GB T 20171-2006 用于工业测量与控制系统的EPA系统结构与通信规范.pdf

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1、ICS 25.040 N 10 G吕中华人民共和国国家标准G/T 20171-2006 用于工业测量与控制系统的EPA系统结构与通信规范EP A system architecture and communication specification for use in industrial control and measurement systems 2006-05-08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中华人民共和国国家标准用于工业测量与控制系统的EPA系统结构与通信规范GB/T 20171-2006 9峙中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街1

2、6号邮政编码:100045网址电话:6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销9峰开本880X1230 1/16 印张12.75字数404千字2006年11月第版2006年11月第一次印刷头书号:155066. 1-28093 定价62.00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)68533533GB/T 20171-2006 目次目U百E引言.x 1 范围2 规范性引用文件-3 术语和定义43. 1 GB/T 9387中的术语43.2 GB/T 16262-1996中的术语 4 3.3 GB/T 17967-2000中的术语.

3、 5 3.4 IEC 61158-5中的术语 6 3. 5 IEC 61804之中的术语 9 3.6 本标准规定的术语104 符号和缩略语125 约定145. 1 对象定义约定145. 2 服务定义约定155.3 协议状态机的约定166 EPA系统结构176. 1 概述176.2 EPA结构176. 3 网络拓扑结构216.4 EPA设备间的通信过程256.5 EPA系统组态和启动277 EPA数据链路层协议297. 1 概述297.2 数据链路层模型297.3 EPA通信调度规程307.4 EPA通信调度管理实体PDU结构377.5 EPA通信调度管理实体PDU编码388 EPA应用层服务定

4、义408. 1 概念408. 2 数据类型ASE528.3 通信模型规范598.4 EPA应用层服务一览.1049 EPA应用层协议规范1049.1 语法描述.川.104 9. 2 传输语法_.115 9.3 协议状态机概述1399.4 系统管理实体协议状态机140GB/T 20171-2006 9. 5 应用访问实体协议状态机1499. 6 套接宇映射实体协议状态机16010 基于XML的EPA设备描述16210. 1 概述16210.2 EPA可扩展设备描述文件概述16310.3 设备描述文件结构定义16710.4 组态软件接口179附录A(规范性附录)EPA网络安全导则180附录B(规范

5、性附录)基于以太网的物理层附加要求. . . . . . . . . . . . . . .,. 185 附录C(规范性附录)工业以太网设计和安装指导191参考文献. 196 表1服务原语格式示例四表2状态机转换表的约定.16 表3EPA对ISO/O日模型的映射17表4EPA通信调度管理实体EPA_CSME状态转换表32表5EpaPeriodicDataSendingSuc函数描述34表6EpaNonPeriodDataAnnunciation函数描述.34 表7EpaPeriodicDataSending函数描述34表8EpaNonPeriodDataSendingSuc函数描述34表9Ep

6、aFirstNonPeriodDataSending函数描述 34 表10EpaNonPeriodDataPriority函数描述35表11EpaNonPeriodDataTimeEnough函数描述35表12EpaNonPeriodDataSending函数描述35表13EpaEndofNonPeriodDataSending函数描述 35 表14EpaIsDeviceConfigured函数描述36表15EpaCountOffsetTime函数描述 36 表16EpaDataSendingTiming函数描述 36 表17EpaRecEndofNonPeriodDataSending函数描

7、述36表18NonPeriodDataAnnunciation报文编码表38表19非周期数据发送结束声明报文编码表39表20EPA报文编码表. . . . . . . . . . . . . . . .,. 39 表21EPA管理信息库EPAMIB . m 表22EPA系统管理实体服务 73 表23EM_FindTagQuery服务参数74表24EM_FindTagReply服务参数75表25EM一GetDeviceAttribute服务参数76表26EM_DeviceAnnunciation服务参数78表27EM_SetDeviceAttribute服务参数79表28EM_ClearDevi

8、ceAttribute服务参数 81 表29域ASE支持的服务.m表30域的存取组. . . . . . . . 82 表31域的存取权限83H GB/T 20171一2006表32域下载服务的参数.，.84 表33域上载服务参数表34事件管理服务87表35事件对象的存取组.88 表36事件对象的存取权限88表37事件通知服务参数89表38事件通知确认服务参数90表39改变事件条件监视服务参数. 表40变量访问服务.1.1.192表41域的存取组93表42域的存取权限93表心域的存取组95表44域的存取权限m表白变量读服务参数表.96 表46变量写服务参数表97表47信息分发服务参数表.四表4

9、8EPA应用层服务一览104表49Boolean数据类型取值为True时的编码.115 表50Boolean数据类型取值为False编码115表51U nsigned8数据类型编码 115 表52Unsigned16数据类型编码115表53Unsigned32数据类型编码116表54Unsigned64数据类型编码116表55In的数据类型编码.116 表56Int16数据类型编码116表57Int32数据类型编码.117 表58Int64数据类型编码117表59Real数据类型编码117表60VisibleString数据类型编码 117 表们OctetString数据类型编码118表62B

10、itString数据类型编码118表63TimeOfDay数据类型编码118表64BinaryDate数据类型编码.119 表65TimeDifference数据类型编码 119 表66EPAMIBHeader对象编码表120表们EPADevice Descriptor对象编码表 120 表68Sync and Scheduling对象编码表121表69MAX Response Time对象编码表121表70Communication Schedule Management对象编码表 122 表71Device Application Information对象编码表122表72FB Appl

11、ication Information Header对象编码表122表73Domain Application Information Header对象编码表123表74Link Object Header对象编码表. 123 皿GB/T 20171-2006 表75FB Application lnformation对象编码表124表76Link Object对象编码表124表77Domain Application lnformation对象编码表.表78域Domain对象编码表125表79简单变量Variable对象编码表表80事件Event对象编码表.126 表81EPA套接字映射对象

12、.127 表82EPA套接字映射定时器对象编码表127表臼差错对象ErrorType编码表128表84报文结构描述.128表85EM_FindTagQuery服务报文编码表129表86EM_FindTagReply服务报文编码表129表盯EM一GetDeviceAttri bute服务请求编码表130表88EM_GetDeviceAttribute服务正响应编码表130表89EM_GetDeviceAttr讪ute服务负响应编码表.131 表90EM一DeviceAnnunciation服务请求报文编码表 131 表川EM_SetDeviceA ttri bute服务请求报文编码表132表92

13、EM_SetDeviceAttribute服务正响应报文编码表133表93EM_SetDeviceAttribute服务负响应报文编码表133表94EM_ClearDeviceAttribute服务请求报文编码表133表95EM一ClearDeviceAttribute服务负响应报文编码表134表96EM一ClearDeviceAttribute服务负响应报文编码表134表97域下载请求服务报文编码表134表98域下载服务正响应报文编码表134表99域下载服务负响应报文编码表表100域上载请求服务报文编码表.135 表101域上载请求服务正响应报文编码表.135表102域上载请求服务负响应报文

14、编码表. 表103事件通知服务报文编码表.136 表104事件通知确认服务报文编码表.136表105事件通知确认服务正响应报文编码表136表106事件通知确认服务负响应报文编码表.137 表107改变事件条件监视服务报文编码表.137 表108改变事件条件监视服务正响应报文编码表.137 表109改变事件条件监视服务负响应报文编码表137表110变量读请求服务报文编码表.138 表111变量读请求服务报文正响应编码表138表112变量读请求服务报文负响应编码表138表113变量写请求服务报文编码表138表114变量写请求服务正响应报文编码表.139 表1日变量写请求服务负响应报文编码表.139

15、 表116信息分发服务报文编码表139表117应用层用户向系统管理实体发布的原语.140 N G/T 20171-2006 表118系统管理实体向应用层用户发布的原语.140 表119系统管理实体与应用层用户之间交换的原语所用的参数141表120系统管理实体发布给套接宇映射实体的原语141表121套接宇映射实体发布给系统管理实体的原语141表122系统管理实体与套接宇映射实体之间交换的原语所用的参数141表123管理实体状态转换表142表124EpaRcvNewlpAddress函数描述145表125EpaAttribute_Set函数描述145表126EpaRestoreDefaults函数

16、描述146表127EpaNewAddress函数描述 146 表128Restart_EPARepeatTimer函数描述146表129EpaClear_DuplicatePdTagFlag函数描述 146 表130EPARepeatTimerExpire函数描述147表131EpaSend_EM一ReqRspMessage函数描述147表132EpaSend_EM_CommonErrorRsp函数描述 147 表133EpaSntpSyncLost函数描述147表134EpalPAddressCollision函数描述147表135EpaRecvMsg函数描述148表136EpaQueryM

17、atch函数描述148表137EpaMessagelDMatch函数描述 148 表138EpaDevlMatch函数描述148表139EpaPdTag_Match函数描述149表140EpaSet_Attribute_Data函数描述149表141EpaSet_DuplicatePdTagFlag函数描述149表142应用层用户向应用访问实体发布的原语.149 表143应用访问实体向应用层用户发布的原语.150 表144应用访问实体和应用层用户之间交换的原语所用的参数150表145应用访问实体和套接宇映射实体发布的原语150表146套接宇映射实体向应用访问实体发布的原语.150表147应用访

18、问实体和套接字映射实体之间交换的原语所用的参数.150 表148应用访问实体状态描述.151 表149应用层状态表发送方状态转换.151表150应用层服务状态表接收方状态转换.152 表151ServiceType函数描述表152事件通知者向事件对象发布的原语.153 表153事件对象向事件通知者发布的原语.153 表154事件管理的状态取值表.154表155事件状态转换表.154表156域状态取值155表157域管理状态转换表156表158Domain_DownloadSucceed函数描述159表159Domain_ WriteBuffer函数描述159表160Increamentlnvo

19、keDomainCounter函数描述159V GB/T 20171-2006 表161DecreamentlnvokeDomainCounter函数描述160表162传输层和套接宇映射实体之间交换的原语.160 表163传输层和套接宇映射实体之间交换的原语所用的参数160表164套接字映射实体状态描述160表165套接字映射实体状态表发送方事务处理161表166套接字映射实体状态表一一-接收方事务处理161表167ServiceType函数描述162表168根元素表169设备描述文件信息体描述元素167表170设备描述结构体描述元素.168 表171设备标识描述结构体描述元素168表172功

20、能块描述结构体描述元素169表173功能块结构体描述元素169表174功能块基本信息描述结构体描述元素.170 表175简单变量参数描述元素表176枚举变量参数描述子元素174表177数组变量参数描述子元素176表178结构参数变量描述子元素178表179域对象描述元素表A.1域、事件和变量对象的存取组182表A.2域、事件和变量对象的存取权限183表旦1工业以太网通信线缆选用185表B.2工业环境通用要求186表B.3工业防护级别186表B.4铜缆选择通用要求186表B.5铜缆直径选择187表B.6光纤机械特性要求187表B.7光纤类型188表B.8连接器通用要求188表B.9环境对连接器的

21、要求189表B.10铜缆连接器通用要求189表B.11不同环境对铜缆连接器的要求189表B.12光纤连接器通用要求190表B.13 不同环境对光纤连接器的要求190表巳1根据电磁兼容性的电缆分类表C.2机壳外部电缆与干扰源最小距离192表C.3机壳内部电缆与干扰源最小距离192图1EPA通信协议模型.四图2EPA测量与控制系统模型.20 图3EPA系统网络拓扑结构示例图21图4无线局域网EPA现场设备接人模型nw GB/T 20171-2006 A哇RUPOQunu-勺d巧i勺Qunu-ndndA哇RUnb巧句JQd门undQdQU?nu?1i4-Ru-nJqdquq?9nJndndqJndq

22、d4A4&4A哇A哇A哇A吐4A4A4AFDFDFDQnUAUZA吱EdFDFbnbnb户。-ti咱ti1ti咱EA-止1tE41tiEA-ti图换转太心状型旧时.UQU的作模H-uuCHH川川HHHHHHHUHUHHHHUuu构川川-uu-unu-uuuuuuuDHU-tIt-L D 尧.u.uupu扣tp系置um耽UUUUHHHA署. 卜图阳埔阳如胡瞅附用创盹地lM栩栩瞅m图实町束飞型结作M刊理hm例刑流换状转机。态描u意理up结格模系互的i管p结-rm划文交义态态机状备脱恻卜型酥腊识叫Mm纣瞅根问储扣服服L皿何瞅体M时相协问叫川师姑阳现间关模周调柜据据P本层MM互层结层层传立层类实在到机

23、实实协议射型扩可扭扭且扭扭且可叫世且叫阳市血口町蓝白白数回EE才才E与E客推E应EEA定E数EAE协E应事域套XXnu-9JA他俨hdn07OOQunu-OAnJA哇FDEUmi口6Qnu-9ndA结phdtu巧，EUO巧，eoonu-Ti-11111i1A1i1i119-qu?9?9年ququ?nJJJnJnqdnJnd图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图C.l屏蔽层接地法.图C.2保证屏蔽层的连续性194图C.3星形接地法.W 前言本标准的附录A、附录B、附录C为规范性附录。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第四分

24、技术委员会归口。GB/T 20171-2006 本标准起草单位:浙江大学、浙江中控技术股份有限公司、中国科学院沈阳自动化研究所、重庆邮电学院、大连理工大学、清华大学。本标准参加起草单位: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所、北京华控技术有限责任公司。本标准起草人:椅健、金建样、王宏、冯冬芹、徐皑冬、王平、仲崇权、杨徊福、缪学勤。本标准参加起草人:梅恪、陈小枫、欧阳劲松、王忠锋、李卓函、魏剑罩、刘丹、张利、马万里、张鑫龙。E GB/T 20171-2006 引当前，以太网和无线通信技术在工业企业综合自动化系统中的信息管理层、监控级网络得到了广泛应用，并有直接向下延伸，应用

25、于工业测量与控制系统的现场设备级网络的趋势。从ISO/OSI开放系统互连参考模型来看，以太网和无线通信规范只映射为其中的物理层和数据链路层;而在网络层和传输层，目前以TCP/IP协议为主(已成为基于以太网的事实上的标准)。而对较高的层次，会话层、表示层、应用层等没有作技术规定。如果只有Ethernet、TCP/IP这低四层协议规范，只能保证连接到以太网上的设备进行互连，不能保证它们之间的信息互访，因此有必要定义应用层规范，以实现基于以太网和元钱技术的工业测量和控制仪表与系统之间的可互操作。同时，还需要定义相应的机制，实现基于以太网和无线通信的确定性通信。GB/T 20171-2006=3. 1

26、. 3 应用服务元素appligBtj 应用层向应用程序3. 1.4 通信校是在一3. 1. 5 由功能块类3. 1. 6 功能块实例3. 1. 7 功能单元3. 1. 8 可互操作性inte 用户层实体应用FA3.1.9 套接字socket 协议访问点的接口抽象，一个3. 1. 10 状态机status machine 反应了一个通信对象在通信过程中的状态变化。3. 1. 11 传送语法transfer syntax 用于在开放系统之间传送数据的抽象和具体语法。3. 2 GB/T 16262-1996中的术语本标准引用GBT16262-1996中定义的下列术语。4 3. 2. 1 对象标识符object identifier 标识一个对象的唯一符号。3.2.2 类型type软件要素，说明了所有该类型实例所具有共享的共同特性。3. 2.3 数据链路调度策略Data Link Scheduling policy 数据链路层用户提交的作业以何种策略被调度到某节点服务器上。3. 2. 4 3. 2.5