8通道HART模擬量輸入模塊如何發(fā)送HART命令

1、8通道HART模擬量輸入模塊如何發(fā)送HART命令T顯示訂貨號1概述HART通信是在4-20mA信號上疊加一個幅值為士 0.5mA的正弦波信號，通過調(diào)整正弦波的頻 率來表示信號 0和1,如以以下圖所示 1200Hz表示1, 2200Hz表示0。HART通信是基于請求 /響應(yīng)的方式，即主站向從站發(fā)送請求命令，從站收到請求命令后，將數(shù)據(jù)返回給主站。HART命令可以分為以下三類:分類特點舉例通用HART命令 所有HART儀表都必須支持0 :讀取廠家、設(shè)備、版本等標(biāo)識1 :讀取主過程變量及其單位2 :讀取輸岀電流及其百分比3 :讀取輸岀電流及四個預(yù)定義的動態(tài) 變量13/18 :讀、寫取設(shè)備標(biāo)簽、描述和日

2、期常用HART命令通常情況下，HART儀表都支持35 :設(shè)定量程范圍42 :對儀表進(jìn)行主復(fù)位49/50 :寫動態(tài)變量分配40 :強(qiáng)制電流輸出設(shè)備特定的HART命令與廠家和設(shè)備相關(guān)具體參考儀表廠家提供的手冊接下來以通用 HART命令3和設(shè)備特定 HART命令171為例，介紹西門子 8通道HART通信 模塊6ES7 331-7TF01-0AB0 ，如何發(fā)送命令給儀表，如何接收儀表返回數(shù)據(jù)。2 HART通用命令3的使用以西門子電磁流量計 MAG6000為例，說明如何通過 HART通用命令3讀取瞬時流量和累計流 量。相關(guān)軟件及硬件：STEP V5.5 SP26ES7 153-0BA02-0XB06ES

3、7 331-7TF01-0AB0 E-Stand: 3電磁流量計 MAG 6000HART 通信模塊 FDK: 085U0226 V2.01圖2-1相關(guān)硬件命令3為HART通用命令，所有廠家的 HART設(shè)備都支持該命令，通過該命令可以讀取設(shè)備 的輸岀電流，以及四個動態(tài)變量PV、SV、TV和QV，不同儀表對四個變量有不同的定義。對于西門子電磁流量計 MAG6000，命令3返回的具體內(nèi)容如下:字節(jié)含義MAG6000Byte 0-3輸岀電流 (mA)輸岀電流 (mA)Byte 4PV單位m3/sByte 5-8PV數(shù)值瞬時流量Byte 9SV單位m3Byte 10-13SV數(shù)值累計量1正向累計量By

4、te 14TV單位m3Byte 15-18TV數(shù)值累計量2反向累計量Byte 19QV單位Byte 20-23QV數(shù)值未分配2.1硬件組態(tài)及設(shè)置翻開硬件組態(tài)窗口，在ET200M下插入HART模塊，如以以下圖所示:圖2-2硬件組態(tài)>16 IM 153-2. Redundancy圖2-3插入Hart模塊如果該電腦上安裝了SIMATIC PDM 軟件，可以在相應(yīng)通道插入HART Field Device ，這樣雙擊該通道即可進(jìn)入該儀表的參數(shù)化界面。插入HART 6ES7331-7TF01-0AB0時，一定要插入 V3.X版本的，如以以下圖所示。因為只有V3.X版本模塊發(fā)送 HART命令時，支持

5、表 2-1所示的緊湊信息格式：WSKlbtJSM 3313 WT FcWDcto 晌劭丨刨聞T"SM 331 48淖ITDSM 3J1 Z48mTCSM331AI8X1C &帕妙 Al於TCMrfHD Ek唸 < _f ftl/W-300* WJ 3C011 i I AH rnrVhilM瓦7茁融口OT販20mA. *A20w_ 翳兇加姐色 V3 0 0 Th HAR T eawww 毗厲 HART 丫申 idaiu. Hww/t J update. Redundancy. T F-asi mode圖2-4選擇V3.x版本的Hart模塊表2-1緊湊信息格式InHilh&

6、#171;x)CdffifYMnt (H白町I 0ZJReq_Controt20 - Compact Meswge Fainat甥湊信息:60 = Goinpact Message Formal with SHC £equence)105Number o1 preamble- bytes (05-14)| 201Cornmand (CMD)3DOLerith in bytes注意：同樣是 HART模塊6ES7331-7TF01-0AB0 ，如果E-Stand版本小于3,那么在硬件組態(tài)時需要選擇以以下圖所示的模塊。在發(fā)送HART命令時，必須使用透明信息格式 除命令0外,其它命令必須使用

7、 HART長地址，即必須包含廠家ID、設(shè)備ID等地址信息，具體操作請參考目錄1。下文以緊湊型數(shù)據(jù)格式為例進(jìn)行說明。SM 331 AlBx1£BitSM331 AI8k1 EBit HARTSM331 加創(chuàng) 1 EBit HARTI HART Field D eviceSM331 AISdEBitHART謝 331 AI8xRTDSM 331 AIBxRTDSM331 AISxTC£常茁1加敞TGEG7 331-7TF01 -QA£OAralpg inpuf module Al 3x16B it, CM.20hiA, W-SOmA.曲h HART cornrnLni

8、catiorT HART variabl Firm 旳 ie update, Fieduridancy圖2-5低版本的Hart模塊設(shè)置模塊屬性，如以以下圖所示:Generali AddT呻 IderWZkn “P皿 | HAfiT VuriaUes |WnabkDidgriMlicI H Ardwintrcruplfimite>ce«d«dInput0123A57DiaffrwictGrojp柚u* 4ti«logWith wirebreak lest'Group dsgno 謝 cs HART._兩線制儀表選I?2DMU,四線制儀表選擇 4DMU；

9、該試驗中的電盛流量計為四線制。|制田妙阿胸圮：DMU<DMU 4DMU |4DKU4DMU OMU40MU4DMUW ensuring lange mA:OOOCTpT201+.20 JT2Dihlwter trice IrequetcySmoothng:nonenonenonenonenoneHART Fixictjfin：V III 仃| P | PF7 | V |R?口 ep«Hiamr.10|to凱|1O10 |10|w(wFnggwhr hardware wWerruptHighbmit |mA|Lowhmit |泌|_ I I I I I I'廠|必頁勾選H

10、ART伽ction,否那么HART模塊只能作為普通4-20R1A模擬.重楫塊使用圖2-6 Hart模塊的參數(shù)設(shè)置設(shè)置完成之后，編譯保存并下載到CPU中2.2編程調(diào)試首先，按照如下結(jié)構(gòu)，創(chuàng)立一個共享DB例如DB1丨：口 Ale Edit Jrwert PLC DMxjq Tievu Options Writfow H&bILAO/SIUFBO JDB1 - HART BAI ModuASlMATlC 400(1)KPU 411 3 Dp)3' H 昌Hi fin o k 矽 、！ E) k?VaneTJP*Initial v<l«c0.0STJiircr+ >

11、; 0LP«q CantralBYTIB»1L6|2O+ 1. 0J>rea&Lb leBYT1E拿丄>JLu&her o f pr e all J.e byte (05+ 2.0BYTE測曲+ 3.'JiLentrhBYTHBJtlMOlength in byrei=4 CiBUISTnUCT圖2-7創(chuàng)立DB1接下來，創(chuàng)立數(shù)據(jù)返回數(shù)據(jù)塊DB2，內(nèi)容如下:障 UD/STUFBO DB2 - HART SALModuhVSIMATI匚 40訓(xùn) 1 厚鞏414 3口 Fte E# Jn呼t PIC Rt時嚀* WbflRF Wpo*D H 李

12、口昌I 侃 I D 9陽1DEI AfUFdUKI*111111 valvv匚mpilD. Jjritucrf00DBJWLS:ALUT0. e 501rttaciporarf plACiadb.oldaE irariabl«*1-0BYTE62+C8ra-5TM5CT圖2-8創(chuàng)立DB2最后，在 0B1中調(diào)用SFC58和SFC59。HART模塊6ES7 331-7TF01-0AB0 有8個通道，每個通道可以連接一塊HART儀表。每個通道對應(yīng)兩個記錄，分別用于命令的發(fā)送和數(shù)據(jù)的接收，對應(yīng)SFC58/59的RECNUM 管腳。通道1通道2通道3通道4通道5通道6通道7通道8發(fā)送80828

13、48688909294接收8183858789919395現(xiàn)在我們將電磁流量計連接在通道1，所以需要通過 SFC 58的RECNUM=80 即16#50丨發(fā)送命令，然后通過 SFC59的RECNUM=81 即16#51接收儀表返回的數(shù)據(jù)6| IM 153 2, Redundaixv| |HARTBES? 3J1 fHOI OftBOVSat7.0 n72Oder Ni«frbe<I自曲已然丈HART®塊的起始地址, 該例孑 608=1&#260M亡tvmwk ± : Receive R.eply from MART deviceSIC59Re ad

14、a Daba11 RD RECwwr=Recordl«TrwrnK luE1>J UR.EQRET_VALroiT)B1SYRECUVJIRBCORDMC. 2-MM12BS1CSE4-MO. 4F網(wǎng)BE *DBXO.0 -BYTE SO圖2-9調(diào)用程序在變量表中進(jìn)行調(diào)試，首先將M0.1置1 , PLC通過SFC58發(fā)送命令3給儀表，然后將 M0.3置1，接收儀表返回數(shù)據(jù)。注意：不要將 M0.1和M0.3同時置1。Ovpbty lon-Mt(W D68 GKXrei cce ihfKEK1M0$DfilDeSKXM1 C6 勺FCXwscee ftKxOKEfiA 1KM

15、63;<#iGp»Mseee 3KXam曲曲古b£xtwiMjcee 4HEm062 tee sHOM2cee sKKefu>*e£M2C6& Fh£X6*心遠(yuǎn)oejcefj aMg?>£xB*16*1 ABOOLBOOL日和.> 1 QEiVueM：cee icMicee HDB2 cetf 12FtaAThiG POUTvfikH通信伏態(tài)、16圖2-10讀取到的數(shù)據(jù)其它通信狀態(tài)，含義如以以下圖所示:0Fl_0ATt*5_P0mTETFioTno PcrnBffl6#2fi瞬時瀟里正向累計望，單應(yīng)Process

16、irg 目怕tg response control)Processing MntusBits 0 - 2i o - inactive1 = inactive, reserved2 - war Ling1 = SHC Sequence dclivd 0 = SHC sequence inactive3 = waiting, running4 = successfuL with da5 = successful, without6 = faulty, with data7 = faulty, without data3 HART設(shè)備相關(guān)命令的使用如以以下圖所示:圖3-1設(shè)置累積量1命令代碼命令返回

17、數(shù)據(jù)171讀取累計量Byte 0累計量序號：Byte 0累計量單位0 :返回值為累計量 1Byte1-4累計量數(shù)值1 :返回值為累計量 2Byte 5累計量序號累積量1和2的含義可以通過流量計菜單進(jìn)行設(shè)置，在該例中累計量1對應(yīng)正向質(zhì)量累積量,以西門子質(zhì)量流量計MASS6000為例，說明如何通過設(shè)備相關(guān)命令171讀取累積量。累積量2對應(yīng)正向體積累積量，如以以下圖所示:砧I SIEMENS圖3-2設(shè)置累積量21首先，創(chuàng)立命令發(fā)送數(shù)據(jù)塊DB1，用來存放命令 171對應(yīng)的數(shù)據(jù)幀I JUJ/STl /FAD 旳3UoduletilUA IJC 400(1 )U：PU 414 3t>P口 Fite

18、E«t JnMtl: fLC Debug VkM* Octm Window Heb母a時tna|llddre9iB-HawSEIrtltlaJ valueCorm nt m dSTRUCTw.oBTTBB«16fZOForut+1 - DPr QiaEkJb 丄口ETf 3M-a.HBi!4r t pr«ab 1« byta (OSt£.9ETTH図唱衛(wèi)弓庖A£：C'UULand Code+ 3-0BYTB匚暫da-i.H.O£TTB£11619血 JUUUHd 血"6 D&NV_ST1U

19、KT圖3-3創(chuàng)立DB1其中DB3.DBB4為命令代碼中包含的數(shù)據(jù)，比方發(fā)送命令171時需要1個byte來指定讀取累計量1還是累計量2,如下表所示:命令代碼命令返回數(shù)據(jù)171 讀取累計量Byte 0累計量序號Byte 0累計量單位0:返回值為累計量1Byte1-4累計量數(shù)值1:返回值為累計量 2Byte 5累計量序號DB3.DBB3為命令中包含的數(shù)據(jù)的長度，比方命令171需要1個byte，命令3中不包含任何數(shù)據(jù)。2創(chuàng)立DB2用于接收命令171的返回數(shù)據(jù)LAD/Siumi> L>B2 -nJIRI純VSIUNIIC 40訓(xùn)応氏J 49 4 SI)P|口 Ffc Edfc Inst PK

20、 Dcfciig 韓6* CtAwof W£gt* HbI0心口 %甸匚凹k?Ifdiwgp口wtrSTRUCTAUULT0. , SO)Tamprarf pluzaiiioLdtr trari ablaBYT莊BKE> FKUCT圖3-4創(chuàng)立DB23在0B1中通過SFC58/59發(fā)送命令和接收數(shù)據(jù)圖 3-5 調(diào)用 SFC58/594在變量表中進(jìn)行調(diào)試首先將M0.1置1，PLC通過SFC58發(fā)送命令171給儀表:陽 &>050*16*05Y*r_1 - ®H*RT_a*l_Modul<iSlMAl屹初0門 區(qū)PU 利峠 3判P1Ael alI I

21、x| % S| k? 11召|(zhì) 和曲dDteptay formet | Slak<¥ vflkw | Mwfly Yflk*e j1-M010OQLhubtrue2 If M03BOOLg TM$«I皿BJt 6J20DB3D&B 0DB：D6B 13崔 TjUe EdA Insert PLC Varble view OptbfK Wdow i-Mp曲 D082DB3£«B U 陽moem 4M0 1園3五在變D63.pBB4- 表示籠回數(shù)扌 為累計重1圖3-6在變量表中置位 M0.1將M0.3置1，通過SFC59讀取累計量1,如以以下圖所

22、示:密如VAT_1 - .ART_QA1_Modul«XSIMATK 4OD(1 PU414ITdbie Edit Insflrt PLC Variable View Options Window Hdp盂Adttesssymboi| Mplay formatSlatuxModTy vatnM 0.1BOOL| raiserei»M 0.3BOOLJtjue1 true|DB3D690BA1B*2C*D63E6312Bfl MASSD03cea aD03DBB 4B#IAX)107TBHBMM20*Dasrea1HEX>eoteB2HEXB#16#$6DS2CB93H

23、EXB#I6#AAoe2rea4HEXD92DB3sHEXB4riE#48DS2DB95XXB#16#56oerea7HEX驊心詩e心B#16#A09HEK日機(jī)娜00PO2D0B1CHfK&ri6*Q0D62C6311rtEXari6#3GDO2D6012HEXDB2C6013FLOAT NG FOtUT6?926 56D020B317HEXB#16#000HEMISIS通信狀態(tài)，16#04t 數(shù)攥讀取慮功肓效數(shù)捋怔度，命令1門對應(yīng)長蜃為16#08累計星1,單儉kg累計里序號，當(dāng) 前值為累計里1圖3-7讀取到的累積量1修改DB3中的命令參數(shù)，實現(xiàn)通過命令171讀取累計量2:闔*恥(VA

24、TJ - «H<nr_9AI_M»du le5lMA TIC 400( 1 VC P4J 414 3c3 Tdbh Etkt Ircert PLCView Options Window He04i<1 *1喇bICJ2謝 A«*S$SSyrrttJi Cteptay lorna* 3otus 泗uevalue 1M 0.1SOOLtrueIrue2M 3.3BOOL.' TflfeelatecE4fa003 D0B SHEXB斗加JBiisri-o期離 1HEX如熾陽阿oeoeB 2堆K日和畀AfiBI16JAB廠Descee jHEXB?r6

25、M1DB3.DB84=1, 廳示當(dāng)前憩何 值是累計星2809? 599 4bEX9*1001Bf 16101*圖3-8讀取累積量2的命令171將M0.3置1，通過SFC59讀取累計量2,如以以下圖所示:書.字個8 htfc Edt lw<ri PK "wtaHe Www Oatm 肋冠屜>SiffNWlEptarr fc?rrratFI-lJiJLliJ? 一已-±Jlil7nVT1-2J嚴(yán)巴巴 tIAIIJJ-pMmtn viiMe0 12 3 4 eeIDee 囂需DmHEXfaJflfeTXhEXBflSfOSBflEJOSHEXe*l6TA£b

26、CXe#isrt>iMSTKXBfIBfDIBtftMQIHEXbEKKKSflCfAAhexBfl6TT9&申15T49l-£x6#16f56bEXe*l6*t5曲陽田曲HEXMemHEM曲e*i&rxthE*BflKfFBLOAlNGJOwr通信狀態(tài),16*04睪計星2,單位m3*累計雖庫號*當(dāng) 肅值酋黒計蚩衛(wèi)圖3-9讀取到的累積量24附錄一早期版本 HART模塊通信6ES7331-7TF00-0XB0 和 6ES7331-7TF01-0XB0 (Firmware Version < 3.0)不支持緊湊信息格式，HART模塊只能通過以以下圖所示的透明信

27、息格式來發(fā)送命令。BylftInitial 旳kJ號he和殂信息格亍Req ©ml心f00 = TrangprerH Mm菸訊電 Foma)40 = TrariSiBrent Ms呂鋁with SHC sequel05Numbcr of preamble byte* (Q5-2竝Start QhsrqLer(02 - Short Fraire with白0(S2 = Lortg Frame- w*th other commands)3Address(wi* 常片1吟X G'帕哼匍cs倂尋is卻卯bly 1 *幵¥ Iprtg 叔 has the value OJ4G

28、F5囂&47F£>01Command «CXO00Length in bytesID篝Clieek sum (CHK(calculated slatting from2 "Start cfiaraclar up to thenext tc last hyle)舉例：8通道HART AI模塊6ES7 131-7TF00-0AB0 ，第5個通道連接了一臺 Probe LU 超聲波物位計。4.1硬件組態(tài)注：如果電腦上沒有安裝PDM軟件，不必插入 HART Device，因為此處插入 HART Device的目的僅僅是通過雙擊該圖標(biāo)可以進(jìn)入該儀表的參數(shù)化界面

29、而已。1?鬲換一S1S&3II L'l8/VO&xC'C-；-4V/D.4BEST 32MBHW QWQ0$AlxllART,GES7 331 77Gt»QABn51Z.52T512-.W7| DOI&I AIBx160H HART6ES? 331 HFM OABUWB-.543應(yīng)B M3卄&2&3&4f PROBE LU&7訂7I5E57 )32-5HD01-GB»544. Mlg SlWEU-25fi9跆彌1 10 1圖4-1在Hart模塊下插入儀表圖4-2 Hart模塊的參數(shù)設(shè)置4.2通過命令0獲

30、取制造商和設(shè)備信息創(chuàng)立DB3，用來存放命令 0對應(yīng)的數(shù)據(jù)楨，內(nèi)容如下:Preamble :前導(dǎo)字符，可以為 5-20個byte，般選擇 5個即可；Start_Address :必須設(shè)置為16#2，表示該書據(jù)楨為短楨，接下來發(fā)送的命令代碼為0 ；CHK :表示數(shù)據(jù)楨的校驗，系統(tǒng)會自動計算，此處默認(rèn)為0即可；I型討副團(tuán) mai -1 - 向 比1n®鑼 BETypnInitial ValueCuwn&1jnOKTBTTEEl 1610RjujCcatrt 0氏PlvaAblf Byt* i W 2P*2.0trrPTIBI'emce.adiiFejsETTEDcTig.d

31、ddx丁 and set to 0ndMTES3*5,0蘭nc傭ETTEBJ16»Lrr.-th QCSKsmHECKSWI占1EHSTRUCT圖4-3創(chuàng)立命令DBHART模塊6ES7 331-7TF00-0AB0 有8個通道，每個通道可以連接一塊HART儀表。每個通道對應(yīng)兩個記錄，分別用于命令的發(fā)送和數(shù)據(jù)的接收，對應(yīng)SFC58/59的RECNUM 管腳。通道1通道2通道3通道4通道5通道6通道7通道8發(fā)送8082848688909294接收8183858789919395由于超聲波液位計連接在通道5，所以需要通過 SFC 58的RECNUM=88 即16#58發(fā)送命令，然后通過 S

32、FC59的RECNUM=89 即16#59丨接收儀表返回的數(shù)據(jù)。通過SFC58將DB3中的數(shù)據(jù)發(fā)送給 HART設(shè)備，返回數(shù)據(jù)在 DB2中DB2的符號名為 ReadHc-iwtdz k 11hartto苛亡已a, u. & l * u *Nv 1 wd£ k 2 i鸚ply Fm蠹 dvkeJ 1EB0n 11«*«mo, 3 -迥RET_VA1-ms朋54 -IOIDB1K¥一KI 0. 4Vf 1£1210-LADDRRtCOKD-31"護(hù).It時跑59t血HUS圖 4-4 調(diào)用 SFC58/59通過命令0可以讀取設(shè)備標(biāo)識，

33、包括以下內(nèi)容:字節(jié)含義Byte 0"254" (expa nsio n)Byte 1manufacturer identification codeByte 2man ufacturer's device type codeByte 3n umber of preambles requiredByte 4uni versal comma nd revisi onByte 5device-specific comma nd revisi onByte 6software revisi onByte 7hardware revisi onByte 9-11device

34、ID n umberByte 12 *com mon-practice comma nd revisi onByte 13 *com mon tables revisionByte 14 *data link revisi onByte 15 *device family code在DB2中可以監(jiān)視到命令 0返回的信息，如下所示，其中man ufacturer ide ntificati on code : 16#58man ufacturer's device type code : 16#CDdevice ID number:16# 402646 ，即 4204102IB2+0 f

35、fReadE!l)HEXM16»041*R«adK(2HEXncistooDB2. DBB252. R HEX5116*063*R«dE4肛帶M»80DB2.DBB4站ecT.RKES3tl6#00DB2. DIBS*R«d'.R6J曲StjetQBDB3+ DBE6HEXBtfWOODB2. DSB7"RfladKtSKEHBBlBtOOLB2. DBBg* Read-. J 9 JBtl6*F£Bli6»S83?16flPBllttOS »£#01 mmiB：16400 ff#16#

36、00 陥【引40 31I64T26BS16flC3St1600 StlfifOO 附0DB2. KBE 20* Read'. R 51HEXDS2.DBB 21*Re«l<K(22KESLB2,DB 22* Read". K 23曲MNKBB 23*R*ad'.Jt24jDBB9# Read". E 10=-T7DB2.10 *RfladK!llKEKW.D5B11* Read". H 12HEXDB2+ MB12HEXDB2KBB13"Read',Kjl4HEXDE2.D確HHEKDB2+ D£B15R

37、ead'+ Kil6HEXDB2KBBU'險ad'.RHTHESDB5.DBB H 騎箏T.R【l&HEXDE2+ DBB iS "Read-+ KISHEXDBZD施I型"盟dlR2QlHEX圖4-5讀取到的儀表標(biāo)識信息可以通過SIMATIC PDM 軟件驗證:» Devi«ManufacturerSwran* MiNnmiHLn d"ilModelSitrans Probe LU 6mLoadedHART Ow IDJ204102ILoadedUniwersal Rri5LoAdilDhiCg P?vi$iOn1LooHwdSoflvre Revision1Loi dci$Hardware Revision0Lo iid Ait圖4-6 PDM讀取到的儀表標(biāo)識信息4.3通過HART通用命令3讀取過程數(shù)據(jù)首先，創(chuàng)立命令發(fā)送數(shù)據(jù)塊DB1，用來存放命令 3對應(yīng)的數(shù)據(jù)Start_Address :必須設(shè)置為16#82，表示該書據(jù)楨為長地址幀，數(shù)據(jù)楨中必須包括廠家、設(shè)備類型及設(shè)備ID ;Cmd:為命令代碼，每個 HART儀表支持的HART命令可以在手冊中查到圖4-7創(chuàng)立DB1，并將標(biāo)識信息寫入然后在程序中調(diào)用 SFC58和SFC5