【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
中华人民共和国国家标准
GB/T29816—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 specification2013-11-12 发布
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
2014-03-15实施
GB/T 29816—2013
规范性引用文件
术语、定义和缩略语
术语和定义
缩略语
工作环境条件
HART通信协议
阀门定位器设备族互操作规范
电磁兼容性·
其他有关影响量的性能
防爆性能·
5试验方法
试验环境条件
HART通信协议试验
阀门定位器设备族互操作规范的试验5.3
电容兼容性试验
其他有关影响量影响的试验
5.6防爆性能试验
本标准按照GB/T1.1一2009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。GB/T29816—2013
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
基于HART协议的阀门定位器
通用技术条件
GB/T 29816—2013
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/T2900.56—2008电工术语控制技术GB3836.1爆炸性环境第1部分：设备通用要求GB3836.2bZxz.net
GB3836.20
爆炸性环境第2部分：由隔爆型“d”保护的设备爆炸性环境第4部分：由本质安全型“”保护的设备爆炸性环境第20部分：设备保护级别（EPL)为Ga级的设备GB/T17212—1998
工业过程测量和控制术语和定义GB/T17626.1
试验和测量技术抗扰度试验总论电磁兼容
GB/T17626.2
电磁兼容
GB/T17626.3
GB/T17626.4
GB/T17626.5
GB/T17626.6
电磁兼容
电磁兼容
电磁兼容
电磁兼容
试验和测量技术静电放电抗扰度试验试验和测量技术：
射频电磁场辐射抗扰度试验
试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验试验和测量技术
浪涌（冲击）抗扰度试验
试验和测量技术
射频场感应的传导骚扰抗扰度
GB/T17626.8电磁兼容
试验和测量技术工频磁场抗扰度试验GB/T18268.1—2010
GB/T18271.3—2000
的试验
GB/T22137.1—2008
定方法
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：影响量影响第1部分：气动输出阀门定位器性能评工业过程控制系统用阀门定位器GB/T22137.2一2008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
IEC61158-5-20：2010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 layerservice definition—Type 20 elements)IEC61158-6-20：2010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(Industrial communication networks—Fieldbus specifications—Part 6-2o:Application layer pro-tocol specification—Type 20 elements)IEC617841：2010工业通信网络行规第1部分：现场总线行规（IndustrialcommunicationGB/T29816—2013
networks—Profiles—Part 1Fieldbus profiles)3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
GB/T17212—1998、GB/T2900.56—2008、GB/T22137.1—2008和GB/T22137.2—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(HighwayAddressableRemoteTransducer）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IEC61158中被定义为类型20（Type20），在标准IEC61784-1:2010中被定义为通信行规族9（CPF9）。3.1.2
设备族或设备族规范devicefamily，ordevicefamilyspecification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valvepositionerbasedonHARTprotocol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configuringconfiguration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
calibratedtravel
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
loopcurrent
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：IEC61158-5-20：2010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，枚举范类型20：HART规范第3部分：
F1oat：IEC61158-5-20一2008工业通信网络现场总线规范HART应用层服务定义中Float32的缩写，单精度浮点数Uint8：IEC61158-5-20—2008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：IEC61158-5-20—2008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2
4要求
4.1工作环境条件
温度：-25℃～+55℃或-40℃～+70℃；a）
相对湿度：5%~95%；
c）大气压力：86kPa～106kPa；周围空气中应无明显的腐蚀性气体；d)
GB/T 29816—2013
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GB3836.1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。4.2HART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IEC6178-1：2010的规定。4.2.2应用层
HART通信协议的应用层应符合IEC61158-5-20：2010和IEC61158-6-20：2010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
Control_Value
控制_值
Valve_Setpoint
阀门_设定值
Target_Position
目标_位置
Valve_Position
阀门_位置
Bcalc_Value
阀位_反算值
注：M—
必备，0-
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。控制_值受回路电流组态参数（上限和下限）的影响，因此可能不等于回路电流值，除非控制_值是用一个适当的常用命令以数字方式写入的。推荐控制_值总是作为可互操作的阀门定位器的主变量阀门_设定值：阀门控制量，范围0%～100%、0%和100%对应于由校准行程决定的最小开度和最大开度。它受设定值组态参数（设定值_截止值_低、设定值_截止值_高等）的影响，因此可能不等于控制_值
目标_位置：阀门位置控制器使用的最终设定值，范围0%～100%、0%和100%对应于由校准行程决定的最小开度和最大开度。它受目标_位置组态参数（阀门流量特性、行程速率、行程范围和行程限制等)影响，因此可能不等于阀门设定_值阀门_位置：阀门的被测位置值，范围0%100%、0%和100%对应于由校准行程决定的最小开度和最大开度。阀门位置偏差由（目标_位置-阀门_位置）得出阀位_反算值：用作PID控制器计算用的反馈值，它是由阀门_位置值反向计算得出的，它受阀门流量特性、行程范围等参数影响，因此可能不等于阀门_位置值可选。
GB/T 29816—2013
回路电流组态
OLoop_currentlow
回路_电流下限(M)
Loop_current high
4-20mA
○回路_电流_上限(M)
Loop_fail_action
回路_故障_动作(O)
Internal_setpoint
source
内部设定值源
联入的过程控制器
命令79
直接控制(O)
命令79
远程位置(O)
嵌入的自动功能(O)
就地手动控制(O)
Setpoint_shed time
设定值_更新_时间
制造商自定
制造商自定
制造商自定
说明：
4.3.2互操作属性
Setpoint
设定值组态
O Setpoint_cutoff_low
Control
source
设定值源（M）控制_值(M)
设定值_截止值_低(M)
O Setpoint cutoff high
设定值_截止值_高(M)
OIncrease_close
气开_气关(M)
阀门行程组态
O Travel_rate_dec
OValve_characterization
阀门_特性(M)
OShape_factor
形状_因数(O)
O Characterization_table
特性表(O)
Self_calibration
自_校准(M)
Actuator_fail_action
执行机构_故障_动作(O）
阀门位置测量
设备变量；
: Valve_Setpoint
：阀门_设定值(O)
行程_变化率_下(O)
O Travel_rate_inc
行程变化率上(O)
OTravel_range_low
行程_范围_下限(O)
O Travel_range_high
行程_范围_上限(O)
O Travel_limit_low
行程限制_下限（M)
O Travel_limit_high
行程_限制_上限(M)
ValvePosition
阀门位置(O)
实际阀门
位置反算
位置控制组态
属性（组态参数）。
各设备变量之间以及它们与属性之间的关系阀门定位器设备族必备的（M)和可选的（O)互操作属性（组态参数）见表2。TargetPosition
目标_位置(M）
BCalcValue阀
：位反算值(O)
GB/T 29816—2013
（o）
anea andino asel PloH
paodas
GB/T29816—2013
S'*((S-)r+s)/=(r)
GB/T29816—2013
由业三
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