СТА 3/2010

100 СТА 3/2010 www.cta.ru Адресация Каждое HART устройство должно иметь уникальный ад рес. Посылаемые ведущим устройством адреса декодируются одновременно всеми устройствами, находящимися в сети. Однако отвечает только то устройство, чей адрес совпадает с принятым. Метод адресации в HART протоколе содержит несколько потенциальных проблем. Стандартом предусмотрено два вида адресов: короткий (длиной 4 бит) и длинный (длиной 38 бит). В настоящее время используется комбинация короткого и длинного адресов. Длинный адрес устанавливается изгото вителем HART устройства и не может быть изменён пользо вателем. Когда новое устройство подключено к сети, возникает проблема, как узнать его длинный адрес, поскольку для того чтобы считать из памяти HART устройства его адрес, к нему надо сначала обратиться, а обращение уже требует знания ад реса. Перебрать все адреса невозможно, так как их очень мно го (238). Проблема решается применением команды с номе ром 0, которая использует короткий адрес для обращения к устройству и позволяет считать из него длинный адрес. Обычно перед монтажом сети сначала считывают длинные адреса всех устройств и составляют их базу данных, и только после этого строят сеть. Существует второй способ узнать длинный адрес устрой ства – с помощью команды с номером 11, которая обращает ся к устройствам не по адресу, а по имени тега. Она применя ется, если в сети более 15 устройств (это возможно за счёт ис пользования повторителей) или если устройствам не присво ены короткие адреса. Длинный адрес формируется из 40 битового уникального идентификатора HART устройства (рис. 5) путём отбрасыва ния двух старших битов. Поэтому адрес получается 38 бито вым. Уникальный идентификатор HART устройства состоит из идентификатора изготовителя (ID изготовителя), кода ти па HART устройства и серийного номера, который занимает 3 байта. Следующая проблема HART протокола связана с тем, что идентификатор (ID) изготовителя (рис. 5) имеет длину всего 8 бит, то есть с его помощьюможно однозначно идентифици ровать только 256 изготовителей, что слишкоммало. Поэтому для идентификации изготовителя используется также часть поля серийного номера. Ещё одна проблема адресации связана с тем, что для полу чения длинного адреса используются только 6 бит из иденти фикатора изготовителя. Это означает, что четыре устройства с разными уникальными идентификаторами могут иметь один и тот же длинный адрес. Для устранения этой проблемы схе му адресации выпускаемых устройств каждый изготовитель должен согласовывать с организацией HCF. Короткий адрес имеет ещё одно назначение: с его помощью отключают возможность использования в HART сигнале аналоговой компоненты, что необходимо для объединения нескольких устройств в сеть. Перевод HART устройства в этот режим называется парковкой (parking) и выполняется путём установления значения короткого адреса равным 1...15. Команды HART HART команды бывают трёх типов: универсальные, об щепринятые и специфические. Универсальные и общепри нятые команды устанавливаются стандартом на HART про токол и выполняют чтение и запись серийного номера уст ройства, тега, дескриптора, даты, рабочей области памяти, номера версии устройства и т.п. Эти параметры изменяются редко и поэтому хранятся в ППЗУ. Специфические команды создаются изготовителем конк ретного устройства и могут иметь идентификационные номе ра от 128 до 253. Поэтому одни и те же функции у разных про изводителей могут иметь различные номера. Команда с номе ром 255 не используется, чтобы её можно было отличить от преамбулы (она состоит из последовательности логических единиц). Команда с номером 254 зарезервирована. Приведём примеры универсальных команд . Считать имя изготовителя и тип устройства; считать пере менную и единицу измерения; читать переменную как вели чину тока и в процентах от диапазона; считать или записать 8 символьный тег, 16 символьный дескриптор и дату; считать или записать 32 символьное сообщение; считать диапазон значений переменной и единицу измерения; считать или за писать серийный номер устройства; записать тег, описатель и дату; записать адрес устройства. Примеры общепринятых команд . Считать четыре динамические переменные; записать пос тоянную демпфирования; записать диапазон измерения; ка либровать; задать фиксированное значение выходного тока; выполнить самодиагностику; выполнить сброс; настроить ноль; записать единицы измерения; настроить ноль и коэф фициент передачи АЦП; записать функцию преобразования; записать серийный номер сенсора. Примеры специфических команд . Записать уставку ПИД регулятора; включить ПИД регуля тор; считать или записать калибровочные коэффициенты; подстроить сенсор; установить позицию клапана. Язык описания устройств DDL HART устройство может иметь уникальный набор команд, устанавливаемых изготовителем, или специфическую после довательность команд, необходимых, например, для выпол нения процедуры калибровки. Ведущее устройство должно знать эти команды. Один из возможных вариантов передачи описания команд от изготовителя пользователю – с по мощью текстового описания в руководстве по эксплуатации. Другим путём является описание устройства с помощью спе циального языка описания устройств – Device Description Language (DDL), который распространяется и поддерживает ся организацией HCF. Описание устройства на языке DDL представляет собой текстовый файл, который может быть прочитан компилято ром языка и преобразован в двоичный формат, воспринимае мый ведущим HART устройством. Описание устройства мо жет быть представлено компилятором в форме, удобной для системного интегратора. Применение DDL устраняет необхо димость написания кода для общения с HART устройствами. Язык DDL поддерживается не всеми производителями и пока не получил достаточно широкого распространения. Р АЗНОВИДНОСТИ HART Традиционный HART протокол используется совместно с токовой петлёй 4...20 мА. Однако в некоторых приложениях, где отсутствует токовая петля, можно использовать только В ЗАПИСНУЮ КНИЖК У ИНЖЕ Н Е РА ID изготовителя Тип устройства Серийный номер, MSB Серийный номер, 2SB Серийный номер, LSB Рис. 5. Структура уникального идентификатора HART устройства © СТА-ПРЕСС