【国家标准】 基于HART协议的阀门定位器通用技术条件

ICS 25.040.40 N16 GB 中华人民共和国国家标准 GB/T 29816—2013 基于HART协议的阀门定位器 通用技术条件 Valve positioner based on HART protocol — General specification 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 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：深圳万讯自控股份有限公司、西南大学、上海自动化仪表股份有限公司、中环天仪股份有限公司、上海ABB工程有限公司、西门子（中国）有限公司、浙江迪元仪表有限公司、厦门安东电子有限公司、福建上润精密仪器有限公司、北京瑞普三元仪表有限公司、北京自动化技术研究院、重庆艾维仪表有限公司、重庆川仪调节阀有限公司、机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、上海工业自动化仪表研究院。 本标准主要起草人：成继勋、梁运平、贺婷、黄伟、倪敏、杨彬、沈伟愿、汪宝兵、窦连旺、孙向东、洪小平、邹崇、戈剑、李振中、赵力行、张川潮、张峰、钟盛辉、王春喜、李明华、祁虔、祝培军。 1 范围 本标准规定了基于HART协议的阀门定位器有关HART通信的术语和定义、缩略语、要求和试验方法。 本标准适用于基于HART协议的阀门定位器。 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 3836.4 爆炸性环境 第4部分：由本质安全型“i”保护的设备 GB 3836.20 爆炸性环境 第20部分：设备保护级别（EPL）为Ga级的设备 GB/T 17212—1998 工业过程测量和控制 术语和定义 GB/T 17626.1 电磁兼容 试验和测量技术 抗扰度试验总论 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 18271.3—2000 过程测量和控制装置 通用性能评定方法和程序 第3部分：影响量影响 GB/T 22137.1—2008 工业过程控制系统用阀门定位器 第1部分：气动输出阀门定位器性能评定方法 GB/T 22137.2—2008 工业过程控制系统用阀门定位器 第2部分：气动输出智能阀门定位器性能评定方法 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—Type 20 elements) IEC 61158-6-20:2010 工业通信网络 现场总线规范 第6-20部分：应用层协议规范 类型20基础 (Industrial communication networks—Fieldbus specifications—Part 6-20: Application layer protocol specification—Type 20 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—Part 1: Fieldbus profiles) 3 术语、定义和缩略语 3.1 术语和定义 GB/T 17212—1998、GB/T 2900.56—2008、GB/T 22137.1—2008和GB/T 22137.2—2008界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1.1 HART通信协议 HART (Highway Addressable Remote Transducer) Communications protocol 一种兼容传统的4mA～20mA模拟信号制的现场总线协议，简称HART协议。在标准IEC 61158中被定义为类型20（Type 20），在标准IEC 61784-1:2010中被定义为通信行规族9（CPF 9）。 3.1.2 设备族或设备族规范 device family, or device family specification 设备族是具有相同的属性、诊断信息和命令的一类设备或过程连接类型。设备族规范包括为配置相应的设备或过程连接类型所必需的所有必备的和可选的属性、诊断信息和命令。 3.1.3 基于HART协议的阀门定位器 valve positioner based on HART protocol 具有HART通信功能的阀门定位器。以下简称阀门定位器。 3.1.4 组态 configuring, configuration 为某种特定应用的需要而指定仪表的功能和参数组合的过程。 3.1.5 校准行程 calibrated travel 由机械配置决定的阀门最大允许行程。校准行程在执行机构校准过程中确定，描述阀门开度和行程组态的所有百分比值都和校准行程有关。 3.1.6 回路电流 loop current 控制执行机构的典型的4mA～20mA控制信号。它按照设定值、校准行程和组态确定阀门的开度。回路电流对应的数字值按照回路电流的百分比进行定义，即：0%对应于4mA，100%对应于20mA。回路电流的数字值可通过通用命令1访问。 3.2 缩略语 下列缩略语适用于本文件。 Enum: IEC 61158-5-20:2010 工业通信网络 现场总线规范 类型20：HART规范 第3部分：HART应用层服务定义中Enumeration的缩写，枚举 Float: IEC 61158-5-20:2010 工业通信网络 现场总线规范 类型20：HART规范 第3部分：HART应用层服务定义中Float32的缩写，单精度浮点数 Uint8: IEC 61158-5-20:2010 工业通信网络 现场总线规范 类型20：HART规范 第3部分：HART应用层服务定义中Unsigned8的缩写，无符号8位字节数据 Bits: IEC 61158-5-20:2010 工业通信网络 现场总线规范 类型20：HART规范 第3部分：HART应用层服务定义中Bit Field的缩写，单比特数据 4 要求 4.1 工作环境条件 a) 温度：-25℃～+55℃或-40℃～+70℃； b) 相对湿度：5%～95%； c) 大气压力：86kPa～106kPa； d) 周围空气中应无明显的腐蚀性气体； e) 防爆产品可用于爆炸性气体环境或可燃性粉尘环境，但应符合GB 3836.1的相应要求。 注：特殊环境使用的阀门定位器，允许另行规定环境条件。 4.2 HART通信协议 4.2.1 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。 4.2.2 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。 4.3 阀门定位器设备族互操作规范 4.3.1 互操作设备变量 阀门定位器设备族必备的（M）和可选的（O）的互操作设备变量见表1，各设备变量之间以及它们与属性之间的关系见图1。 表1 阀门定位器互操作设备变量 设备变量名 | 说明 | 属性 ---|---|--- Control_Value | 控制_值：阀门控制量，范围0%～100%、0%和100%对应于回路电流的低限值和高限值 | M Valve_Setpoint | 阀门_设定值 | M Target_Position | 目标_位置 | O Valve_Position | 阀门_位置 | M Bcalc_Value | 阀位_反算值 | O 注：M—必备，O—可选。 5 试验方法 5.1 试验环境条件 5.2 HART通信协议试验 5.3 阀门定位器设备族互操作规范的试验 5.4 电磁兼容性试验 5.5 其他有关影响量影响的试验 5.6 防爆性能试验