GB/T 29910.3-2013 工业通信网络现场总线规范 类型20:HART规范 第3部分:应用层服务定义.pdf
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通过某种类型的通信媒体相连接的一组节点。任何一对节点间的连接路径可能包括中线 器和网关。
在设备内不通过创建(create)服务而本地定义的AR端点。那些没有预先建立的预定义AR,在其 使用前需建立
服务service 一个对象和/或对象类根据另一个对象和/或对象类的请求而执行的操作或功能。定义一组公用的 服务,并提供对对象特定服务的定义的规定。对象特定服务是指由特定的对象类所定义的服务,以执行 公用服务不能履行的所需要的功能
3.6HART现场总线应用层特定定义
制造商IDmanufacturerID 制造商ID表示生产设备的制造商。制造商只能使用分配给自已的值而不允许使用分配给其他制 造商的值。 3.6.11 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。 3.6.12 轮询地址pollingaddress 用来标识设备的整数。轮询地址用来构造1个八位位组长的地址。该标识符在设备所连接的网络 中是惟一的。 3.6.13 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冶金标准,从站须对该请求发出响应。 3.6.14 标签tag 标签是用来标识现场设备的8字符的ASCII字符串。
制造商IDmanufacturerID 制造商ID表示生产设备的制造商。制造商只能使用分配给自已的值而不允许使用分配给其他制 造商的值。 3.6.11 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。 3.6.12 轮询地址pollingaddress 用来标识设备的整数。轮询地址用来构造1个八位位组长的地址。该标识符在设备所连接的网络 中是惟一的。 3.6.13 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。 3.6.14 标签tag 标签是用来标识现场设备的8字符的ASCII字符串。
雁一地址unique address
惟一地址是设备的5个八位位组长度的地址,用来惟一标识支持本标准的所有设备。它由扩展 型和设备ID串接构成。
现场总线应用层(FAL)被定义为一个面向对象的应用服务元素的集合(ASE)。在单独的条中定 义每个ASE。每个ASE规范由2部分组成,类规范和服务规范。 类规范定义了类的属性。服务规范定义了由ASE提供的服务
类定义使用模板来描述。每个模板由一个类的属性列表组成。下面给出一个模板的示例: FALASE: ASE名称 CLASS: 类名称 CLASS ID: # PARENTCLASS: 父类名称 ATTRIBUTES: 1 (o) Key Attribute: 数字标识 2 (o) Key Attribute: 名称 3 (m) Attribute: 属性名称(值) 4 (m) Attribute: 属性名称(值) 4.1 (s) Attribute: 属性名称(值) 4.2 (s) Attribute: 属性名称(值) 4.3 (s) Attribute: 属性名称(值) 5. (c) Constraint: 约束表达式 5.1 (m) Attribute: 展性名称(值) 5.2 (o) Attribute: 属性名称(值) 6 (m) Attribute: 属性名称(值) 6.1 (s) Attribute: 属性名称(值) 6.2 (s) Attribute; 属性名称(值) SERVICES: 1 (o) OpsService: 服务名称 2 (c) Constraint: 约束表达式 2.1 (o) OpsService: 服务名称 3 (m) MgtService: 服务名称
a)FALASE:FALASE的名称,该FALASE为所定义的类提供服务。 6) CLASS:所定义的类的名称。所有用该模板定义的对象都是该类的实例。该类可由本部分定 义,也可由本部分的用户来定义。 C CLASSID:标识所定义的类的数字。此数字在为本类提供服务的FALASE中是惟一的。当 被其FALASE标识符限定时,CLASSID在FAL范围内无歧义地标识该类。值为“NULL” 表示该类不能被实例化。本标准未使用ClassID。 d PARENTCLASS:所定义类的父类名称。所有在父类中定义以及所继承的属性,都应被所定 义的类所继承,因此在该类的模板中不必再重新定义。 主:PARRENTCLASS为"TOP”时,表示所定义的类是一个初始的类定义。父类“TOP"是所有其他类定义的起 点。TOP的使用被保留用于本部分定义的类, e)ATTRIBUTES:表示以下登录项是为该类定义的属性 1)每个属性登录项包含以下内容:第1列为行号,第2列为必备(m)/可选(o)/条件(c)/选 择(s)指示符,第3列为属性类型标签,第4列为名称或条件表达式,以及可选的第5列为 一 一组枚举列表。在第5列值的后面,可能规定该属性的缺省值。 2)对象一般可由一个数字的标识符或由一个对象的名称来标识,或者二者兼有。在类模板 中,这些关键属性在keyattribute下定义。 3)行号定义行的顺序和嵌套层级。每个嵌套层级由句点标识。嵌套用于规定以下内容: i) 结构化属性的字段(4.1、4.2和4.3); i)由约束语句决定的条件性属性。属性可以是必备的(5.1),或者如果约束为真时是可选的 (5.2)。不是所有可选属性都像5.2中定义的属性那样需要约束语句; ii)选择类型属性的选项(selection)字段(6.1和6.2)。 SERVICES标签表示以下登录项是为该类定义的服务。 1)第二列的(m)表示该服务对于该类而言是必备的,(o)表示是可选的。该列中(c)表示该 服务是有条件的。当为该类定义的所有服务都是可选的时,在定义该类的一个实例时,应 至少选择其中一个。 2) OpsService标签表明一个操作服务。 3) MgtService标签表明一个管理服务。 4) 行号定义了行的顺序和嵌套的层级。每个嵌套层级由句点标识。服务列表中的嵌套用于 规定由约束语句决定的条件性服务。
3.8.3服务定义约束
本部分使用在ISO/TEC 约定 所用到的服务模型、服务原语以及时序图完全是抽象描述,不代表实现规范。
3.8.3.2服务参数
服务原语用来表示服务用户/服务提供者之间的交互(ISO/IEC10731)。它们传递一些参数,这些 参数表示在用户/提供者之间交互的信息。 注1:见3.8.3.3下面关于非内含服务参数的注,那些参数适用于协议规范或编程接口规范或实现规范,但并不适用 于抽象服务定义。 本部分使用表格形式来描述服务原语的组成参数。在本部分后续部分,每个原语组所用的参数在 表格中说明。每个表格最多6列,包括:一列服务参数的名称,服务所用的那些原语和参数传递方向各 占一列。可能的6列如下:
3.8.3.3服务规程
现场总线数据类型规定了由FAL服务传递的独立于机器的应用数据语法。现场总线应用层支持 基本数据类型和结构化(Constructed)数据类型的定义和传输。本章规定的数据类型的编码规则依据 GB/T29910.4—2013。 基本类型是最小单元(atomic)数据类型,不能再分解成更多的元素类型。结构化类型由基本类型 和其他结构化类型组成。其复杂程度和嵌套深度不受本标准约束。 数据类型用数据类型类的实例来定义,如图1所示。
图1数据类型类的层次结构
数据类型的定义表示为“类/格式/实例”结构。该结构从称为“数据类型(data type)”的数据类型类 开始。数据类型的格式由数据类型类来定义。 基本数据类用以定义固定长度的数据类型。ISO/IEC8824中的标准类型叫做简单数据类型”。 其他的标准基本数据类型则根据现场总线应用专门定义,叫做“特定类型”。 本部分中说明的结构化数据类型包括字符串、数组和结构。数组和结构没有标准类型。
数据类型的定义表示为“类/格式/实例”结构。该结构从称为“数据类型(data type)”的数据类型 。数据类型的格式由数据类型类来定义。 基本数据类用以定义固定长度的数据类型。ISO/IEC8824中的标准类型叫做简单数据类型 的标准基本数据类型则根据现场总线应用专门定义,叫做“特定类型”。 本部分中说明的结构化数据类型包括字符串、数组和结构。数组和结构没有标准类型
5.1.2固定长度类型
固定长度类型的长度是整数个八位位组,
固定长度类型的长度是整数个八位位组,
5.1.3结构化类型概述
当完整地传送现场总线上所载有的各类信息时,需要来用结构化数据类型。本部分定义了三种结 构化类型一一字符串、数组和结构
5.1.3.1字符串(String)
舒串由类型相同的固定长度元素的有序集合组成。元
5.1.3.2结构(Structure)
结构由不同类型元素的一个有序集合组成,这些元素被称为字段。本部分不限制字段的数据类型。 但是,结构中的字段不必是相同类型
5.1.3.3数组(Array)
本部分充许结构和数组的元素包含结构和数组
5.1.4用户定义的数据类型规范
用户有时需要在自己的应用中定义 不支持用户定义数据类型。
用户有时需要在自己的应用中定义
5.1.5用户数据的传输
用户数据根据FAL协议在应用层之间传输。所有的编码和解码都由FAL用户来执行。 在FAL协议数据单元中对用户数据进行编码的规则依赖于数据类型。这些规则已在 GB/T29910.4一2013中定义。没有编码规则的用户定义数据类型,作为可变长度的八位位组序列进行 传输。八位位组字符串中的数据格式由用户定义。
5.2数据类型对象的形式化定义
.2.1数据类型(datat)
数据类型的类规定数据类型类的树型结构的根。它的父类“top”表示FAL类的树型结构的顶部。 FALASE: DATATYPEASE CLASS: DATATYPE CLASS ID: Notused PARENTCLASS:TOP ATTRIBUTES: 1 (o) KeyAttribute: Data type Numeric Identifier 2 (m) KeyAttribute: DatatypeName 3 (m) Attribute: Format(FIXEDLENGTH,STRING,STRUCTURE,ARRAY) 4 (c) Constraint: Format=FIXEDLENGTHISTRING 4.1 (m) Attribute: Octet Length 5 (c) Constraint: Format=STRUCTURE 5.1 (m) Attribute: Number of Fields 5.2 (m) Attribute: List of Fields 5.2.1(0) Attribute: FieldName 5.2.2(m) Attribute: Field Datatypc 6 (c) Constraint: Format=ARRAY 6.1 (m) Attribute: Number ofArray Elements 6.2 (m) Attribute: ArrayElementDatatype
一格式(Format)
本属性用以标识固定长度(FIXEDLENGTH)、字符串(STRING)、数组(ARRAY)或数据结构 (STRUCTURE)等数据类型。 一八位位组长度(OctetLength) 本条件属性定义了相关类型对象大小的表示方式。它只在Format属性值为“FIXEDLENGTH” 或“STRING”时存在。对“FIXEDLENGTH”数据类型,它表示的是以八位位组为单位的长度。对 “STRING”数据类型,它表示的是以八位位组为单位的字符串一个元素的长度。 一字段个数(NumberofFields) 本条件属性定义了一个结构中字段的数量。它只在Format属性的值为“STRUCTURE”时存在。 字段列表(ListofFields) 本条件属性是结构中包含的字段的有序列表。每个字段都规定它的编号和类型。字段按照其出现 的次序从0开始顺序编号。利用编号可对字段进行识别,所以可对一个结构中的部分字段进行访问。 本属性只在Format属性值为“STRUCTURE”时存在。 ·字段名称(FieldName) 本可选条件属性规定了字段的名称。它只在Format属性值为“STRUCTURE”时存在。 ·字段数据类型(FieldDataType) 本条件属性规定了字段的数据类型。它只在Format属性值为“STRUCTURE”时存在, 该属性可自身规定一个结构化数据类型,这或者通过利用其数字标识符(numericID)来引用
5.3FAL定义的数据类型
5.3.1固定长度类型
5.3.1.1Integer8
CLASS: Data type ATTRIBUTES: 1 Data type Numeric Identifier =Not used 2 Data type Name =Integer8 3 Format = FIXED LENGTH 4.1 Octet Length =1 本整型是长度为1个八位位组的2的二进制补码。 3.1.2 Integer16 CLASS: Data type ATTRIBUTES: 1 Data type Numeric Identifier =Not used 2 Data type Name =Integer16 3 Format =FIXED LENGTH 4.1 Octet Length =2 本整型是长度为2个八位位组的2的二进制补码。 8.1.3 Integer24 CLASS: Data type ATTRIBUTES: 1 Data type Numeric ldentifier =Not used 2 Data type Name =Integer24 3 Format =FIXED LENGTH 4.1 Octet Length =3 本整型是长度为3个八位位组的2的二进制补码。 .1.4 Integer32 CLASS: Datatype ATTRIBUTES 1 Data type Numeric Identifier =Not used 14
5.3.1.2Integer16
5.3.1.3 Integer24
5.3.1.4Integer32
5.3.1.5Unsigned8
=Integer32 FIXEDLENGTH
型的长度是1个八位位组
5.3.1.6Unsigned16
=Not used =Unsigned16 =FIXED LENGTH
本类型的长度是2个八位位组
5.3.1.7 Unsigned24
ATTRIBUTES: Datatype Numeric Identifier =Not used 2 Data type Name =Unsigned24 3 Format =FIXEDLENGTH 4.1 Octet Length 一3 本类型是一个二进制数。其最高有效八位位组的最高有效位是二进制数的最高有效位,无符号位。 本类型的长度是3个八位位组,
5.3.1.8Unsigned32
CLASS: ATTRIBUTES: Data type Numeric Identifier Data type Name Format
4.1Octet Length 4 本类型是个二进制数。其最高有效八位位组的最高有效位是二进制数的最高有效位,无符号位 本类型的长度是4个八位位组,
5.3.1.9Float32
CLASS: Data type ATTRIBUTES Data type Numeric Identifier Not used 2 Data type Name =Float32 Format =FIXEDLENGTH 4.1 Octet Length =4
CLASS: Datatype ATTRIBUTES: 1 Data type Numeric Identifier Not used 2 Data type Name =Float64 Format 7 =FIXEDLENGTH 4.1 Octet Length =8
CLASS: Data type ATTRIBUTES 1 Data type Numeric Identifier =Not used 2 Data typeName =Date 4 Format =FIXED LENGTH 4.1Octet Length =3 本数据类型由日、月、年(减去1900)构成。它可表示1900年1月 任何一王
5.3.1.12Enumeration
从列表或者表格中获得的单一意义的数据项被编码为“Enumeration”。该数据类型长度为1个八 位位组。其最大的整数值被保留且不被任何服务使用。
5.3.1.13Bit Field
CLASS: Datatype ATTRIBUTES: 1 Datatype Numeric Identifier =Not used 2 Datatype Name =Bit Field 3 Format =FIXEDLENGTH 4.1 Octet Length =1 本数据类型定义为8个比特的序列,比特编号为0~7。编码为单比特的信息(如状态信息和诊断 信息)的通信使用该数据类型
5.3.2 String
5.3.2.1 Packed ASCI
表1PackedASCII字符集
通信状态(CommStatus
sponseCode(响应代码)
如果通信没有出错,本参数规定一个命令完成报告,以说明设备执行命令的状态。参数的可能值如 表5所示。
表5响应代码(ResponseCode)取值
设备状态(DeviceStatu
6.2应用服务元素(ASE)
6.2.1虚拟现场设备 ASE
6.2.1.1虚拟现场设备类规范
VFD包含应用过程对象 (APO)。APO的属性用对象描述来描述。
服务没有为某个实现定义具体的接口。这些服务以抽象形式描述哪些功能是可用的。 应用不是本部分的主题。仅用于说明抽象描述的服务如何被提供给应用来使用。 台设备中只存在一个VFD对象
6.2.1.2形式化模型
VFD的类规定了应用过程所定义的属性和服务。其父类“top”是指类的树型结构的T ASE: VFDASE CLASS: VFD CLASS ID: 一 PARENTCLASS:TOP 1 (o) KeyAttribute: Not used 2 (m) Attribute: Manufacturer ID 3 (m) Attribute: Expanded DeviceType 4 (m) Attribute: Device ID 5 (m) Attribute: Device Rev 6 (m) Attribute: Soft Rev 7 (m) Attribute Hard Rev 8 (m) Attribute: Phy Type 9 (m) Attribute: Preamble Count 10 (m) Attribute: Device Flag 11 (m) Attribute: Command Rev 12 (m) Attribute: Variable Count 13 (m) Attribute: Config Change Counter 14 (m) Attribute: Device ExtdStatus 15 (m) Attribute: Distributor code 16 (m) Attribute: Device profile SERVICES: 1 (m) Ops Service: Identify
6.2.1.2.1属性
6.2.1.3标识(Identify)服务
6.2.1.3.1用法
本服务用于从AP请求设备的标识信息
6.2.13.2服务原语
务的服务参数如表7所示
6.2.1.3.3服务规程
3.8.3.3中规定的证实服务 果指承原语中具有1ag菱数且响应设备末找 与之相匹配的Tag,则响应设备不发出任何响应
高层标准规范范本6.2.2变量 ASF
变量ASE提供在服务器设备中读! 变量通过一个数字来标识。该数 字标识符完整地描述了对象的数据类型和结构。对象可以是5.3中定义的任何一种类型
6.2.2.2变量模型通用
装饰标准规范范本6.2.2.2.1简单变量(Simplevariable
简单变量对象表示单个变量,由已定义的数据类型确定其 ASE: VARIABLEASE CLASS: SimpleVARIABLE PARENTCLASS:TOP ATTRIBUTES: 1 (m) Key Attribute: Numeric Identifier 2 (o) Attribute: Variable Name 3 (m) Attribute: Data type Name (o) Attribute: Length SERVICES: 1 (o) OpsService: Read 2 (o) OpsService: Write
Numeric Identifier 标识该对象类的一个实例, Variable Name
....- 通信标准 工业标准
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