DIN EN 61158-4-16-2008 Industrial communication networks - Fieldbus specifications - Part 4-16 Data-link layer protocol specification - Type 16 elements (IEC 61158-4-16 2007) Engli.pdf

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1、September 2008DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 35DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS

2、35.100.20; 35.160; 35.240.50!$NnC“1437532www.din.deDDIN EN 61158-4-16Industrielle Kommunikationsnetze Feldbusse Teil 4-16: Protokollspezifikation des Data Link Layer(Sicherungsschicht) Typ 16-Elemente (IEC 61158-4-16:2007);Englische Fassung EN 61158-4-16:2008, nur auf CD-ROMIndustrial communication

3、networks Fieldbus specifications Part 4-16: Data-link layer protocol specification Type 16 elements(IEC 61158-4-16:2007);English version EN 61158-4-16:2008, only on CD-ROMRseaux de communication industriels Spcifications des bus de terrain Partie 4-16: Spcification des protocoles des couches de liai

4、son de donnes Elmentsde type 16 (CEI 61158-4-16:2007);Version anglaise EN 61158-4-16:2008, seulement en CD-ROMMit DIN EN 61158-4-1:2008-09, DIN EN 61158-4-2:2008-09, DIN EN 61158-4-3:2008-09,DIN EN 61158-4-4:2008-09, DIN EN 61158-4-7:2008-09, DIN EN 61158-4-8:2008-09,DIN EN 61158-4-11:2008-09, DIN E

5、N 61158-4-12:2008-09, DIN EN 61158-4-13:2008-09,DIN EN 61158-4-14:2008-09, DIN EN 61158-4-17:2008-09, DIN EN 61158-4-18:2008-09 undDIN EN 61158-4-19:2008-09 Ersatz fr DIN EN 61158-4:2005-05;teilweiser Ersatz fr DIN EN 61491:1999-11Siehe jedoch Beginn der GltigkeitAlleinverkauf der Normen durch Beuth

6、 Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatzvermerksiehe untenwww.beuth.deErsatzvermerkGesamtumfang 111 SeitenDIN EN 61158-4-16:2008-09 2 Beginn der Gltigkeit Die von CENELEC am 2008-02-01 angenommene EN 61158-4-16 gilt als DIN-Norm ab 2008-09-01. Daneben darf DIN EN 61158-4:2005-05 und DIN EN 61491:1999-11 noc

7、h bis 2011-02-01 angewendet werden. Nationales Vorwort Mit DIN EN 61158-4-1:2008-09, DIN EN 61158-4-2:2008-09, DIN EN 61158-4-3:2008-09, DIN EN 61158-4-4:2008-09, DIN EN 61158-4-7:2008-09, DIN EN 61158-4-8:2008-09, DIN EN 61158-4-11:2008-09, DIN EN 61158-4-12:2008-09, DIN EN 61158-4-13:2008-09, DIN

8、EN 61158-4-14:2008-09, DIN EN 61158-4-17:2008-09, DIN EN 61158-4-18:2008-09 und DIN EN 61158-4-19:2008-09 Ersatz fr DIN EN 61158-4:2005-05. Mit DIN EN 61158-2:2008-09, DIN EN 61158-3-16:2008-09, DIN EN 61158-5-16:2008-09, DIN EN 61158-6-16:2008-09, DIN EN 61800-7-2041)und DIN EN 61800-7-3041)Ersatz

9、fr DIN EN 61491:1999-11. Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN EN 61158-400:2006-11. Fr diese Norm ist das nationale Arbeitsgremium K 956 Feldbus“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE (www.dke.de) zustndig. Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom S

10、C 65C Industrial networks“ erarbeitet. Das IEC-Komitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zu dem Datum (maintenance result date) unverndert bleiben soll, das auf der IEC-Website unter http:/webstore.iec.ch“ zu dieser Publikation angegeben ist. Zu diesem Zeitpunkt wird entspreche

11、nd der Entscheidung des Komitees die Publikation besttigt, zurckgezogen, durch eine Folgeausgabe ersetzt oder gendert. Fr den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bil

12、d usw.) bezieht sich die Verweisung auf die jeweils neueste gltige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm. Fr den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in Bezug genommene Ausgabe der Norm. Der Zusammenhang der zitierten Normen mit den entsprechend

13、en Deutschen Normen ergibt sich, soweit ein Zusammenhang besteht, grundstzlich ber die Nummer der entsprechenden IEC-Publikation. Beispiel: IEC 60068 ist als Europische Norm EN 60068 durch CENELEC bernommen und als DIN EN 60068 ins Deutsche Normenwerk aufgenommen. 1) In Vorbereitung. DIN EN 61158-4-

14、16:2008-09 3 Einfhrung Ein Feldbus ist ein digitaler serieller Datenbus fr die Kommunikation zwischen Gerten der industriellen Automatisierungstechnik wie beispielsweise Messeinrichtungen, Stellgliedern, Reglern und speicherprogram-mierbaren Steuerungen. Die Normen der Reihe DIN EN 61158 legen eine

15、Anzahl von Feldbus-Protokolltypen fest. Die vorliegende Norm legt das Protokoll des Data Link Layer fr Typ 16-Elemente fest (SERCOS I und II). Dieser war in den unten aufgefhrten frheren Ausgaben nicht enthalten. nderungen Gegenber DIN EN 61158-4:2005-05 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Str

16、eichung des Typ 6-Feldbusses und des Platzhalters fr einen Data Link Layer des Typ 5-Feldbusses wegen zu geringer Marktbedeutung; b) Hinzufgung von weiteren Feldbustypen; c) Aufteilung in mehrere Teile, jeweils als 4-1, 4-2, , 4-19 benummert. Gegenber DIN EN 61491:1999-11 wurden folgende nderungen d

17、urchgefhrt: a) 8-Mbit/s und 16-Mbit/s-Physical Layer bercksichtigt (sog. SERCOS II), siehe hierzu auch DIN EN 61784-12); b) Kommunikationsbezogene Teile in DIN EN 61158-2:2008-09, DIN EN 61158-3-16:2008-09, DIN EN 61158-4-16:2008-09, DIN EN 61158-5-16:2008-09 und DIN EN 61158-6-16:2008-09 bernommen;

18、 c) Anwendungsbezogene Teile in DIN EN 61800-7-2041)und DIN EN 61800-7-3041)bernommen. Frhere Ausgaben DIN V 19245-1: 1988-01 DIN 19245-1: 1991-04 DIN 19245-2: 1991-04 DIN EN 50170-1: 1997-07 DIN EN 50170-2: 1997-07 DIN EN 50170-3: 1997-07 DIN EN 50254: 1999-07 DIN EN 61491: 1999-11 DIN EN 50170/A1:

19、 2002-11 DIN EN 50170/A2: 2000-08 DIN EN 50170/A3: 2002-11 DIN EN 61158-4: 2005-05 1)In Vorbereitung. 2)2. Ausgabe in Vorbereitung. DIN EN 61158-4-16:2008-09 4 Leerseite EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EN 61158-4-16 Februar 2008 ICS 35.100.20; 25.040.40 Ersatz fr EN 61158-4:2004 un

20、d 61491:1998 (teilweise)Deutsche Fassung Industrielle Kommunikationsnetze Feldbusse Teil 4-16: Protokollspezifikation des Data Link Layer (Sicherungsschicht) Typ 16-Elemente (IEC 61158-4-16:2007) Industrial communication networks Fieldbus specifications Part 4-16: Data-link layer protocol specificat

21、ion Type 16 elements (IEC 61158-4-16:2007) Rseaux de communication industriels Spcifications des bus de terrain Partie 4-16: Spcification des protocoles des couches de liaison de donnes Elments de type 16 (CEI 61158-4-16:2007) Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2008-02-01 angenommen. Die CEN

22、ELEC-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliogr

23、aphischen Angaben sind beim Zentralsekretariat oder bei jedem CENELEC-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CENELEC-Mitglied in eigener Verantwortung durch bers

24、etzung in seine Landessprache gemacht und dem Zentralsekretariat mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen. CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland,

25、 Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. CENELEC Europisches Komitee fr Elektrotec

26、hnische Normung European Committee for Electrotechnical Standardization Comit Europen de Normalisation Electrotechnique Zentralsekretariat: rue de Stassart 35, B-1050 Brssel 2008 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den Mitgliedern von CE

27、NELEC vorbehalten. Ref. Nr. EN 61158-4-16:2008 DDIN EN 61158-4-16:2008-09 EN 61158-4-16:2008 2 Vorwort Der Text des Schriftstcks 65C/474/FDIS, zuknftige 1. Ausgabe von IEC 61158-4-16, ausgearbeitet von dem SC 65C Industrial networks“ des IEC/TC 65 Industrial-process measurement, control and automati

28、on“, wurde der IEC-CENELEC Parallelen Abstimmung unterworfen und von CENELEC am 2008-02-01 als EN 61158-4-16 angenommen. Dieser und die weiteren Teile der Normenreihe EN 61158-4 ersetzen EN 61158-4:2004. Zusammen mit EN 61158-2:2008 und denjenigen Normen der Reihe EN 61158, die Typ 16 betreffen, ers

29、etzt sie auch teilweise EN 61491:1998, die gegenwrtig berarbeitet wird (um als Technischer Bericht herausgegeben zu werden). Gegenber EN 61158-4:2004 wurden die folgenden nderungen durchgefhrt: Streichung des Typ 6-Feldbusses und des Platzhalters fr einen Data Link Layer des Typ 5-Feldbusses wegen z

30、u geringer Marktbedeutung; Hinzufgung von weiteren Feldbustypen; Aufteilung in mehrere Teile, jeweils als 4-1, 4-2, , 4-19 benummert. Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem die EN auf nationaler Ebene durch Verffentlichung einer identischen nationalen Norm oder durch Anerkennun

31、g bernommen werden muss (dop): 2008-11-01 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die der EN entgegenstehen, zurckgezogen werden mssen (dow): 2011-02-01 ANMERKUNG Die Anwendung einiger der aufgefhrten Protokolltypen wird durch die Inhaber der Rechte an geistigem Eigentum hieran eingeschrnkt. Die Zu

32、sage zur begrenzten Freigabe ihrer Rechte an geistigem Eigentum durch die Inhaber erlaubt in jedem Fall die Anwendung eines bestimmten Data Link Layer-Protokolls zusammen mit einem Physical Layer- und einem Application Layer-Protokoll in Typzusammenstellungen, die in der Normenreihe EN 61784 angegeb

33、en sind. Die Anwendung der verschiedenen Protokolltypen in anderen Zusammenstellungen erfordert mglicherweise die Erlaubnis des jeweiligen Inhabers der Rechte an dem entsprechenden geistigen Eigentum. Der Anhang ZA wurde von CENELEC hinzugefgt. Anerkennungsnotiz Der Text der Internationalen Norm IEC

34、 61158-4-16:2007 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung als Europische Norm angenommen. In der offiziellen Fassung sind unter Literaturhinweise“ zu den aufgelisteten Normen die nachstehenden Anmerkungen einzutragen: IEC 61158-5-16 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 61158-5-16:2008 (nicht modifiziert

35、). IEC 61158-6-16 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 61158-6-16:2008 (nicht modifiziert). IEC 61784-1 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 61784-1:2008 (nicht modifiziert). DIN EN 61158-4-16:2008-09 EN 61158-4-16:2008 3 CONTENTS INTRODUCTION 8 1 Scope 9 1.1 General.9 1.2 Specifications9 1.3 Procedures9 1.4 Appl

36、icability.9 1.5 Conformance.9 2 Normative references .10 3 Terms, definitions, symbols, abbreviations and conventions10 3.1 Reference model terms and definitions 10 3.2 Service convention terms and definitions .12 3.3 Other terms and definitions13 3.4 Abbreviations 17 3.5 Symbols 19 3.6 DLPDU IDN co

37、ncept20 4 DL-protocol overview20 5 Basic DLPDU structure.21 5.1 Overview.21 5.2 MST DLPDU22 5.3 MDT DLPDU .23 5.4 AT DLPDU 30 6 Network management methods.37 6.1 Overview.37 6.2 Enable and disable cyclic communication 37 6.3 File transfer.42 6.4 Status procedures .43 7 Data transmission methods 43 7

38、.1 Overview.43 7.2 SVC 44 7.3 RTC 55 8 DL management .56 8.1 Overview.56 8.2 Access to PhL .56 9 Error handling and monitoring.61 9.1 Invalid telegrams .61 9.2 Response to MDT and AT telegram failure.61 9.3 Reaction to handshake timeout63 9.4 Service channel error messages63 9.5 Reaction to error me

39、ssages in the service channel 65 9.6 Error counters in the master and the slave.65 9.7 Error effects on communication phases .67 9.8 Monitoring in the master 67 9.9 Monitoring in the slave.68 Annex A (normative) IDN Identification numbers70 DIN EN 61158-4-16:2008-09 EN 61158-4-16:2008 4 A.1 IDN spec

40、ification .70 A.2 Identification numbers in numerical orders.77 A.3 Detailed specification of communication-related IDNs 78 Bibliography .106 Annex ZA (normative) Normative references to international publications with their corresponding European publications 106 Figure 1 Relationships of DLSAPs, D

41、LSAP-addresses and group DL-addresses.15 Figure 2 Master service INFO field k 25 Figure 3 Structure of the master data telegram 26 Figure 4 Device service INFO field m.31 Figure 5 Timing of U/D bits in CP5.35 Figure 6 Timing of U/D bits in CP6.37 Figure 7 Switching to CP0 .42 Figure 8 Phase transiti

42、ons .43 Figure 9 Service channel handling diagram45 Figure 10 Communication step proceeding diagram .47 Figure 11 State machine for procedure command execution.52 Figure 12 Interaction of procedure command control and acknowledgement.53 Figure 13 Procedure command execution without interrupt.54 Figu

43、re 14 Procedure command execution with interrupt54 Figure 15 Procedure command execution with error message 55 Figure 16 Access to the transfer medium .57 Figure 17 Timing diagram for CP0 .58 Figure 18 Telegram transmission starting times of CP1 and CP258 Figure 19 Timing diagram for cyclic operatio

44、n 58 Figure 20 Telegram transmission times in CP5.60 Figure 21 Telegram transmission times in CP6.60 Figure 22 Required time intervals between telegrams 61 Figure A.1 General IDN structure.71 Figure A.2 IDN name structure.71 Figure A.3 IDN data unit structure74 Figure A.4 Structure of IDN operation

45、data with variable length 75 Figure A.5 Example of the structure of an IDN-list76 Figure A.6 SLKN example93 Table 1 General telegram structure21 Table 2 BOF field 21 Table 3 Device address field22 Table 4 FCS field.22 Table 5 Master synchronization telegram structure.22 Table 6 MST INFO field .23 Ta

46、ble 7 Data fields of the master data telegram .23 Table 8 Master real-time data (for each device) .24 DIN EN 61158-4-16:2008-09 EN 61158-4-16:2008 5 Table 9 Control word description (DLL) 24 Table 10 Structure of the ID request telegram in CP1.25 Table 11 Structure of MDT in CP526 Table 12 Structure

47、 of Data Record in MDT in CP527 Table 13 File block size in CP5 27 Table 14 U/D control word in CP5 27 Table 15 Structure of MDT in CP628 Table 16 Structure of data record field in MDT in CP6 29 Table 17 U/D control word in CP6 29 Table 18 Data field of the acknowledge telegram30 Table 19 AT real-ti

48、me data (for each device).30 Table 20 Status word description (DLL)31 Table 21 Structure of the ID acknowledge telegram in CP1 32 Table 22 Structure of the operation data of device m in acknowledge telegram.32 Table 23 Structure of AT in CP5.33 Table 24 Structure of data record in AT in CP5 33 Table

49、 25 U/D status word in CP5 .33 Table 26 File block index in CP534 Table 27 Structure of AT in CP6.35 Table 28 Structure of data record in AT in CP6 35 Table 29 File block size in CP6 35 Table 30 U/D status word in CP6 .36 Table 31 File block index in CP637 Table 32 List of IDNs element and step numbers46 Table 33