简单多了！从HART命令的角度理解HART仪表状态信息

图片来源 ：FieldComm Group 

　　使用现场总线最大的好处之一，是仪表可以向控制系统提供状态信息。诸如以下问题：可以信任过程变量吗？仪表是否正常工作？仪表有什么问题？都可以通过这些状态信息来回答。

　　HART协议已经出现很长时间了，现在由 FieldComm Group 组织管理。它是第一个开放式现场总线，用于过程制造行业。以前，状态信息一直隐藏在仪表内部，维护人员只有通过 HART 调制解调器连接到仪表才能查看这些信息。现在通过部署 HART 智能卡件，控制系统可以查看 HART 内置的状态信息。

　　HART 的 9 种状态信息

　　HART 具有丰富的状态信息。理解 HART 状态的挑战在于信息种类很多，其中包括 ：

　　1. 状态； 

　　2. 响应代码 ； 

　　3. 通讯状态 ； 

　　4. 设备状态 ； 

　　5. 扩展设备状态 ； 

　　6. 简化状态（在设备中设置）； 

　　7. 设备变量状态 ； 

　　8. 设备系列状态 ；

　　9. 附加设备状态。

　　这么多的状态信息是有历史原因的。这主要是因为随着时间的推移和状态概念的发展，该协议也在不断发展。理解 HART 状态信息的关键是要从 HART 命令的角度来看待它。一旦以这种方式看待它们，就会变得简单。

　　从 HART 命令角度总结的 HART 状态，有助于最终用户寻找从仪表返回的状态信息。HART 是一种简单的查询/响应类型协议，具有许多不同的命令， 有些是通用的，有些则是某个仪表特有的。图片来源 ：JCOM Automation

　　HART 命令 

　　HART 是一种查询 / 响应类型协议，其中包含许多不同命令，都是随着时间的推移而出现的。有些是通用命令www.cechina.cn，有些是某些仪表特有的命令。大多数最终用户在使用 HART 时，不需要了解 HART 命令。但是，如果最终用户希望从仪表返回的状态信息中获得更多信息，那么对 HART 命令有一个大致的了解是很有用 的。命令可以分为三类 ：

　　● 通用命令www.cechina.cn，即命令0到 30。这些是每个 HART 从站必须支持的命令。在 V7 版的协议中，命令 38 和 48 被添加到通用命令中。 

　　● 常用命令，即命令 32 到 121。这些命令对许多类型的设备都是通用的，设备制造商可以选择使用或不使用。 

　　● 设备特定命令，即命令 128 到 253。这些命令完全由设备制造商定义。

　　所有 HART 命令中的状态 

　　所有 HART 命令都返回两个字节的状态。第一个字节被称为响应代码。如果响应代码为 0x00，则通信良好，设备能够正确处理命令。如果通信出现问题，则响应代码包含通信状态。如果通信正常，但在处理命令时出错，则在第一个字节中返回响应代码。状态的第二个字节是设备状态。这用于指示现场设备整体的当前运行状况。

　　在 HART V6 之前，如果出现通讯错误，设备状态将毫无意义。在 V6 及更高版本的 HART 中，要求在每个响应中该数值都有意义。例如，在 V7 版 HART 中，“响应丢失”等过程问题会使设备发出 0x90(0x80+0x10) 的设备状态值，这意味着用户无法信 任它们的主要变量，并且有更多可用状态。仅当设备出现故障时ConTROL ENGINEERING China版权所有，V6 版 HART 设备才会发出 0x80，而“响应丢失”只会导致 0x10 值。

　　HART 扩展现场设备状态 

　　扩展现场设备状态在命令 0、9、 48、78、119 和 64386 中返回。长度为 1 字节。传统上，只使用前两位：

　　● 位 0– 需要维护。如果设置此位，则设备没有出现故障，但确实需要维护。 

　　● 位 1– 设备变量报警。如果任何设备变量处于报警或警告状态，则设置此位。如果在现场设备中设置了 NAMUR NE107“浓缩状态”，则使用以下的扩展现场设备状态 ： 

　　● 位 2– 严重电源故障。 

　　● 位 3– 故障。 

　　● 位 4– 超出规范。 

　　● 位 5– 功能检查。

　　国际过程工业自动化用户协会（NAMUR）是一个最早由德国的几家大型化工公司发起成立的组织。该组织发布了许多被称之为“推荐”的不同文件。这些文件本质上是关于如何完成某事的规范。NE107 的标题是“现 场设备的自我监控和诊断”。它探讨 了状态对工厂运营的重要性以及应该如何做到最好。当 HART 设备中打开 NAMUR NE107“浓缩状态”时，扩展现场设备状态中的附加位，使 设备符合 NE107 的建议。

　　HART 设备变量和系列状态 

　　HART 设 备 变量状态主要是检测正在读取的变量的整体健康状况。

　　HART 设 备 系列状态是设备变量状态的一部分。针对温度、 液位、流量等不同类型的现场设备，HART 有 一 系列“设备系列规范”，每个系列都会定义这四位的含义，可能定义整个字节。这些规范正 处于发布的不同阶段，因此许多供应商在没有发布规范的情况下，在此处定义了它们的代码。为了解码设备变量状态和设备系列状态，最好查阅设备的现场设备手册或 HART 现场设备规范文档（第 18 项）。

　　HART 附加设备状态 

　　HART 命令 48 用于读取附加设备状态。响应消息包含 25 个字节的数据。字节 0 到 5 和 14 到 24，保存与设备屏幕上所显示的错误代码相对 应的设备特定状态。该映射与设备特 定状态中位值为“1”的位的位置有关。

　　例如，如果响应消息的第 0 个字节的第 4 位中有一个“1”，其对应的错误代码为 4。如果响应消息的第 2 个字节的第 0 位中有一个 1，那么它对应的代码是 2*8+0=16。

　　HART 命令 48 也发生了变化。这是一个常见的实践命令。在当前 V7 版的 HART 协议中，它是一个通用命令。它还扩大了规模www.cechina.cn，增加了更多的位，以扩展可能的错误消息。要正确解码www.cechina.cn，用户需要设备手册或设备的 HART 现场设备规范文档。 

　　HART 有大量的状态信息。然而，考虑到 HART 协议的历史，除非用户从 HART 命令的角度来看待这些状态信息，否则这些状态信息会显得很复杂。当以这种方式查看时，状态信息就有了意义。对于终端用户来说www.cechina.cn，他们可以查看自己的 HART 智能卡，并轻松地确定所提供的信息是什么。（作者：James Powell）  

　　关键概念： 

　　■了解 HART 命令有助于理解 HART 协议。 

　　■ HART 智能卡可以向控制系统显示正在提供的信息。

　　思考一下： 

　　您是否正在使用HART提供的所有仪表状态功能？