GB/T 29910.2-2013 工业通信网络 现场总线规范 类型20：HART规范 第2部分：HART有线网络数据链路层服务定义和协议规范

ICS25.040

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人民

中和国国家标准

J，、、

GB/T29910.2-2013

工业通信网络现场总线规范

类型20:HART规范第2部分：HART

有线网络数据链路层服务定义和协议规范

Industrialcommunicationnetworks-Fieldbusspecifications一

Type20HARTspecification-Part2:HARTwirednetworkdatalinklayer

servicedefinitionandprotocolspecification

2014-05-01实施

2013-12-17发布

中华人民共和国国家质量监督检验检亵总局

发布

中国国家标准化管理委员会

GB/T29910.2-2013

目

次

前言..……………·…·…田

l范围·

2规范性引用文件

3术语和定义、符号、缩赂语、约定…

3.1参考模型术语和定义………

3.2特定术语和定义…………·

3.3缩略语……………………….5

3.4符号

3.5约定……….7

4数据链路层服务定义…………………….9

4.1概述………….9

4.2数据链路层服务…………………….9

5数据链路层协议规范……….15

5.1概述………….15

’F

AED

5.2

参数、定时器和变量

自喃句

J可nA，

5.3逻辑链路控制……

F

AVW

5.4媒体访问控制……

《叫怜

VJ

5.5

DL管理信息

图l数据交换服务0’01

’

i

仅接收数据服务

图2

i’A1

图3周期性数据传输服务

717

’品

图4DLPDU结构

i

。。。。，

图5起始定界符结构

’

图6一个八位位组地址字段的结构si

图75个八位位组地址字段的结构－－

因8APDU格式·97uaap442AEA3ufdnru＆no

图9DLPDU组帧………·

图10两个方向奇偶检测…·

图11通信错误响应DLL载衔－？正。

M.A..C状态机·

图12

n

L

图13主站对媒体访问的控制…

图14猝发模式对媒体访问的控制…Lnu94nuJn

XMIT状态机………………

图15

RECV状态机…

图16

图17从站MAC状态机……·

图18主站MAC状态机……………··』句A1

I

GB/T29910.2-2013

状态机所用的约定…………………....•.•.......•.8

表l

DL-Data-cxcbaoge原语和参数……………·……….11

表2

DL-Rece1ve原语和参数….....………......………………….12

表3

表4DL-Cyclic-data原话和参数…….……….13

表5

DLM-Set原语和参数………………14

表6DLM-Get原语和参数……………….14

从站对通信错误的响应….........………………….22

表7

通信错误代码值…………………….22

表8

令牌传递.........……·…….......………….25

表9

XMIT状态转换…………………...••......•....••..•.•....•••..•.•.••.•••...•...........26

表10

表11

RECV状态转换……………………28

从站MAC状态转换……..….30

表12

表13主站MAC状态转换……………………….32

主站DL参数………………….3主

表14

从站DL参数…………........…….35

表15

日

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GB/T29910.2-2013

前

GB/T29910《工业通信网络现场总线规范类型20,HART规范》分为如下6个部分：

一一第1部分：HART有线网络物理层服务定义和协议规班；

一一第2部分：HART有线网络数据链路层服务定义和协议规范；

一一第3部分：应用层服务定义；

一一第4部分：应用层协议规范；

一一第5部分：WirelessHART无线通信网络及通信行规；

一一第6部分：应用层附加服务定义和协议规范。

本部分为GB/T29910的第2部分。

本部分按照GB/Tl.l-·-2009给出的规则起草。

本部分修改采用HART通信基金会CHCF）的技术文档HCF_SPEC-710《工业通信网络有线通

信网络HART:HARTFSK、DLL和APL补充》的数据链路层服务定义和协议规范，在技术内容上与

原英文文街没有差异，在文本结构编排上进行了适当调整．

本部分由中国机械工业联合会提出。

本部分由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会（SAC/TC124）归口。

本部分起草单位：机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、HART通信基金会、中国科学院在阳自

动化研究所、上海自动化仪表股份有限公司、西南大学、上海工业自动化仪袋研究院、北京和利时系统工

程股份有限公司、北京奥斯汀科技有限公司、福建上润精密仪器有限公司、中国仪器仪表行业协会、上海

汉物天物联网技术有限公司、重庆工业自动化仪表研究所、二重集团（德阳）重型装备股份有限公司。

本部分主要起草人：刘丹、高镜媚、王麟混、冯翔、~J涛、梁炜、杨志家、包伟华、~J枫、王骏、罗安、

陈小枫、戈剑、董景辰、蒋济友，

m

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GB/T29910.2-2013

工业通信网络现场总线规范

类型20:HART规范第2部分：HART

有线网络数据链路层服务定义和协议规范

1范围

GB/T29910的本部分规定IEC61158现场总线类型20(HART）的数据链路层服务定义和协议规

范，与OSI基本参考模型＜GB/T9387.1）一致。本部分定义了用于及时传输有线HART协议的数据和

控制信息的现场总线

DLPDU的规程和结构，以及以抽象方式定义了外部可见的数据链路层服务。

本部分适用于自动化环境中设备之间基本的“时间严格要求（time-critical）”的报文通信。

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。凡是注目期的引用文件，仅注臼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/T9387.l信息技术开放系统互连基本参考模型第1部分：基本模型（GB/T9387.1-

1998ISO/IEC7498-1:1994,IDT)

GB/T17967信息技术开放系统互连基本参考模型OSI服务定义约定（GB/T17967-

2000ISO/IEC10731:1994,IDT)

GB/T29910.1-2013工业通信网络现场总线规范类型20:HAR'f规范第1部分：HART

有线网络物理层服务定义和协议规范

GB/T29910.6·2013工业通信网络现场总线规范类型20,HART规范第6部分：应用层

附加服务定义和协议规范

3术语和定义、符号、缩暗语、约定

3.1多考模型术语和定义

本部分基于GB/T9387.1的概念，并使用其中界定的以下术语·．

DL-entity(N=2)DL实体（N=2)[GB/T9387.1]

DLprotocol-data-unitDL协议数据单元[GB/T9387.1]

DLservice-data-unitDL服务数据单兀[GB/T9387.1]

OLSuser-dataDLS用户数据[GB/T9387.lJ

PhL-entity(N=1)PhL实体（N=l)[GB/T9387.1]

PhLprot。col-data-unitPhL协议数据单兀[GB/T9387.1]

PhLservice-data-unitPhL服务数据单兀[GB/T9387.1]

PhSuser-dataPhS用户数据[GB/T9387.1]

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3.2特定术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.2.1

应用application

用于消费或生产数据的功能或数据结构。

3.2.2

属性attribt山

对象的外部可视特点或特性的描述。

注：一个对象的属性包含关于对象可交部分的信息．典型地．它们提供对象的状况信息，或支配对象的操作．属

性还可能影响对象的行为特性。属性分为类属性和实例属性”

3.2.3

行为behaviour

说明对象如何响应特定的事件。行为特性的描述包括属性值和服务之间的关系。

3.2.4

广蟠broadcast

向所有连接到网络上且能够接收传输的设备发送一个PDU的过程。

3.2.5

广播地址broadcastaddress

被主姑用来向所有设备发送命令的地址。

3.2.6

猝发模式burstmode

通信活动由从站设备周期性发起而不经主站请求。

3.2.7

字符character

作为一个连续单元被PhE发送的8比特数据及附加比特。

3.2.8

字符时间charactertime

传输一个字符所需的时间。

3.2.9

类class

表示同类系统组件的对象的集合。

注：类是对象的泛化，是定义变量和方法的模板。类中的所有对象在结构形式和行为符位上都是相同的，但在其

属性中通常包含不同的数据．

3.2.10

类属性classattributes

同一类中所有对象所共有的属性9

3.2.11

类代码classcode

分配给每个对象类的憔一标识符。

3.2.12

类特定服务classspecificservice

由特定的对象类所定义的服务，以执行所需要的公用服务不能履行的功能。

注：类将定对象对于定义它的对象类是依一的．

2

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GB/T29910.2-2013

3.2.13

通信错误commerror

在接收到的PhPDU或DLPDU中可检查出的错误，在APDU中为“通信错误代码

(Communicationerrorcode）”八位位组。

3.2.14

传送路径conveyancepath

通过一个应用关系的单向APDU流。

3.2.15

周期性的cyclic

用来描述以有规则方式重复出现的事件的术语。

3.2.16

设备device

实现了本标准的任何实体。

3.2.17

设备IDdeviceID

表示设备的序列号。

注t制造商须为具有相同扩展设备类型值的每个设备分配一个惟一值。

3.2.18

设备变量devicevariable

现场设备中与过程信息相关联的惟一定义的数据项。

注：在设备所连续过程发生改变和变化时，设备变量的值相应改变．

3.2.19

敛字信号digitalsignal

信息通信所使用1200bps的频移键控信号。

3.2.20

端点endpoint

在一个连接中的通信实体之一。

3.2.21

错误error

计算、观察或测量的值或状况与规定或理论上的正确值或状况之间的差异。

3.2.22

错误代码errorcode

在一种错误类中某个特定错误类型的标识符。

3.2.23

扩展设备类型expandeddevicetype

表示制造商的设备类型。

注：该属性值由HCF分配，规定了设备所支持的命令和数据对象集。HCF需为每类设备分配惟一值。

3.2.24

现场设备fielddevice

连接到过程或工厂装置的物理实体，至少具有一个可通过一根线缆与其他信号元素进行通信的信

号元素。

注：现场设备直接连接传感捺或执行器．或执行过程控制功能，并直接连接到本标准规定的物理层．除数字信号

外，还可产生或接收模拟信号．

3

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3.2.25

帧frame

一次发送的组合在一起的比特格式。

3.2.26

管理信息managementinformation

支持管理现场总线系统操作（包括应用层〉的网络可访问的信息。

注．管ml功能包括控制、监视和诊断．

3.2.27

制造商IDmanufacturerID

标识生产设备的制造商，2个八位位组表示的枚举。

注：制造商只能使用分配给自己的值而不允许使用分配给其他制造商的假．

3.2.28

主站master

通过向其他设备发送请求PDU而发起通信活动的设备，并期待来自那个设备的响应帧。

3.2.29

报文message

帧中除前导码之外的载有信息的部分。

3.2.30

网络network

由一对电缆、若干连接器、相关的信号单元，以及连接到同一对电缆上的非信号单元组成。一组给

定的可收发信号的设备通过信号单元实现互连。

注：使用多对电缆及一个公用网络电源的安装被视为多个网络．

3.2.31

载荷敛结payloaddata

传输的数据报文的内容。

3.2.32

轮询地址pollingaddress

分配给设备的标识符，该标识符在设备所连接的网络中是惟一的。

3.2.33

第一主站primaηmaster

发起通信的主站设备＠

3.2.34

第二主站secondarymaster

仅当第一主站停止发起通信并通过仲裁过程才能发起通信的主站设备。

3.2.35

从站slave

仅在接收到来自主站设备的请求PDU后才启动通信活动的设备。从站须对该请求发出响应。

3.2.36

报文起始startofmessage

物理层PDU的前导码，后面紧随数据链路层PDU的定界符，其间无任何接收错误及字符间空隙。

3.2.37

标签tag

标签是用来标识现场设备的8字符的ASCII字符串，

4

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GB/T29910.2-2013

3.2.38

事务transaction

两个对等媒体访问控制实体间的相关连续帧的交换，要求成功传输。

注：－次事务或者自源设备发出单个PhPDU组成；或者自源设备发出一个PhPDU，随后臼的设备返回一个链路层

确认PhPDU组成．

3.2.39

惟－IDuniqueID

分配给设备的标识符，在符合本标准的所有设备实例小是惟一的。

3.3缩略语

下列缩略语适用于本文件。

ACK：确认(Acknowledge)

AE，应用实体(Applicationentity)

AL：应用层(Applicationlayer)

AP：应用过程(Applicationprocess)

APDU：应用协议数据单元(Applicationprotocoldataunit)

APO：应用过程对象(ApplicationProcessObject)

八孔应用关系(Applicationrelationship)

AREP：应用关系端点（八pplicationrelationshipendpoint)

ARPM：应用关系协议机(ApplicationRelationshipProtocolMachine)

ASCII：美国信息交换标准码(AmericanStandardCodeforInformationInter-

change)

ASE：应用服务元素(ApplicationServiceElement)

AWG：美国线规(Americanwiregage)

BACK：猝发确认(Burstacknowledge)

bps：比特每秒(Bitspersecond)

DAQ，数据采集(Dataacquisition)

DL－，数据链路层（作为前缀）[Datalinklayer(asaprefix)]

DLE,DL实体（数据链路层本地的活动实例）[DLentity(thelocalactiveinstanceofthedata-

linklayer)J

DLL：数据链路层(Datalinklayer)

DLM:DL管理(DLmanagement)

01.MS:DL管理服务(DLmanagementservice)

DLPDU：数据链路协议数据单元(Datalinkprotocoldataunit)

DLS:DL服务(OLservice)

DLSDU:DL服务数据单元(DLservicedataunit)

DR：延时响应Delayedresponse

ORM：延时响应机制(Delayedresponsemechanism)

5

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GB/T29910.2-2013

DUT：被测设备(Deviceundertest)

EMT：电磁干扰(Electro-magneticinterference)

FAL：现场总线应用层(Fieldbusapplicationlayer)

FSK，频移键控(Frequencyshiftkeying)

FSMP,FAL服务协议机(FALServiceProtocolMachine)

HART：可寻址远程传~稽高~通道(HighwayAddressableRemoteTransducer)

HCF:HARTTM通信基金会(HART™CommunicationFoundation)

ID：标识符(Identifier)

LLC：逻辑链路控制(Logicallinkcontrol)

LRV：范围下限值(Lowrangevalue)

LSB：最低有效八位位组(Leastsignificantbyte)

MAC：媒体访问控制(Mediumaccesscontrol)

MSB：最高有效八位位组(Mostsignificantbyte)

PDU：协议数据单元(Protocoldataunit)

PhL－，物理层（作为前缀）[Physicallayer(asaprefix)]

PhE:PhL实体〈物理层的本地活动实例）[PhL-entity(thelocalactiveinstanceofthe

physicallayer)J

PhPDU,PhL协议数据单元(PhL-protocol-data’unit)

PhS：物理层服务(Physicallayerservice)

PhSDU：物理层服务数据单元(PhysicallayerservicedataUnit)

PV，主变量(Primaryvariable)

QV：第四变量(Quaternaryvariable)

RMS：均方根(Rootmeansquare)

SN：符号位(Signbit)

SOM：报文起始(Startofmessage)

SOP：标准操作规程(StandardOperatingProcedure)

STX：事务开始(Startoftransaction)

SV：第二变量(Secondaryvariable)

TV：第三变量(Tertiaryvariable)

URV：范围上限值(Upperrangevalue)

VFD：虚拟现场设备(Virtualfielddevice)

3.4符号

下列符号适用于本文件．

ccbl：每单位长度电缆电容(Cablecapacitanceperunitlength)

Cd~：等效设备电容(Equivalentdevicecapacitance)

C咱2终端对她电容(Terminaltogroundcapacitance)

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c..：终端对终端电容(Terminaltoterminalcapacitance)

HOLD：保持时间(Holdtime)

R.b1：每单位长度电缆电阻(Cableres