爆型和非防爆型 ;还可按数字通信的输出型式分为有线 、无线输出型 ;按照转换器的供电和数据传输所需线缆数量还可以分为 2线和 4线制型式 。

　　5 要求

　　5. 1 工作条件

　　5. 1. 1 环境条件

　　环境温度 : -25 ℃ ~ 55 ℃ ;

　　大气压力 :86kPa~ 106kPa;

　　相对湿度 :5% ~ 95% ;

　　外磁场 : 除地磁场外 ,其他磁场应小到忽略不计 ;

　　机械振动 :机械振动小到忽略不计 。

　　2

　　GB/T 29818—2013

　　对含有易燃 、易爆性的爆炸性环境场所还应同时符合 GB 3836. 1相适应的要求 。

　　5. 1. 2 电源条件

　　供电电源 :220Va. c. ,允差 ±5%;24Vd. c. ,允差 ±5% 。

　　5. 2 HART通信协议

　　5. 2. 1 物理层和数据链路层

　　HART通信协议的物理层和数据链路层应符合 IEC 61784-1:2010的规定 。

　　5. 2. 2 应用层

　　HART通信协议的应用层应符合 IEC 61158-5-20:2010和 IEC 61158-6-20:2010的规定 。

　　5. 2. 3 质量流量计设备族互操作规范

　　5. 2. 3. 1 常用命令

　　质量流量计设备族常用命令分为强制和推荐使用两种 ,见表 1。

　　表 1 质量流量计设备族常用命令

　　命令

　　R= 推荐

　　M = 强制 ;

　　说明

　　33-读设备变量

　　R

　　能使主设备读取多达 4个设备变量

　　34-写 PV 阻尼

　　M

　　只有当流量设备变量被映射到 PV 时 ,该命令必须被支持

　　35-写 PV范围值

　　M

　　当流量设备变量被映射到 PV 时 ,该命令必须被支持

　　36-写 PV范围上限

　　M

　　37-写 PV范围下限

　　M

　　38-重置配置变换标志

　　M

　　用来表示设备被重新组态的标志

　　43-设定 PV零值

　　R

　　只有在流量设备变量被映射到 PV 时 ,可以用来补偿流量测量中的偏移

　　44-写 PV单位

　　M

　　属于 流 量 设 备 族 的 每 一 个 设 备 变 量 被 映 射 到 PV 或 总 是 被 映 射 到 PV时 ,必须支持该命令

　　48-读附加转换器状态

　　R

　　读取设备自测试的结果

　　50-读动态变量分配

　　M

　　设备必须支持读动 态 变 量 分 配 。这 使 得 主 处 理 器 能 够 知 道 哪个 动 态 变量被映射到 PV、SV、TV、QV

　　51-写动态变量分配

　　R

　　写动态变量分配是 被 推 荐 使 用 的 。这 使 得 主 处 理 器 可 以 配 置 哪个 设 备变量被映射到 PV、SV、TV 和 QV

　　52-设定设备变量零值

　　R

　　可以用来补偿流量测量中的偏移

　　53-写设备变量单位

　　M

　　属于流量设备族的每一个设备变量都必须支持

　　54-读设备变量信息

　　M

　　读取传感器序列号 、传感器范围 、变量阻尼值等信息

　　55-写设备变量阻尼值

　　M

　　设备变量的时间常数

　　79-写设备变量

　　R

　　使得主处理器可以写一个设备变量

　　注 1:PV,“Primary Variable”,主要变量 。

　　注 2:SV,“Secondary Variable”,第二变量 。

　　注 3:TV,“Tertiary Variable”,第三变量 。

　　注 4:QV,“Quaternary Variable”,第四变量 。

　　5. 2. 3. 2 扩展命令

　　质量流量计设备族扩展命令分为强制和推荐使用两种 ,见表 2。

　　3

　　GB/T 29818— 2013

　　4

　　表 2 质量流量计设备族扩展命令

　　扩展命令号

　　命令名

　　命令说明

　　M/R

　　请求数据字段

　　响应数据字段

　　命令专用响应码(代码 , 类别 , 意义)

　　字节Byte

　　数据

　　格式

　　数据名称

　　字节Byte

　　数据

　　格式

　　数据名称

　　× × × ×

　　读 流 动状态

　　所有 的 设 备 族 都 允许提 供 额 外 的 状 态信息 给 上 位 机 应 用软 件 。 除 了 设 备 变量状态信息之外 , 这一设 备 族 状 态 还 被提供 了 所 有 的 设 备变量和动态变量

　　M

　　0

　　uint8

　　设 备 变 量 代 码(见相应的 特 定设 备 文 件 中 的设 备 变 量 代 码表)

　　0

　　uint8

　　设备变量代码

　　0 , 成功 , 没有特定命令错误

　　1 , 未定义

　　2 , 错误 , 无效选择3~4 , 未定义

　　5 , 错误 , 接收太少的数据字节

　　6 , 错误 , 特定设备命令错误7~15 , 未定义

　　16 , 错误 , 访问受限17~127 , 未定义

　　1

　　Bits

　　设备变量和科里奥利流量族状态(参考表 3)

　　2

　　Bits

　　附加科里奥利流量族状态

　　(参考表 4)

　　× × × ×

　　读 族版本

　　读取 科 里 奥 利 设 备族版本号

　　M

　　0

　　uint8

　　设 备 变 量 代 码(见相应的 特 定设 备 文 件 中 的设 备 变 量 代 码表)

　　0

　　uint8

　　设备变量代码

　　0 , 成功 , 没有特定命令错误

　　1 , 未定义

　　2 , 错误 , 无效选择3~4 , 未定义

　　5 , 错误 , 接收太少的数据字节

　　6 , 错误 , 特定设备命令错误7~15 , 未定义

　　16 , 错误 , 访问受限17~128 , 未定义

　　1

　　uint8

　　族版本

　　GB/T 29818— 201

　　表 2 (续)

　　扩展命令号

　　命令名

　　命令说明

　　M/R

　　请求数据字段

　　响应数据字段

　　命令专用响应码(代码 , 类别 , 意义)

　　字节Byte

　　数据

　　格式

　　数据名称

　　字节Byte

　　数据

　　格式

　　数据名称

　　× × × ×

　　读 小 量切除

　　在很 多 应 用 中 小 的流量 或 密 度 值 应 该被 切 除 。 因 此 可 以配 置 质 量 流 量 (强制) , 体 积 流 量 (可选)和密度(可选) 的小切除值

　　质 量为 M ,体 积和 密度

　　为 R

　　0

　　uint8

　　设 备 变 量 代 码(见相应的 特 定设 备 文 件 中 的设 备 变 量 代 码表)

　　0

　　uint8

　　设备变量代码

　　0 , 成功 , 没有特定命令错误

　　1 , 未定义

　　2 , 错误 , 无效选择3~4 , 未定义

　　5 , 错误 , 接收太少的数据字节

　　6 , 错误 , 特定设备命令错误7~15 , 未定义

　　16 , 错误 , 访问受限17~127 , 未定义

　　1

　　Enum

　　设备变量单位

　　2~5

　　Float

　　小量切除值

　　× × × ×

　　读 流 动方向

　　流动 方 向 决 定 了 质量流 量 或 体 积 流 量是否无效

　　R

　　0

　　uint8

　　设 备 变 量 代 码(见相应的 特 定设 备 文 件 中 的设 备 变 量 代 码表)

　　0

　　uint8

　　设备变量代码

　　0 , 成功 , 没有特定命令错误

　　1 , 未定义

　　2 , 错误 , 无效选择3~4 , 未定义

　　5 , 错误 , 接收太少的数据字节

　　6 , 错误 , 特定设备命令错误7~15 , 未定义

　　16 , 错误 , 访问受限17~127 , 未定义

　　1

　　Enum

　　流动方向(参考表 5)

　　5

　　3

　　GB/T 29818— 2013

　　6

　　表 2 (续)

　　扩展命令号

　　命令名

　　命令说明

　　M/R

　　请求数据字段

　　响应数据字段

　　命令专用响应码(代码 , 类别 , 意义)

　　字节Byte

　　数据

　　格式

　　数据名称

　　字节Byte

　　数据

　　格式

　　数据名称

　　× × × ×

　　读 管 道直径

　　管道直径可以配置

　　R

　　0

　　uint8

　　设 备 变 量 代 码(见相应的 特 定设 备 文 件 中 的设 备 变 量 代 码表)

　　0

　　uint8

　　设备变量代码

　　0 , 成功 , 没有特定命令错误

　　1 , 未定义

　　2 , 错误 , 无效选择3~4 , 未定义

　　5 , 错误 , 接收太少的数据字节

　　6 , 错误 , 特定设备命令错误7~15 , 未定义

　　16 , 错误 , 访问受限17~127 , 未定义

　　1

　　Enum

　　管道直径单位

　　2~5

　　Float

　　管道直径数值

　　× × × ×

　　读零点

　　读取零流量偏移

　　R

　　0

　　uint8

　　设 备 变 量 代 码(见相应的 特 定设 备 文 件 中 的设 备 变 量 代 码表)

　　0

　　uint8

　　设备变量代码

　　0 , 成功 , 没有特定命令错误

　　1 , 未定义

　　2 , 错误 , 无效选择3~4 , 未定义

　　5 , 错误 , 接收太少的数据字节

　　6 , 错误 , 特定设备命令错误7~15 , 未定义

　　16 , 错误 , 访问受限17~127 , 未定义

　　1

　　Enum

　　零点单位

　　2~5

　　Float

　　零点值

　　GB/T 29818— 201

　　表 2 (续)

　　扩展命令号

　　命令名

　　命令说明

　　M/R

　　请求数据字段

　　响应数据字段

　　命令专用响应码(代码 , 类别 , 意义)

　　字节Byte

　　数据

　　格式

　　数据名称

　　字节Byte

　　数据

　　格式

　　数据名称

　　× × × ×

　　写 小 量切除

　　在许 多 应 用 中 小 的流量 或 密 度 值 应 被切 除 。 因 此 可 以 配置质量流量(强制) ,体积 流 量 (可 选) 和密度 (可 选) 的 小 量切除值

　　质 量为 M ,体 积和 密度

　　为 R

　　0

　　uint8

　　设备变量代码(见相应的特定设备文 件 中 的 设 备 变量代码表)设备变量单元低去除值

　　0

　　uint8

　　设备变量代码

　　0 , 成功 , 没有特定命令错误

　　1 , 未定义

　　2 , 错误 , 无效选择

　　3 , 错误 , 值太大

　　4 , 错误 , 值太大

　　5 , 错误 , 接收太少的数据字节7~15 , 未定义

　　16 , 错误 , 访问受限17~127 , 未定义

　　1

　　Enum

　　1

　　Enum

　　设备变量单位

　　2~5

　　Float

　　2~5

　　Float

　　小量切除值

　　× × × ×

　　写 流 动方向

　　流动 方 向 决 定 了 质量或 体 积 流 量 值 是否无效

　　R

　　0

　　uint8

　　设备变量代码(见相应的特定设备文 件 中 的 设 备 变量代码表)流动方向(参考表 3)

　　0

　　uint8

　　设备变量代码

　　0 , 成功 , 没有特定命令错误

　　1 , 未定义

　　2 , 错误 , 无效选择3~4 , 未定义

　　5 , 错误 , 接收太少的数据字节

　　6 , 错误 , 特定设备命令错误7~15 , 未定义

　　16 , 错误 , 访问受限17~127 , 未定义

　　1

　　Enum

　　1

　　Enum

　　流动方向(参考表 5)

　　7

　　3

　　GB/T 29818— 2013

　　8

　　表 2 (续)

　　扩展命令号

　　命令名

　　命令说明

　　M/R

　　请求数据字段

　　响应数据字段

　　命令专用响应码(代码 , 类别 , 意义)