GB T 31230.5-2014 工业以太网现场总线EtherCAT 第5部分 应用层服务定义.pdf
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1、GB ICS 25.040 N 10 中华人民共和国国家标准GB/T 31230.5-2014 工业以太网现场总线EtherCAT第5部分:应用层服务定义2015田04-01实施Industrial ethernet fieldbus EtherCAT一Part 5: Application Layer service definition 2014-09-30发布发布中华人民共和国同家质量监督检验检瘦总局中国国家标准化管理委员会也飞。ms伪by5到自盯摇过JVV川剧附命、su际网G/T 31230.5-2014 目次前言.v l 范围-1.1 本部分与IEC标准的关系-1. 2 概述1. 3
2、 规范l1. 4 一致性.2 2 规范性引用文件.2 3 术语、定义、符号、缩略语和约定23.1 参考模型术语和定义.2 3.2 服务约定术语和定义33.3 应用层和数据链路服务术语和定义43.4 通用符号和缩略语83.5 约定94 概念104.1 一般概念104.2 类型特定概念105 数据类型ASEM5.1 概述M5.2 数据类型对象的形式化定义165.3 FAL定义的数据类型 16 5.4 数据类型ASE服务规范256 通信模型规范.25 6.1 ASE 25 6.2 AR 94 参考文献.103 罔l生产者消费者模型.罔2客户机服务器模型罔3服务器触发调用. 阁4从站参考模型四罔5简单
3、的从站设备.罔6复杂的从站设备.罔7主站功能概述日闯8过程输出数据序列m罔9过程输入数据序列m二甲、.GB/T 31230.5一20144dtRURUGdqdnunu-171uqJ卢UFaponbnbqdA哇A飞JJEDbAUZATAU-4&A吐口3EDFUEDED-UJEDE3t3J勺QUQUQUQUODQd百7百7列序列列序列.列序载序序传序. 列序载下载传上传配列列序,时下。下上。上分序序d山|且mmmmm卜m甜甜功附孙附川阳模S个SS个S罗HHP务务剧引峨肤川失忙QLE州队引肿颁肘脚侦肺卜仲射服服服远副外肝肝肝刷刷且们帧服的功的的功的信服序川职知mmmm序读读写写写的功机E功成功功成杠
4、。急令击PPPPEEEEEE功成成不戚戚不成mJ紧命阳同hhLMUbhhhmhhm成不Mnu-9ndA吐Fhdnb巧OOQdnu-9年qJA哇FhUFOioOQnu-内LnJ4&-i唱I1i111i1i1i111ti-叮乙L。L?OL?。,?门LndndququqJ罔图图图图图图图图图罔罔罔图图图阁图图图图图罔图罔QOQdAUOOQdnuA哇nunv?qd9年?qJqJquA哇4nORUFORUa -nu+L a-end D tuuuudmm由au . 兴TFb,d4EL aamTHHHH刘mhmfDMLHHUHENX HDh巾ddXELF-aaLJAP川run-ooqdMtE um甲们U.
5、i面nhdhok白leu队叫矿wwmm-p44Etofooku mmMmMd区DD叫门白白-mRWWR)mxmmL伊HHHmmmm叮PAPALSSSSSS nu-117JA哇Edpb勺t口6od-iHH表表表表表表表表表表表G/T 31230.5-2014 表12SDO Upload Normal 63 表13Upload SDO Segment 65 表14Abort SDO Transfer 65 表15Get OD List . . 66 表16OD List Segment 67 表17Get Object Description . 68 表18Get Entry Descripti
6、on 69 表19Object Entry Segment 72 表20Emergency 73 表21RxPDO 73 表22TxPDO 74 表23RxPDO remote transmission 74 表24TxPDO remote transmission 75 表25Initiate EoE 79 表26EoE Fragment . . . . . . . . . . . . . . 80 表27Set IP Parameter 81 表28Set Address Filter 82 表29FoE Read 87 表30FoE Write 87 表31FoE Data 88 表32
7、FoE Ack 88 表33FoE Busy 89 表34FoE Error 89 表35MBX read 91 表36MBX Write 92 表37MBX Read Upd m 表38AL管理原语和ESM服务原语. 94 表39AL Control 101 表40AL state change 102 用山目U昌GB/T 31230(工业以太网现场总线EtherCAT分为以下6个部分:第1部分:概述一一第2部分:物理层服务和协议规范一第3部分:数据链路层服务定义一一第4部分:数据链路层协议规范一一一第5部分:应用层服务定义一一第6部分:应用层协议规范本部分为GB/T31230的第5部分。本
8、部分按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。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。GB/T 31230.5-2014 本部分起草单位:机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、北京仪综测业科技发展有限公司、西南大学、上海自动化仪表股份有限公司、中科院(沈阳)自动化研究所、清华大学、北京航空航天大学、北京交通大学、北京和利时系统工程有限公司、中科院计算所顺德分所、欧姆龙工业自动化公司、倍福北京分公司、ETG中国。本部分主要起草人:谢素芬、高镜媚、刘丹、刘枫、包伟华、杨志家、王雪、刘艳强、范瑜、罗安、陈冰冰、李天兵、关鹏、范斌、程庚
9、。V 1 范围工业以太网现场总线EtherCAT第5部分:应用层服务定义1.1 本部分与IEC标准的关系GB/T 31230的本部分依赖于IEC61158系列文件类型12中相对应的部分。1.2 概述GB/T 31230.5-2014 现场总线应用层CFAL)为用户程序提供一种访问现场总线通信环境的方法,以此观点,FAL可以看作相应应用程序间的窗口。针对EtherCAT现场总线的自动化环境和材料,本部分为应用程序之间基本的时间关键及非时间关键信息的交流提供公共要素。时间关键一词代表存在一个时窗,在此时窗内,要求完成一个或多个有明确定义的指定动作。在时窗内没有完成指定的动作,有可能造成需要该动作的
10、应用的失败,甚至会影响设备、厂房及人身安全。本部分以一种抽象的方式定义由不同类型的现场总线应用层提供的外部可视的服务,含以下方面:a) 用来定义用户能通过使用FAL服务来操作的应用资源(对象)的抽象模型;b) 服务原语的动作和事件:c) 原语动作和事件相关的参数以及它们采用的格式;d) 动作和事件之间的关系及其有效顺序。本部分的目的是为下列两项定义服务:1) 在用户与现场总线参考模型之间的边界处的FAL用户;2) 在应用层与现场总线参考模型的系统管理之间的边界处的系统管理。本部分指定了在IEC现场总线应用层的结构和服务,并与OSI基本参考模型CGB/T9387)及OSI应用层结构CGB/T17
11、176)相一致。包含在应用过程中的FAL应用实体(AE)提供FAL服务和协议。FALAE由一组面向对象的应用服务单元CASE)和一个管理AE的层管理实体CLME)组成。ASE提供操作一组应用过程对象CAPO)类的通信服务。在FALASE中有一个管理ASE,它能提供一组用于FAL类实例管理的通用服务。从应用的角度,尽管这些服务定义了请求和响应怎样被发布和传送,但它们都不包括关于请求和响应中的应用发布和传送内容的规范。也就是,应用的行为方面没有被定义。只对它们可以发送/接收什么样的请求和响应进行了明确定义。这使得FAL用户在标准化这种对象行为时更具灵活性。除了这些服务之外,在该部分中也定义了一些支
12、持服务,以提供对控制操作的某些方面的FAL的访问。1.3 规范本部分的主要目的是定义适合于时间关键通信的应用层概念性服务的特点,并以此补充OSI基本参考模型,来指导服务于时间关键的应用层协议的开发。其次的目的是为了从现有的工业通信协议中另辟路径。本部分可作为正式应用编程接口的根据。不过,它不是正式的编程接口,任何正式的接口都需要解GB/T 31230.5-2014 决本部分未涉及的实现问题,包括:a) 各种多八位位组服务参数的大小和八位位组的排序;b) 成对的请求和证实,或指示和响应原语之间的相关性。1. 4 一致性本部分不指定个别的实现或产品,也不具体约束E业自动化系统中的应用层实体的实现。
13、本部分虽然没有与设备的一致性,然而,通过执行相应的满足本部分中任意给定类型的应用层服务定义的应用层协议口I以实现一致性。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H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 1988 .1998 信息技术信息交换用七位编码字符集GB/T 9387(所有部分)信息技术开放系统互连基本参考模型GB 13000 信息技术通用多八位编码字符集(UCS)GB/T 15969.3 口J编程序控制器第3部分:编程语言GB/T 17176信息技术开放系统互连应用层结构GB/T 17
14、967 信息技术开放系统互连基本参考模型OSI服务定义约定IEC/TR 611581:2010 工业通信网络现场总线规范第l部分:IEC61158和IEC61784系列标准概述和导则(Industrialcommunication networks Fieldbus specifications Part 1: Overview and guidance for the IEC 61158 and IEC 61784 series) IEC 61158-3-12 工业通信网络现场总线规范第3-12部分:数据链路层服务定义类型12元京(Industrialcommunication networ
15、ks - Fieldbus specifications- Part 3-12: data-link layer service definition - Type 12 elements) ISO/IEC 8802-3信息技术系统间通信和信息交换局域网和城域网特殊要求第3部分:带冲突检测的载波侦昕多路访问CCSMA/CD的访问方法和物理层规范口nformationtechnology - Tele-communications and information exchange between systems- -Local and metropolitan area networks Spe
16、cific requirements -Part 3: Carrier sense multiple access with collision detection (CSMA/CD) ac cess method and physical layer specifications IEEE 802.1D用于局域网和城域网的IEEE标准-公共规范媒体访问控制CMAC)网桥IEEEstandard for local and metropolitan area networks-Common specifications Media access control (MAC) Bridges; a
17、vailable at http:/www.ieee.org IETF RFC 791 闲特网协议DARPA同特网程序协议规范CInternetProtocol darpa internet pro gram protocol specification; available at http:/www.ietf. org) 3 术语、定义、符号、缩略语和约定下列术语、定义、符号、缩略语和约定适用于本文件。3.1 参考模型术语和定义3. 1. 1 对应CN)实体correspondent (N) -entities 2 对应AL实体correspondent AL-entities C N =
18、7) 3.1.2 CN)实体CN)-entity AL实体CN=7)AL-entity CN=7) 3. 1. 3 CN)层CNHayerAL层CN=7)AL-Iayer CN= 7) 3. 1. 4 层管理layer-management 3. 1. 5 对等实体peer-entities 3. 1.6 原语名primitive name 3. 1. 7 AL协议AL-protocoI 3. 1. 8 AL协议数据单元AL-protocoI-data-unit 3. 1.9 复位reset 3. 1. 10 路由routing 3. 1. 11 分段segmenting 3. 1. 12 C
19、N)服务C N) -service AL服务CN = 7) AL-service C N = 7 ) 3. 1. 13 AL服务数据单元AL-service-data-unit 3. 1. 14 AL单工传输AL-simplex-transmission 3. 1. 15 AL子系统AL-subsystem 3. 1. 16 系统管理systems-management 3.1.17 AL用户数据AL-user-da ta 3.2 服务约定术语和定义3.2.1 接受者acceptor 3.2.2 不对称服务asymmetricaI service GB/T 31230.5-2014 GB/T
20、9387.1 J GB/T 9387.1J GB/T 9387.1J GB/T 9387.1J GB/T 9387.1J GB/T 9387.3J GB/T 9387.1J GB/T 9387.1J GB/T 9387.1J GB/T 9387.1J GB/T 9387.1J GB/T 9387.1J GB/T 9387.1 J GB/T 9387.1 J GB/T 9387.1J GB/T 9387.1 J GB/T 9387.1J GB/T 17967J GB/T 17967J 3 GB/T 31230.5-2014 3.2.3 证实(原语)confirm (primitive) 请求者.
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