GB Z 29619.4-2013 测量和控制数字数据通信 工业控制系统用现场总线 类型8：INTERBUS规范 第4部分：数据链路协议规范.pdf

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1、E ICS 25.040 N 10 量2中华人民共和国国家标准化指导性技术文件GB/Z 29619.4-2013 测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型8:INTERBUS规范第4部分:数据链路协议规范Digital data communication for measurement and control一Fieldbus for use in industrial control systems-Type 8: INTERBUS specification-Part 4: Data Link protocol specification (IEC 61158:2003 , MO

2、D) 2013-07-19发布2013-12-15实施钱，t但饲，-耶，.u;.战4队飞飞/飞。.:, / 情画EE问!.町剧精黯卸/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中华人民共和国国家标准化指导性技术文件测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总结类型8:INTERBUS规范第4部分:数据链路协议规范GB/Z 29619. 4-20l3 句俗中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号(100013)北京市西城区三里河北街16号(100045)网址总编室:(010)64275323发行中心:(010)51780235读者服务部:(010)68523946

3、中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销* 开本880X12301/16 印张7.5字数224千字2013年12月第版2013年12月第一次印刷4峰书号:155066. 1-47551 定价96.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68510107GB/Z 29619.4-2013 目次前言.回引言. . . VI I 范围-2 规范性引用文件3 术语和定义3. 1 参考模型术语和定义3. 2 服务约定术语和定义23. 3 其他术语和定义34 符号和缩略语44.1 通用符号和缩略语44. 2 局部变量、时钟、计数器和队列65 数据链路层协议DL-pro

4、tocol 6 5. 1 概要65. 2 DL-service接口(DLl) 7 5. 3 外围设备数据链路(PDL)125.4 基本链路层。LL)45.5 媒体访问控制(MAC)615. 6 第2层的外围设备网络管理(PNM2)885.7 DLL的参数和监视时间96附录A(资料性附录)确定的PNM2功能实现的可能性101参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 图1数据链路层和其他层的关系四图2数据链路层实体6图3DLI在DLL中的位置 7 图4DLI状态转换图8图5PDL在DLL中的位置四图6主站和从站之间的PD

5、L链接四图7分层模型中PDL-user(DLl)和PDL之间的接口13图8PDL服务概论M图9主站和一个从站之间的PDL_Data_Ack服务15图10PDL_Data_Ack服务的并行处理15图11用于缓冲器访问的PSM和GSM服务 16 图12指示数据传输成功的Buffer_Received服务 16 图13PDL_Data_Ack服务在PDL-user、PDL和BLL之间的数据流四图14分层模型中PDL和PNM2之间的接口四-GB/Z 29619.4-2013 图15Reset 、SetValue和GetValue PDL服务 20 图16Event PDL服务.20 图17主站方和从站

6、方的传输FCB和接收FCBn图18带有SWA报文的主站从站数据传输n图19带有SWA报文的主站从站数据传输的时序M图20带有RWA/SWA报文的从站主站数据传输24图21带有RWA/SWA报文的从站主站数据传输时序24图22PDL协议机和数据周期动作的分配25图23报文传输:主站从站.26 图24报文传输:从站主站m阁25一个PDLPDU的代码八位位组m图26一个字长报文的结构m图27SPA报文的结构m图28SVA报文的结构 m 图29FCB SET报文的结构n图30RWA报文结构m图31SWA报文的结构m图32SPA或SVA报文证实的结构29图33FCB_SET作为证实的结构m图34作为请求

7、和证实的FCBSET数据八位位组的结构30图35段大小多于一个字的报文结构m图36PDL基本协议机 n 图37在主站和从站中PDL和PDL协议机的位置33罔38PDL协议机M图39TRANSMIT协议机m图40RECEIVE协议机u图41BLL在DLL中的位置.46 图住在分层模型中PDL和BLL之间的接口46图43BLL_Data服务47图44分层模型中PNM2与BLL之间的接口49图45Reset 、SetValue和GetValue的BLL服务四图Event BLL服务m图U主站的BLL操作协议机 M 图48BLL-BAC协议机57图的从站的BLL操作协议机60图50MAC在DLL中的位

8、置61图51第1层和第2层的模型细节但图52元差错的数据序列的DLPDU周期m图53有差错的数据序列的DLPDU周期63图54由主站发送的数据序列DLPDUm罔55主站接收的数据序列DLPDUM罔56校验序列DLPDU64图57回送字(LBW).64 E GB/Z 29619.4-2013 图58主站生成的校验和状态65图59主站接收的校验和状态65图60主站的MAC协议机:报文的传输. . . . . . . . . . . . . . . . 66 图61主站的MAC协议机:报文的接收. . . . . . 68 图62主站MAC子层:数据序列标识 72 图63由从站接收的数据序列DLPD

9、U74图64由从站发送的数据序列DLPDU74图65由从站接收的校验和状态75图66由从站生成的校验和状态75图67从站MAC子层的状态转换:数据序列 76 图68从站的MAC子层的状态转换:校验序列 77 图69分层模型中MAC-user与MAC之间的接口m图70在MAC-user接口(主站)上的交互作用82图71在MAC-user接口(从站)上的交互作用82图72分层模型中MAC和PNM2之间的接口85图73Reset 、SetValue和GetValue MAC服务. . . . . . . . . . . . 86 图74Event MAC服务. 86 图75在DLL中PNM2的位置8

10、9图76分层模型中PNM2-user与PNM2之间的接口的图77Reset 、SetValue, Get Value和GetActive Configuration服务91图78Event PNM2服务91图79Set Active Configuration、GetCurrent Configuration服务91图80active_configuration参数95图81设备代码结构97图82数据宽度、过程数据通道和参数通道间的关系99图83控制代码的结构100图A.1以树型结构的形式表示的DL-subnetwork配置101图A.2获取当前配置的状态机 103 图A.3比较两个配置的状态

11、机 106 图A.4比较两个配置矩阵一行的状态机 108 表1DLS-/DLMS-user发布到DLI的原语7表2DLI发布到DLS-/DLMS-user的原语8表3DLI状态表一一发送方事务处理9表4DLI状态表一一接收方事务处理10表5GetOffset功能11表6GetLength功能 11 表7GetRemAdd功能四表8GetDlsUserld功能四表9PDL一Data_Ack16表10PDL_Data_Ack L_status值M表11PSM 17 皿. GB/Z 29619.4-2013 tnunu-i9年。，勺，巧9A吐A哇EUO09年QU141io，。白9年qdnJrhdoo

12、-勺d勺qtRU00000牛?9nJndnJ4&A吐4&qf】9LHOndndnJndqJA哇A吐RURUEd-huphdphuRUEdFhunb00000000000OQdQQUOdQUOdQQdQUOdQ血性n换换眈值bnn换uuuu转转u值-5sa-U转换太阳换态uuu的旧旧盯mMu白是口态转uuuuuu状转伏-uuuSUMUMkmvw切拥护以MM川师附M-M-阳一即忧愤制蹄州附卜刷刷帆r(brJt叫时川-W-山h肌议邮啃状M刷UTmuh作议作.山d.-u而LUNUU卜nuiM阳HVV-M码P协机n凡I协aaru-u-11操协蜗牛削川-i川一削削时时时-H-LLmb-如一殖-h-r酌醉拟

13、UMM-h-h-如-理-h-h-肌Mmkk一变-u-u-川-川-川-刊-川一川一山-制山一川一山m肌阳山且肌且mM一口阳山肌肌队配UUUU门山UU-u比-站址站MMMKruMWMWMMWM肌阳刚刚PELFPPcpTRBBBBBBBB主B从MMMMMMPPPPPPPMpppqnd4AEdb巧OOQdnu-9qJA吐Edb巧iooodnu1i?nd4&Fhunb勺tOOQdnu-0，ndA哇Ednb巧iooit111111112222222222333333333344444444445555-vv 表表表表表表表表表表表表表表表表表表表表表表表表表表表表表表表表表表表表表表表表表表表lGB/Z

14、29619.4-2013 表55数据方向.:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 表时在参数通道中占用的八位位组数表57设备类. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 表白控制数据.表59数据宽度.表60媒体控制100表A.1以矩阵形式表示的DL-SUBNETWORK配置102表A.2Acquire_Configuration 102 表A.3获得当前配置的状态机的状态转换 103 表A.4Check_Configuration 105 表A.5Compare_Slave 105

15、 表A.6比较两个配置的状态机的状态转换 107 表A.7比较两个配置矩阵一行的状态机的状态转换 109 V GB/Z 29619.4-2013 剧昌GB/Z 29619(测量和控制数字数据通信工亚控制系统用现场总线类型8:INTERBUS规范目前分为以下6个部分:一第1部分:概述;一一一第2部分:物理层规范和服务定义;一一一第3部分:数据链路服务定义;一一第4部分:数据链路协议规范;第5部分:应用层服务的定义;第6部分:应用层协议规范。本部分为GB/Z29619的第4部分。本部分按照GB/Tl. 1-2009和GB/T20000. 2-2009给出的规则起草。GB/Z 29619修改采用IE

16、C61158:2003(测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线的部分内容，在技术内容上未作调整，在结构上划分成6个部分，以适应不同用户单独使用的需求。为了使用方便，本部分做了下列编辑性修改:a) 根据我国的实际使用情况，按照GB/T1. 1-2009的规定，对原文本进行了编辑性的修改，技术内容完全一致;b) 对原文引用其他国际标准中有被等同或修改采用为我国标准的，本部分用我国标准编号代替对应的国际标准编号，其余未有等同或修改采用为我国标准的国际先进标准，在本部分中均被直接引用。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

17、起草单位:机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、清华大学、西南大学、北京钢铁设计研究总院、上海自动化仪表股份有限公司、上海工业自动化仪表研究所、南京菲尼克斯电气有限公司。本部分主要起草人:梅恪、郑旭、刘枫、包伟华、李百煌、刘朝晖。 GB/Z 29619.4一2013引INTERBUS是数字的串行通信系统.用于控制系统(如可编程序控制器)与工业传感器和执行器类现场设备之间的通信。这些设备包括简单限位开关和阀门，以及测量传感器、测量变送器与执行器，还可以包括复杂的高技术控制系统，如控制驱动、扭矩及过程的控制器等。本部分描述了数据链路协议规范，它与GB/Z26919的其他部分密切相关。GB/Z2691

18、9由基于部分开放系统互连基本参考模型的现场总线三层参考模型所定义是基于部分开放系统互联基本参考模型。为便于管理，两个参考模型都将互连标准范围细分为一系列规范层。通过物理层提供的服务，DL协议为数据链路层用户(如应用层)提供数据链路服务。不同层之间的关系如图l所示。应用层数据链路服务数据链路层t-物理层媒体图1数据链路层和其他层的关系数据链路管理服务DL-protocol提供一种高度优化的方法，在一个互连的主设备与一组从设备之间组成的一个环型拓扑内，实现固定长度的输入/输出数据和可变长度的分段报文的交换。输入/输出数据的交换通过配置是完全同步的，并且不受报文流量的影响。设备是通过它们在环中的位置

19、来隐含地寻址。每一设备的编号、标识和特征都是可以配置的，或者在启动的时候可自动检测。lll . G/Z 29619.4-2013 测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型8:INTERBUS规范第4部分:数据链路协议规范1 范围GB/Z 29619的本部分描述了INTERBUS的数据链路协议。数据链路协议是提供GB/Z29619. 3 定义的数据链路服务所必需的。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。凡是不注目期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 9387.1-1998信息技术开放系统互连

20、基本参考模型第1部分:基本模型(idtISO/ IEC 7498-1:1994) GB/T 9387.3-2008信息技术开放系统互连基本参考模型第3部分:命名与编址ClSO/ IEC 7498-3:1997 , IDT) 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(idtISO/ IEC 10731: 1994) 3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3. 1 参考模型术语和定义GB/T 9387.1-1998和GB/T9387.3-2008界定的下列术语适用于本文件。3. 1. 1 DL地址DLaddress GB/T 9387. 3-2008J

21、 3. 1. 2 DL地址映射DL-address-mapping GB/T 9387.1 1998J 3. 1. 3 DL连接DL-connection GB/T 9387. 1 1998J 3. 1. 4 DL连接端点DL-connection-end-point GB/T 9387.1-1998J 3.1.5 DL连接端点标识符DL-connection-end-point-identifier GB/T 9387.1-1998J 3. 1. 6 DL数据J!DL-data-source GB/T 9387. 1-1998J 3. 1. 7 DL名DL-name GB/T 9387. 3

22、-2008J 3. 1. 8 DL协议DL-protocol GB/T 9387.1-1998J 3. 1. 9 DL协议连接标识符DL-protocol-connection-identifier GB/T 9387.1-1998J 3. 1. 10 DL协议控制信息DL-protocol-control-information GB/T 9387. 1-1998J 3. 1. 11 DL协议数据单元DL-protocol-data-unit GB/T 9387. 1-1998J 3. 1. 12 DL服务连接标识符DL-service-connection-identifier GB/T

23、9387.1-1998J 3. 1. 13 DL服务数据单元DL-service-data-unit GB/T 9387.1-1998J 、.GB/T 9387. 1-1998J GB/T 9387. 1-1998J GB/T 9387.1-1998J D L-user-da ta Layer-management (N)-Entity GB/Z 29619.4-2013 3. 1. 14 3. 1. 15 3. 1. 16 DL-entity Ph-entity C N )-interface-data-unit GB/T 9387. 1 1998J 3. 1. 17 DL-service-

24、data-unitC N = 2) GB/T 9387. 1-1998J 四飞西JU Ph-interface-data-unitC N = 1) DL-service-access-point C N = 2) Ph-service-access-pointC N = 1) GB/T 9387. 1-1998J C N) -service-access-p9int-address DL-service-access-point-address(N = 2) GB/T 9387. 1-1998J GB/T 9387. 1-1998J GB/T 9387. 3-2008J GB/T 9387.

25、1-1998J GB/T 9387. 1-1998J Ph-service-access-point-address( N = 1) Ph-interface-control-information CN)层CN)-LayerDL层CN=2)DL-layer(N=2) Ph层CN=1) Ph-layerCN= D CN)服务C N) -servict DL 服务CN=2)/bL-serviceCN=2) Ph服务CN=:)/Ph盯vice(N=l)(N)服务访问点(N)-service-access-point DL服务访问点(N=2)Ph服务访问点CN=l)CN)服务访问点地址DL服务访问点

26、地址(N=2)Ph服务访问点地址CN=l)Ph接口控制信息Ph接口数据Ph-interface-data 原语名primitive name 复位系统管理3. 1. 18 3. 1. 19 3. 1. 20 3. 1. 21 3. 1. 22 3. 1.23 reset 3. 1. 24 3. 1. 25 r j systems-management 服务约定术语和定义本部分还使用了GB/T179盯2000中界定的数据链路层术语。之二confirm( prin)itive) DL用户数据层管理CN)实体DL实体Ph实体CN)接口数据单元DL服务数据单元CN=2)Ph接口数据单元CN=l)3.

27、1. 26 3.2 3.2.1 证实(原语)3.2.2 数据链路服务原语DL-service-primitive 3.2.3 数据链路服务提供者DL-service-provider 3.2.4 DL-service-user 数据链路服务用户3.2.5 指示(原语)indication C primitive) 3.2.6 请求(原i吾)request( primitive) responseC primitive) 3.2.7 晌应(原语)2 、-一3.2.8 设备device 3.2.9 设备代码device code 3.2.10 DLSAP 3.2. 11 DL(SAP)地址DL(S

28、AP)-address 3.2.12 帧frame3.2.13 主站master 3.2.14 接收DLS-user3.2.15 3.216/Y 从站sl即e3. 3 其他术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.3. 1 总结辑合器bus coupler 将Ph段接入网络或者将Ph段排除在网络外的PhL实体。3.3.2 3.3. 通道长度的INTERBUS设3.3.4 IN数据IN data 主站接收的数据和从站发送的数据。3.3.5 OUT数据OUT data 主站发送的数据和从站接收的数据。3.3.6 参数通道parameter channel 使用客户端/服务器通信模式的非周期传输路径

29、。3.3.7 过程数据通道process data channel G/Z 29619.4-2013 从站和主站之间的传输路径，允许非常有效、高速和周期的传输与过程相关的数据。3 GB;Z 29619.4-2013 3.3.8 接收更新存储区receive update memory 包含从网络接收的数据的存储区域。3.3.9 环段ring segment 顺序连续的一组从站。3.3.10 环段级ring segment level 一个环段的嵌套级号。3.3. 11 传输更新存储区transmit update memory 包含通过网络发送的数据的存储区域。3.3.12 更新时间updat

30、e time 用于数据传输的DLPDU周期两次连续启动之间所需要的时间。4 符号和缩略语下列符号和缩略语适用于本文件。4.1 通用符号和缩略语AT application triggered BAC basic access control BLL basic link layer BLLSDU BLL service data unit BLL RSDU BLL receive service data unit BLL TSDU BLL transmit service data unit CO confirmation CRC DATA DL DLCEP DLE DLI DLL DLM

31、DL岛1SDLPDU DL-Ph DLS DLSAP DLSDU 4 cyclic redundancy check data da ta link layer (as a prefix) DL-connection endpoint DL-entity (the local active instance of the Da ta Link layer) DL-interface DL-layer DL-management (as a prefix) DL-management-service DL-protocol data unit Data Link-Physical (interf

32、ace) DL-service DL-service access point DL-service data unit 应用发起基本访问控制基本链路层BLL服务数据单元BLL接收服务数据单元BLL传输服务数据单元证实循环冗余校验数据数据链路层(用作前缀)DL连接端点见表20DL实体(数据链路层的本地活动实例)DL接口DL层DL管理(用作前缀)DL管理-服务DL协议数据单元数据链路物理(接口)DL服务DL服务访问点DL服务数据单元-一、-G/Z 29619.4-2013 DSAP destination service access point 目的服务访问点FCB frame count b

33、it 帧计数位FCB SET frame counj: bit 帧计数位见表20FCS frame check sequence 帧校验序列FCT function 功能FIFO first-in first-out (queuing method) 先进先出(队列方法)FMS fieldbus message specification 现场总线报文规范GSM get shared memory 获取共享存储区IDL idle 空闲见表20IN mput 输入L status link status 链接状态LBW loopback word 回送字Lsb least significant

34、 bit 最低有效位LLC logical link control 逻辑链接控制M , (m) mandatory 必备岛1ACmedium access control 媒体访问控制MACSDU MAC service data unit MAC服务数据单元岛1sbmost significant bit 最高有效位NT network triggered 网络触发0 , (0) optional 可选OSI open systems mterconnectlOn 开放系统互连OUT output 输出PDL peripherals data link 外围设备数据链路Ph- physic

35、al layer (as a prefix) 物理层(用做前缀)PhE Ph-entity (the local active instance of Ph实体(物理层的本地活动实例)the Physical layer) PhMS Ph-management service Ph管理服务PhL Ph-layer Ph层PhIDU Ph-interface data unit Ph接口数据单元PDLSDU PDL service data unit PDL服务数据单元PhS Ph-service Ph服务PhSAP Ph-service access point Ph服务访问点PM proto

36、col machine 协议机PNMl peripherals network management of Layer 1第1层外围设备网络管理PN肌12peripherals network management of Layer 2第2层外围设备网络管理PSM put shared memory 存放共享存储区QoS quality of service 服务质量RUM receive update memory 接收更新存储区RWA read word again 重i卖宇见表20S selection 选择SM state machine 状态机5 G/Z 29619.4-2013 AAAM PVWmu bQun3寸isend parameter with a