ICS 25.040.40 N 16
GB
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 specification
2014-03-15实施
2013-11-12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 发布 GB/T 29816—2013
目 次
前言 1
范围规范性引用文件术语、定义和缩略语· 3. 1 术语和定义 3.2 缩略语 4 要求 4.1 工作环境条件 4.2 HART通信协议 4. 3 阀门定位器设备族互操作规范 4. 4 电磁兼容性 4.5 其他有关影响量的性能 4.6 防爆性能 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 电容兼容性试验. 5.5 其他有关影响量影响的试验 5.6 防爆性能试验
2
Y
21 22 22
22 22 22 23 23 23 23 GB/T 29816—2013
前言
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。 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。
- GB/T 29816—2013
基于HART协议的阀门定位器
通用技术条件
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
2
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 3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 2--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/T17626.2 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/T17626.5 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌（冲击）抗扰度试验 GB/T17626.6 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/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 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/T18271.3—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
的试验
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
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 5-2o:Application layer service 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 6-20:Application layer pro- tocolspecification—Type2oelements)
IEC617841：2010工业通信网络 行规 第1部分：现场总线行规（Industrialcommunication
1 GB/T 29816—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)Communicationsprotocol 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（Typc20），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
Float：IEC61158-5-20一2008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BitField的缩写，单比特数据
2 GB/T 29816—2013
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. 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IEC6178-1:2010的规定。 4.2.2 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。 3阀门定位器设备族互操作规范
4. 3
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 M/O
说 明
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
Control_Value 控制_值
M 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
Valve_Setpoint 阀门_设定值
0 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
Target_Position 目标_位置
M 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，因此可能不等于阅门_位置值
Valve_Position 阀门_位置 Bcalc_ Value 阀位_反算值
0
0
注： M- 必备，O 可选。
3 GB/T29816—2013
回路电流组态 Loop_current_low
设定值组态
回路_电流下限（M) Loop current_high
Setpoin t Control _ Setpoint_cutoff_low
设定值_截止值_低(M) I Valve _Setpoint
Value
source
420 mA : 回路_电流_上限(M)
设定值源（M）控制_值(M) @ Setpoint_cutoff high 阀门_设定值(O）
国
Loop. fail _action 要回路_故障_动作(O)
设定值_截止值_高(M) Increase_close 气开_气关(M)
Intemal_setpoint source 内部_设定值，源 (0)
阀门行程组态
? Travel _rate_ dec 行程_变化率_下(O) Travel _rate_inc 行程_变化率_上(O) 1目标_位置(M) Travel_range_low
Valve characterization
Target Position
天入的过程控制器 0
O
阀门_特性(M) O Shape_factor 形状_因数(O) ? Characterization_table @ Travel_range_high
行程_范围_下限(O) 口行程_范围_上限(O) Travel_limit_low 行程_限制_下限(M) Travel limit higl 行程_限制_上限(M)
Setpoint_shed_time 设定值_更新_时间 (O)
特性表(O)
命令79
直接控制(O)
命令79
制造商自定
远程位置(O)
:BCalc Value阀
Vaive _Position
Self_calibration 自_校准(M) Actuator_fail_action 执行机构_故障_动作(0)
阀门位置(O) 实际阀门 1位_反算值(O)
制造商自定
嵌入的自动功能 (O）
位置反算
制造商自定
就地手动控制(O)
位置控制组态
阀门位置测量
说明： 设备变量： O 属性（组态参数）。
图1 各设备变量之间以及它们与属性之间的关系
4.3.2互操作属性
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。 GB/T29816—2013
明说
00 （
e aner indino iei Plo 0 so sao aaee s A no
pas 1oN
M(
3
2
于
表
O/W M ≥ 麻菜 1804 e0
( n V/N
≥ 0 0 ≥ ≥ ≥ gun un gun 100 180[4 ue
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