GB Z 20541.2-2006 测量和控制数字数据通信 工业控制系统用现场总线 类型10;PROFINET规范 第2部分:应用层协议规范.pdf
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1、ICS 25.040 N 10 中华人民共和国国家标准化指导性技术文件GB/Z 20541.2-2006 源。和控制数字数据通信类型工业控制系统1 0 : PROFINET规范用现场总线第2部分:应用层协议规范Digital data communication for measurement and control-Fieldbus for use in industrial control systems-Type 10: PROFINET specification一Part 2: Application layer protocol specification (lEC 61158-6
2、 TYPE 10:2003,Digital data communication for measurement and control-Fieldbus for use in industrial control systems-Part 6: Application layer protocol specification-Type 10 :PROFINET specificatio丑,MOD)2006-10-16发布中华人民共和国国家质量监督检验检夜总局中国国家标准化管理委员会发布GB/Z 20541.2一2006目次前吉. . . . . . ., . . . m 引言. . . .
3、. . . . . . ., . . N 1 范围2 规范性引用文件3 术语和定义23. 1 出自其他标准的术语和定义. . . . . . . . . . . . 2 3.2 出自IEC61158号的术语和定义. . 3 3. 3 其他术语和定义. . . . I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 3.4 缩略语和符号. . . . . 12 3. 5 约定. . . . . . . . . . I . . . . . . . . . . . . . . 1. . . . . 16 3. 6 状态机中所使用的约定. . . . . .
4、 . . . . . . . . . . . 20 4 通信协议规班. . . . . . . . . . . . . . . . . . .、. 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 4.1 FAL语法描述. . . . . . . . . . . 25 4.2 传输语法484.3 FAL协议状态机4.4 AP上下关系状态机m4.5 FAL服务协议机(FSPM)504. 6 应用关系协议机(ARPM). . . . . . . . . . . . 124 4.7 DLL映射协议机
5、(DMPM)1284. 8 协议选项. . . . . . . . . . . . 131 图1本部分与其他各层及现场总线应用服务的用户之间的关系. . . . . . . . . .N 图2特殊宇段的通用结构. . . . . 17 图3STD示例. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I . ., ., 22 图4差错报文结构25图5ITEMQUALITYDEF的编码方案. . . . 29 圈6协议机间的关系49图7FSPM的状态转换图们图8ARPM的状态转换图126图9DMPM的状态转换图. . . . . . . . . . . .
6、 . . 131 nuLndan34ano qhq由。白。由。由町Ln,自定. 述定约式例.描约的格示素的的用阵阵要素用使矩矩述要使所件件描各中文机事事机机机报态态态态态态错状状状状状状差1i。,qu,4伽Hbnoqf表表表表表表表I GB/Z 20541.2-2006 表8表9表10表11表12表13表14表15表16表17表18表19表20表21表22表23表24表25表26表27表28表29表30表31表32E VARTYPE2 ITEMQUALITYDEF值. ,. . . . .,. . ,. . . . 0. . . . . 29 STATEDEF值. 31 GRQUPERRORD
7、EF值nACCESSRIGHTSDEF值31PERSISTDEF值t. . . . m UUID值. . . . . . . . . . . . . . . . . . I . 1. . 33 串行化连接数据的数据格式. . . . . . . 48 由FAL用户发给FSPM的原语. . . . . . . . . . . . . . . I . 50 由FSPM发拾FAL用户的原语55FSPM状态描述.t.61 FSPM状态表. . . . . t. . . 61 由FSPM发给ARPM的原语. . . . . . 由ARPM发给FSPM的原语125FSPM与ARPM之间交换的原语所使用的参
8、数. . . . 125 ARPM状态描述. . . . . . . . . . . . ,. . . . . . . . . 126 ARPM状态表126由ARPM发给DMPM的原i吾. . . . . . . .,. . . . 128 由DMPM发给ARPM的原语.:. . . . . . 128 ARPM与DMPM之间交换的原i吾所使用的参数. . . . . . . I .- 129 由DMPM发给ORPC模型的原谙 129 由ORPC模型发给DMPM的原语. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 DMPM与O
9、RPC模型之间交接的原语所使用的参数. . . . . . . 130 DMPM状态描述.,. .,. . . . . . . . . . . . . . . .,. 130 DMPM状态表. . . . . . . . . . . . . . . . . ., . . 131 GB/Z 20541.2-2006 前言GB/Z 205412006(测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型10:PROFINET 规范修改采用IEC61158 Type10 :2003 (测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型10:PROFINET规范。GB/Z 20541分为两部分:一一第1部分
10、:应用层服务定义;一一第2部分:应用层协议规范。本部分是GB/Z20541的第2部分。本部分修改采用IEC61158-6 Type10 :2003(测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线第6部分z应用层协议规范类型10:PROFINET规范),本部分与原文本在技术内容上完全相同,主要差异是为方便我国用户使用,按照GB/T1. 1的要求,对原文本结构编排进行了调整。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第四分技术委员会归口。本部分起草单位:中国机电一体化技术应用协会、机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、中国PROFIBUS技术支持中心、西门子(中国)
11、有限公司。本部分主要起草人z李百熄、冯晓升、王军、欧阳劲松、刘云男、梅恪、唐济扬、惠敦炎、晏、战、陈静、张桂玲。本部分为首次发布。因GB/Z 20541.2-2006 引GB/Z 20541是为方便自动化系统各组成部分的互连所形成的系列际准之一。它与在某种程度上基于开放系统互连基本参考模型的三层现场总线参考模型所定义的标准中的其他标准有关。两种参考模型均将互连标准化区域细分为一系列层规范,每层有可管理的大小范围。本部分描述现场总线应用层(FAL)协议,它定义应用实体调用CAE-l)之间的信息交换和交互作用,以支持应用服务。应用层协议通过使用数据链路层或其他毗邻的更低层提供的服务来提供应用服务。
12、国1说明现场总线应用服务、现场总统应用协议、现场总线数据链路服务和系统管理各标准之间的关系。注:GB/Z 20541中所使用的系统管理是用于管理层协议的本地机制。应用数据链服务现场总线应用层数据链路层物理层介质系统管理-应用管理服务图1本部分与其他各层及现场总结应用服务的用户之间的关系应用进程采用现场总线应用层服务来与其他应用进程交换信息。这些服务定义了应用进程与应用层之间的抽象接口。应用层协议是-组规则,这些规则支配各种设备中应用层之间的信息交换的格式和含义。应用层使用此协议来实现应用层服务定义。协议机定义应用层的各种状态以及这些状态之间的有效转换。它可以被视为一个有限状态机。协议机使用状态
13、表来描述。在应用进程和协议机之间,通过应用服务数据单元进行交换信息。协议机通过应用协议数据单元(APDU)来与其他协议机交换信息。本应用层标准既未规定各种具体的实现或产品,也未对工业自动化系统内应用实体(AE)和接口的实现加以限制。本应用层标准不包含为验证是否符合这种要求而进行的测试规程。本部分的主要目的是提供一组通信规则,这些通信规则是依据对等数据链路实体(DLE)在通信时刻要执行的步骤来表达的。这些通信规则旨在为以下各种目的的开发提供可靠的基础:a) 作为实现者和设计者的指南:b) 在设备的测试和采购中使用;c) 作为系统准人开放系统环境约定的部分1d) 作为对理解OSI中严格时间要求的(
14、time-critical)通信的进一步细化。本部分特别考虑到传感器、执行机构和其他自动化设备的通信和相互协调工作。通过本部分连同在OS1或现场总线参考模型内的其他标准一起使用,其他的不兼容系统可能以任意组合方式一起工作。N GB/Z 20541.2-2006 测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型10:PROFINET规范第2部分:应用层协议规范1 范围现场总线应用层CFAU是应用层通信标准,其设计目的在于支持自动化环境中设备之间传输严格时间要求的应用请求和响应。术语严格时间要求用来表达存在一个时段Ctime-wi ndow) ,在此时段内,必须按某些已定义的确定性等级完成所需的一
15、个或多个规定的动作。在此时段内没有完成所规定的动作,会导致需要这些动作的应用失败,甚至造成仪器、设备和可能的人身危险。本部分依据以下的条款来规定远程应用之间的交互作用:a) 适用于所有应用层协议数据单元CAPDU)的编码规则zb) 这些APDU的形式抽象语法定义;c) 以正确的序列处理APDU和原语的协议状态机描述:d) APDU与ISO/IEC8802-3中所定义的数据链路层服务之间的相互映射。FAL编码规则的设计,假定编码器(发送方)和译码器(接收方)均有共同的抽象语法理解。无论在什么情况下,数据类型标识符既不被编码,也不在网络上传送。注:这就是抽象语法记法1/基本编码规则不适用于FAL的
16、原因。本部分的目的是定义提供给以下部分的协议:a) 在现场总线参考模型的应用层与数据链路层的分界处的现场总线数据链路层ib) 在现场总统参考模型的系统管理与应用层的分界处的系统管理。本部分定义应用层协议,它对应于1EC61158-5中规定的应用层服务定义。IEC 61158定义了10种不同的应用层协议,每一种协议分别对应于IEC61158-5中所规定的10种应用层服务定义。它们在IEC61158中分别被标识为类型lCTypel)、类型2(Type2)、类型3CType3)、类型4(Type4)、类型5CType5)、类型6CType6)、类型7CType7)、类型8CType的、类型9(Typ
17、e9)和类型10(Typel0)。尽管在提供下层兼容的相同网络上可使用不同类型的协议,但本部分不保证在不同类型之间的互操作性。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过GB/Z20541的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本o凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本部分。GB/T 9387 C所有部分)信息技术开放系统互连基本参考模型Cidt1SO/IEC 7498) GB/T 15695-1995信息处理系统开放系统互连面向连接的表示服务定义Cid
18、t ISO 8822: 1988) GB/T 15969. 3一1995可编程序控制器第3部分z编程语言GB/T 16262-1996 信息处理系统开放系统互连抽象语法记法一CASN.1)规范Cidt 1SO 8824: 1990) GB/T 16263-1996信息处理系统开放系统互连抽象语法记法一CASN.l)基本编码规则规GB;Z 2054 1. 2-2006 范CidtIS0 8825: 1990) GB!T 16720.2-1996 工业自动化系统制造报文规范第2部分:协议规范Ceqv ISO/IEC 9506-2: 1990) GB/T 17176-1997信息技术开放系统互连应用
19、层结掏(idtISO/IEC 9545 :1 994) GB/T 17967-2000 信息技术开放系统互连基本参考模型OSI服务定义约定(idt ISO/1EC 10731: 1994) IEC 60559 :1 989 用于微处理器系统的二进制浮点算法IEC 61158-3 :2003 测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总结第3部分:数据链路服务定义d严刑酬阴阳明喃地地配61158-4咆甘叩4山:20 协议规范m 务定义I曰SO/月IEC10646 (所有1808649 :1996倍I归808650 (所有部3 术语和定义本部分采用以下3. 1 出自其他栋准3. 1. 1 出自GBj
20、Ta) 应用实体b) 应用进程c) 应用协议数。应用的应用实体调f) 应用进程调用g) 应用事务处理U 实际开放系统3. 1. 2 a) b) 3. 1. 3 a) b) 传送语法transf 出自GB/T15695的抽象语法abstract 表达上下关系presenta 出自GB/T17176的术语和定义应用关联application-association; 应用上下关系application町context;c) 应用上下关系名称application cont忧巳x皿tname盯; d) e) f) g) h) 2 应用实体调用application-entity-invocation
21、; 应用实体类型a叩pp剖趴licat叫tion-en口叫t甘ity-俨-】句d应用进程调用application-process-invocation; 应用进程类型a叩pplica叩tion.-p严roc臼ess-type;应用服务元素application-service-element; 应用控制服务元素applicaton control service element 0 义向连接协议GB/Z 20541.2-2006 +L n hH nnf on山IAe n忡REA R-A创!,JujS 义盯阳时出定kh叶盯创du阳.UFPmdmFm盯叩勾严R1.唱rr术叫wjmMW4A;也川p
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