DIN EN 61158-4-2-2015 Industrial communication networks - Fieldbus specifications - Part 4-2 Data-link layer protocol specification - Type 2 elements (IEC 61158-4-2 2014) English v.pdf

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1、September 2015DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDEPreisgruppe 52DIN 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.IC

2、S 35.100.20; 35.160!%BBf“2313167www.din.deDDIN EN 61158-4-2Industrielle Kommunikationsnetze Feldbusse Teil 4-2: Protokollspezifikation des Data Link Layer(Sicherungsschicht) Typ 2-Elemente (IEC 61158-4-2:2014);Englische Fassung EN 61158-4-2:2014, nur auf CD-ROMIndustrial communication networks Field

3、bus specifications Part 4-2: Data-link layer protocol specification Type2elements(IEC 61158-4-2:2014);English version EN 61158-4-2:2014, only on CD-ROMRseaux de communication industriels Spcifications des bus de terrain Partie 4-2: Spcification du protocole de la couche liaison de donnes lments dety

4、pe 2 (CEI Version anglaise EN 61158-4-2:2014, seulement en CD-ROMAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN EN 61158-4-2:2013-01Siehe Anwendungsbeginnwww.beuth.deGesamtumfang 340 Seiten61158-4-2:2014);DIN EN 61158-4-2:2015-09 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr die

5、 von CENELEC am 2014-09-19 angenommene Europische Norm als DIN-Norm ist 2015-09-01. Fr DIN EN 61158-4-2:2013-01 besteht eine bergangsfrist bis 2017-09-19. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN EN 61158-400:2013-08. Fr dieses Dokument ist das nationale Arbeitsgremium K 956 Feldbus“

6、der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE (www.dke.de) zustndig. Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom SC 65C Industrial networks“ erarbeitet. Das IEC-Komitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zu dem Datum (stability date) unver

7、ndert bleiben soll, das auf der IEC-Website unter http:/webstore.iec.ch“ zu dieser Publikation angegeben ist. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung des Komitees die Publikation besttigt, zurckgezogen, durch eine Folgeausgabe ersetzt oder gendert. Fr den Fall einer undatierten Verwei

8、sung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die Verweisung auf die jeweils neueste gltige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm. Fr den Fall einer datierten Verweisung im normativ

9、en Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in Bezug genommene Ausgabe der Norm. Der Zusammenhang der zitierten Normen mit den entsprechenden Deutschen Normen ergibt sich, soweit ein Zusammenhang besteht, grundstzlich ber die Nummer der entsprechenden IEC-Publikation. Beispiel: IEC 60068 ist a

10、ls EN 60068 als Europische Norm durch CENELEC bernommen und als DIN EN 60068 ins Deutsche Normenwerk aufgenommen. Das Prsidium des DIN hat mit Prsidialbeschluss 1/2004 festgelegt, dass DIN-Normen, deren Inhalt sich auf internationale Arbeitsergebnisse der Informationsverarbeitung grndet, unter besti

11、mmten Bedingungen allein in englischer Sprache verffentlicht werden drfen. Diese Bedingungen sind fr die vorliegende Norm erfllt Da sich die Benutzer der vorliegenden Norm der englischen Sprache als Fachsprache bedienen, wird die Englische Fassung der EN 61158-4-2 verffentlicht. Zu deren Abschnitt 1

12、, der den Anwendungsbereich fest-legt, und Abschnitt 3, der die Begriffe festlegt, wurde eine bersetzung angefertigt und als Nationaler An-hang NA der vorliegenden Norm hinzugefgt. Fr viele der verwendeten Begriffe existieren keine gebruchli-chen deutschen Benennungen, da sich die deutschen Anwender

13、 in der Regel ebenfalls der englischen Be-nennungen bedienen. Diese Norm steht nicht in unmittelbarem Zusammenhang mit Rechtsvorschriften und ist nicht als Sicherheitsnorm anzusehen Einfhrung Ein Feldbus ist ein digitaler serieller Datenbus fr die Kommunikation zwischen Gerten der industriellen Auto

14、matisierungstechnik wie beispielsweise Messeinrichtungen, Stellgliedern, Reglern und speicher-programmierbaren Steuerungen. Die Normen der Reihe DIN EN 61158 legen eine Anzahl von Feldbus-Protokolltypen fest. Die Reihe DIN EN 61158-4 legt das Protokoll des Data Link Layer fr die einzelnen Ty-pen fes

15、t. nderungen Gegenber DIN EN 61158-4-2:2013-01 wurden folgende nderungen vorgenommen: DIN EN 61158-4-2:2015-09 3 a) ControlNet-Objekte in 7.2 auf den neuesten Stand gebracht; b) das TCP/IP-Interface-Objekt in 7.5 erweitert; c) das Ethernet Link-Objekt in 7.6 erweitert; d) das CCO-Objekt in 7.8 erwei

16、tert; e) das DLR-Objekt in 7.9 auf den neuesten Stand gebracht; f) das QoS-Objekt in 7.10 auf den neuesten Stand gebracht; g) ein Port-Objekt in 7.11 hinzugefgt; h) die DL-Zustandsmaschinen in 8.1 und 9.2 auf den neuesten Stand gebracht; i) das DLR-Protokoll in Abschnitt 10 auf den neuesten Stand ge

17、bracht; j) redaktionelle berarbeitung; k) Indikator-Verhalten in A.2.2 und A.2.3 auf den neusten Stand gebracht. 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 50170

18、/A2: 2000-08 DIN EN 50170/A1: 2002-11 DIN EN 50170/A3: 2002-11 DIN EN 61158-4: 2005-05 DIN EN 61158-4-2: 2008-09, 2013-01 Nationaler Anhang NA (informativ) 1 AnwendungsbereichN1)1.1 Allgemeines Der Data Link Layer stellt grundlegende zeitkritische Kommunikation fr den Datentransfer zwischen Gerten i

19、n einer Automatisierungsumgebung bereit. Dieses Protokoll stellt Kommunikationsmglichkeiten sequenziell und in einer zyklischen synchronen Weise fr alle teilnehmenden Data Link-Einheiten bereit. Im Vordergrund geplanter Zugriff ist fr zeitkritische Aktivitten zusammen mit im Hintergrund ungeplantem

20、Zugriff fr weniger kritische Aktivitten vorhanden. Deterministische und synchronisierte Transfers knnen bei zyklischen Intervallen bis zu 1 ms und bei Gerte-Entfernungen von 25 km bereitgestellt werden. Diese Leistung ist dynamisch und online durch Neukonfigurie-rung der Parameter der lokalen Verbin

21、dung vernderbar whrend des normalen Betriebs. Durch hnliche Mittel knnen DL-Verbindungen und neue Gerte whrend des Betriebs hinzugefgt oder entfernt werden. Dieses Protokoll liefert Mittel, um die Uhrzeitsynchronisierung entlang einer erweiterten Verbindung mit einer besseren Genauigkeit als 10 S be

22、izubehalten. Dieses Protokoll optimiert jede Zugriffsmglichkeit durch Verkettung mehrerer DLSDUs und dazugehriger DLPCI in eine einzelne DLPDU, dadurch verbessert sich die Datentransfer-Effizienz fr Data Link-Einheiten, welche aktiv mehrere Datenstrme beziehen. Die maximale Systemgre ist eine unbegr

23、enzte Anzahl von Verbindungen mit 99 Knoten, jeder mit 255 DLSAP-Adressen. Jede Verbindung hat maximal 224 hnliche Peer- und Publisher-DLCEPs. N1)Die Nummerierung aus IEC 61158-4-2 wurde beibehalten. DIN EN 61158-4-2:2015-09 4 1.2 Spezifikationen Diese Norm legt Folgendes fest: a) Prozeduren fr zeit

24、gerechten Datentransfer und Informationssteuerung von einer Data Link-Benutzereinheit zu einer gleichartigen Benutzereinheit sowie zwischen der Data Link-Einheit, welche den verteilten Data Link-Dienst-Anbieter bildet; b) die Struktur der Feldbus-DLPDUs, welche verwendet werden fr den Transfer von D

25、aten und In-formationssteuerung durch das Protokoll dieser Norm und ihre Darstellung als Physical Layer. 1.3 Prozeduren Die Prozeduren sind definiert in Form von a) den Interaktionen zwischen gleichartigen DL-Einheiten (DLEs) durch den Austausch der Feldbus-DLPDUs, b) den Interaktionen zwischen eine

26、m DL-Dienst-(DLS-)Anbieter und einem DLS-Benutzer im selben Sys-tem durch den Austausch von DLS-Primitiven, c) den Interaktionen zwischen einem DLS-Anbieter und einem Ph-Dienst-Anbieter im selben System durch den Austausch von Ph-Dienstprimitiven. 1.4 Anwendbarkeit Diese Prozeduren sind auf Instanze

27、n der Kommunikation zwischen Systemen anwendbar, welche die zeit-kritischen Kommunikationsdienste innerhalb des Data Link Layer des OSI oder des Feldbusreferenzmodells untersttzen und die Fhigkeit erfordern, in einer offenen Systemverbundumgebung zu verbinden. Profile stellen ein einfaches Multiattr

28、ibut Hilfsmittel zur Zusammenfassung der Implementierungsfhigkeiten bereit und untersttzen dadurch die Anwendbarkeit fr unterschiedliche zeitkritische Kommunikationsanforde-rungen. 1.5 Konformitt Diese Norm legt auch Konformittsanforderungen fr Systeme fest, die diese Prozeduren implementieren. Sie

29、enthlt jedoch keine Prfungen, um die Konformitt mit diesen Anforderungen nachzuweisen. 3.3 Allgemeine Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. ANMERKUNG Viele Definitionen gelten fr mehr als einen Protokolltyp; sie werden nicht zwangslufig von allen Proto-kolltypen v

30、erwendet. 3.3.1 DL-Segment, Verbindungszweig, lokaler Verbindungszweig (en: DL-segment, link, local link) einzelnes DL-Subnetzwerk, in dem alle angeschlossenen DLEs direkt, d. h. ohne zwischengeschaltete DL-Weitergabe, kommunizieren knnen, solange alle an einem Kommunikationsvorgang teilnehmenden DL

31、Es whrend der Dauer(n) der Kommunikationsversuche gleichzeitig auf das DL-Subnetzwerk reagieren knnen DIN EN 61158-4-2:2015-09 5 ANMERKUNG 1 DLSAPs und PhSAPs werden als Ellipsen dargestellt, die sich ber die Grenze zweier benachbarter Schichten erstrecken. ANMERKUNG 2 DL-Adressen werden als gekennz

32、eichnete, kleine Lcken (Zugangspunkte) im DLL-Teil eines DLSAP tellt. 3 Eine einzelne DL-Entitt kann mehrere DLSAP-Adressen und DL-Gruppenadressen, die einem Bild 1 Beziehungen von DLSAPs, DLSAP-Adressen und DL-Gruppenadressen DLSAP LSAP) n dem eine einzelne DL-Entitt einer einzelnen Entitt auf hher

33、er Schicht DL-Dienste g zwischen DLSAPs und ihren DL-Adressen wiederholt. (Siehe Bild 1.) SAP)-address) entweder eine individuelle DLSAP-Adresse, die einen einzelnen DLSAP eines einzelnen DLS-Benutzers eichnet, oder eine DL-Gruppenadresse, die mglicherweise mehrere DLSAPs jeweils eines einzelnen nun

34、g DLSAP-Adresse“ zur Bezeichnung von mehr als einem einzelnen DLSAP bei einem einzelnen DLS-Benutzer nicht dargesANMERKUNG einzelnen DLSAP zugeordnet sind, besitzen. 3.3.2 (en: Deindeutiger Punkt, abereitstellt Anmerkung 1 zum Begriff: Diese Definition ist abgeleitet von ISO/IEC 7498-1 und wurde hie

35、r zum besseren Verstnd-nis fr die kritische Unterscheidun3.3.3 DL(SAP)-Adresse (en: DL(kennzDLS-Benutzers kennzeichnet Anmerkung 1 zum Begriff: Diese Terminologie wird gewhlt, da ISO/IEC 7498-3 die Verwendung der Benenzulsst. DIN EN 61158-4-2:2015-09 6 AP-address) erbindungszweig (en: extended link)

36、 bnetzwerk, das aus der maximalen Menge von Verbindungszweigen besteht, die ber DL-Relais-geschaltet werden knnen, wobei ein einziger DL-Namensraum (DL-Adressraum) gemeinsam ; in diesem Subnetzwerk knnen alle angeschlossenen DL-Entitten miteinander entweder direkt schalteten DL-Relais-Entitten kommu

37、nizieren kung 1 zum Begriff: Ein erweiterter Verbindungszweig besteht mglicherweise aus nur einem einzelnen Verbin-penadresse -address) s erweiterten Verbindungszweigs kennzeichnet. Eine einzelne DL-Entitt kann mehrere DL-Gruppenadressen, die einem einzelnen DLSAP rdnet sind, besitzen. Eine einzelne

38、 DL-Entitt kann auch eine einzelne DL-Gruppenadresse, die mehr , besitzen Knoten ntitt, wie sie auf einem lokalen Verbindungszweig existiert zer iert DL-Dienste kann gleichzeitig sendender und empfangender DLS-4 Zustzliche Begriffe fr Typ 2 (en: actual packet interval, API) ie hufig eine spezifische

39、 Verbindung ihre L-Paketdaten erzeugt 3.3.4 (individuelle) DLSAP-Adresse (en: (individual) DLSDL-Adresse, die nur einen einzigen DLSAP innerhalb des erweiterten Verbindungszweigs kennzeichnet Anmerkung 1 zum Begriff: Eine einzelne DL-Entitt kann mehrere DLSAP-Adressen, die einem einzelnen DLSAP zu-g

40、eordnet sind, besitzen. 3.3.5 erweiterter VDL-SuEntitten genutzt wirdoder ber eine oder mehrere der zwischengeAnmerdungszweig. 3.3.6 Rahmen (en: frame) umgangssprachliches Synonym fr DLPDU3.3.7 DL-Grup(en: group DLDL-Adresse, die mglicherweise mehr als einen DLSAP innerhalb dezugeoals einem DLSAP zu

41、geordnet ist3.3.8 (en: node) einzelne DL-E3.3.9 empfangender DLS-Benut(en: receiving DLS-user)Benutzer der DL-Dienste, der als Empfnger von DL-Benutzerdaten agAnmerkung 1 zum Begriff: Ein Benutzer der Benutzer sein. 3.3.10 sendender DLS-Benutzer (en: sending DLS-user) Benutzer der DL-Dienste, der al

42、s Quelle von DL-Benutzerdaten agiert NA.3.3.4.1 tatschliches Paketintervall API Ma, wDIN EN 61158-4-2:2015-09 7 ng ) mehrere Objektklassen, die den Nachrichtenaustausch ber das Netzwerk und innerhalb des Gertes zur it verwalten und bereitstellen (en: attribute) au kts kung 1 zum Begriff: Die Attribu

43、te eines Objekts enthalten Informationen zu vernderlichen Teilen eines Objekts. iefern blicherweise Statusinformationen oder steuern den Betrieb eines Objekts. Attribute knnen auch das eines Objekts beeinflussen. Attribute werden in Klassenattribute und Instanzattribute unterteilt. 3.4.6 (en: behavi

44、or) e dafr, wie das Objekt auf bestimmte Ereignisse reagiert Beschreibung schliet die Beziehung zwischen Attributwerten und Diensten ein. 3.4.7 einheit, die aus einer 0 oder einer 1 besteht eit, die bertragen werden kann. eit ) ie Dienste eines anderen (Server-)Objekts zur Ausfhrung einer Aufgabe nu

45、tzt; 3.4.10 nikationsobjekte n objects) onenten, die den Austausch von Nachrichten ber das Netzwerk zur Laufzeit verwalten und bereit-et-Objekt, der UCCM (en: Unconnected Message Manager) 3.4.2 zuweisen (en: allocate) eine Ressource aus einem allgemeinen Bereich der ausschlielichen Nutzung durch ein

46、e spezifische Entitt zuordnen 3.4.3 Anwendu(en: applicationFunktion oder Datenstruktur, fr die Daten konsumiert oder produziert werden 3.4.4 Anwendungsobjekte (en: application objects) Laufze3.4.5 Attribut Beschreibung eines von en sichtbaren Merkmals oder einer von auen sichtbaren Funktion eines Ob

47、jeAnmerSie lVerhaltenVerhalten AnzeigAnmerkung 1 zum Begriff: SeineBit (en: bit)InformationsAnmerkung 1 zum Begriff: Ein Bit ist die kleinste Dateneinh3.4.8 Austastung oder Austastz(en: blanking or blanking timeerforderliche Dauer nach einer bermittlung, bevor ein Knoten wieder empfangen darf 3.4.9

48、Client (en: client) 1) Objekt, das d2) Initiator einer Nachricht, auf die ein Server reagiert Kommu(en: communicatioKompstellen, z. B. das ControlNDIN EN 61158-4-2:2015-09 8 Verbindung ction) wendungsobjekten innerhalb eines Gertes oder in unterschiedlichen n ndungs-ID CID ction ID, CID) die einer b

49、ertragung im Zusammenhang mit einer bestimmten Verbindung zwischen Produzenten enten zugewiesen ist und die einen bestimmten Teil von Anwendungsinformationen kenn-ng 1 zum Begriff: Auf der Data Link Layer entspricht diese Kennung einem generischen Tag. (en: cyclic redundancy check, CRC) rt, der aus einem Feld von Daten errechnet und als reprsentative Signatur fr das Feld verwendet zyklisch Benennung zur Beschreibung von E