DIN EN 61158-4-21-2013 Industrial communication networks - Fieldbus specifications - Part 4-21 Data-link layer protocol specification - Type 21 elements (IEC 61158-4-21 2010) Engli.pdf

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1、Januar 2013DEUTSCHE 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 3

2、5.100.20; 35.160!$BZ“1923155www.din.deDDIN EN 61158-4-21Industrielle Kommunikationsnetze Feldbusse Teil 4-21: Protokollspezifikation des Data Link Layer(Sicherungsschicht) Typ 21-Elemente (IEC 61158-4-21:2010);Englische Fassung EN 61158-4-21:2012, nur auf CD-ROMIndustrial communication networks Fiel

3、dbus specifications Part 4-21: Data-link layer protocol specification Type 21 elements(IEC 61158-4-21:2010);English version EN 61158-4-21:2012, only on CD-ROMRseaux de communication industriels Spcifications des bus de terrain Partie 4-21: Spcification du protocole de la couche de liaison de donnes

4、Elments deType 21 (CEI 61158-4-21:2010);Version anglaise EN 61158-4-21:2012, seulement en CD-ROMAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 105 SeitenDIN EN 61158-4-21:2013-01 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr die von CENELEC am 2012-03-28 angenommene

5、 Europische Norm als DIN-Norm ist 2013-01-01. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN IEC 61158-400:2009-06. Fr dieses Dokument ist das nationale Arbeitsgremium K 956 Feldbus“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE (www.dke.de) zustnd

6、ig. 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) unverndert bleiben soll, das auf der IEC-Website unter http:/webstore.iec.ch“ zu dieser Publikation angegeben ist

7、. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend 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 Ab

8、schnittsnummer, 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 normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in Bezug genommene Ausgabe der Norm. Der Zusammenhang der

9、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 als EN 60068 als Europische Norm durch CENELEC bernommen und als DIN EN 60068 ins Deutsche Normenwerk aufgeno

10、mmen. Das Prsidium des DIN hat mit Prsidialbeschluss 1/2004 festgelegt, dass DIN-Normen, deren Inhalt sich auf internationale Arbeitsergebnisse der Informationsverarbeitung grndet, unter bestimmten Bedingungen allein in englischer Sprache verffentlicht werden drfen. Diese Bedingungen sind fr die vor

11、liegende Norm erfllt. Da sich die Benutzer der vorliegenden Norm der englischen Sprache als Fachsprache bedienen, wird die englische Fassung der EN 61158-4-21 verffentlicht. Zu deren Abschnitt 3, der die Begriffe festlegt, wurde eine bersetzung angefertigt und als informativer Nationaler Anhang NA d

12、er vorliegenden Norm hinzugefgt. Fr viele der verwendeten Begriffe existieren keine gebruchlichen deutschen Benennungen, da sich die deutschen Anwender in der Regel ebenfalls der englischen Benennungen bedienen. Diese Norm steht nicht in unmittelbarem Zusammenhang mit Rechtsvorschriften und ist nich

13、t als Sicherheitsnorm anzusehen. Einfhrung Ein Feldbus ist ein digitaler serieller Datenbus fr die Kommunikation zwischen Gerten der industriellen Automatisierungstechnik wie beispielsweise Messeinrichtungen, Stellgliedern, Reglern und speicher-programmierbaren Steuerungen. Die Normen der Reihe DIN

14、EN 61158 legen eine Anzahl von Feldbus-Protokolltypen fest. Die vorliegende Norm legt das Protokoll der Datensicherungsschicht von Typ 21 fest. DIN EN 61158-4-21:2013-01 3 Erklrung zu Schutzrechten Die Internationale Elektrotechnische Kommission macht darauf aufmerksam, dass ihr gegenber erklrt wurd

15、e, dass die bereinstimmung mit dem vorgesehenen Norm-Inhalt die Anwendung von Patenten erforderlich machen knnte. Nhere Informationen hierzu befinden sich in der Introduction“. Es wird darauf aufmerksam gemacht, dass Bestandteile der vorliegenden Norm Gegenstand von weiteren Patentrechten sein knnen

16、. Es liegt nicht im Verantwortungsbereich der DKE, einige oder alle dieser Patentrechte zu benennen. Der Leser der vorliegenden Norm wird jedoch gebeten, ihm bekannte derartige Patentrechte der Geschftsstelle mitzuteilen und entsprechende Informationen zur Verfgung zu stellen. Nationaler Anhang NA (

17、informativ) 3.3 Allgemeine Begriffe ANMERKUNG Viele Definitionen gelten fr mehr als einen Protokolltyp; sie werden nicht zwangslufig von allen Protokolltypen verwendet. 3.3.1 DL-Segment, Verbindungszweig, lokaler Verbindungszweig (en: DL-segment, link, local link) einzelnes Subnetzwerk der Sicherung

18、sschicht (DL-Subnetzwerk), in dem alle angeschlossen Instanzen der Sicherungsschicht (DLEs) direkt, d. h. ohne zwischengeschaltete DL-Weitergabe, kommunizieren knnen, solange alle an einem Kommunikationsvorgang teilnehmenden DLEs whrend der Dauer(n) der Kommunikationsversuche gleichzeitig auf das DL

19、-Subnetzwerk reagieren knnen 3.3.2 Zugangspunkt zu Diensten der Sicherungsschicht (en: Data Link Service Access Point, DLSAP) eindeutiger Punkt, an dem eine einzelne DLE einer einzelnen Instanz auf hherer Schicht DL-Dienste bereitstellt ANMERKUNG Diese von ISO/IEC 7498-1 abgeleitete Definition wird

20、an dieser Stelle wiederholt, um den entscheidenden Unterschied zwischen DLSAPs und deren DL-Adressen besser verstehen zu knnen. (Siehe Bild 1.) 3.3.3 DL(SAP)-Adresse (en: DL(SAP)address) entweder eine individuelle DLSAP-Adresse, die einen einzelnen DLSAP eines einzelnen Benutzers der Dienste der Sic

21、herungsschicht (DLS-Benutzer) kennzeichnet, oder eine DL-Gruppenadresse, die mglicherweise mehrere DLSAPs jeweils eines einzelnen DLS-Benutzers kennzeichnet ANMERKUNG Diese Terminologie wurde gewhlt, da ISO/IEC 7498-3 die Verwendung der Benennung DLSAP-Adresse“ zur Bezeichnung von mehr als einem ein

22、zelnen DLSAP bei einem einzelnen DLS-Benutzer nicht zulsst. 3.3.4 (individuelle) DLSAP-Adresse (en: (individual) DLSAP-address) DL-Adresse, die nur einen DLSAP innerhalb des erweiterten Verbindungszweiges kennzeichnet ANMERKUNG Eine einzelne DL-Instanz kann mehrere DLSAP-Adressen, die einem einzelne

23、n DLSAP zugeordnet sind, besitzen. DIN EN 61158-4-21:2013-01 4 3.3.5 Adresse des Verbindungsendpunktes der Sicherungsschicht (DLCEP-Adresse) (en: Data-link connection endpoint address (DLCEP-address) DL-Adresse, die entweder a) einen DL-Verbindungsendpunkt von einem Peer oder b) einen DL-Verbindungs

24、endpunkt von mehreren Peer-Publishern und implizit den entsprechenden Satz von Verbindungsendpunkten der DL-Subscriber kennzeichnet, wobei jeder DL-Verbindungsendpunkt innerhalb eines eindeutigen DLSAP vorhanden ist und einer entsprechenden eindeutigen DLSAP-Adresse zugeordnet ist 3.3.6 Fehler der B

25、lockprfzeichenfolge (en: Frame check sequence (FCS) error) Fehler, der auftritt, wenn der berechnete Wert der Blockprfzeichenfolge nach Empfang aller Oktette in einer DLPDU nicht mit dem erwarteten Rest bereinstimmt 3.3.7 Rahmen (en: frame) Synonym fr DLPDU 3.3.8 Netzwerkmanagement (en: network mana

26、gement) Verwaltungsfunktionen und -dienste, die die Netzwerkinitialisierung, Konfiguration und Fehlerbehandlung durchfhren 3.3.9 Protokoll (en: protocol) Vereinbarung ber die Datenformate, Zeitabfolgen und die Fehlerkorrektur fr den Datenaustausch in Kommunikationssystemen 3.3.10 empfangender DLS-Be

27、nutzer (en: receiving DLS-user) Benutzer der DL-Dienste, der als Empfnger von DLS-Benutzerdaten agiert ANMERKUNG Ein Benutzer der DL-Dienste kann gleichzeitig sendender und empfangender DLS-Benutzer sein. 3.3.11 sendender DLS-Benutzer (en: sending DLS-user) Benutzer der DL-Dienste, der als Quelle vo

28、n DLS-Benutzerdaten agiert 3.3.12 Gert (en: device) einzelne DLE, wie sie auf einem lokalen Verbindungszweig existiert 3.3.13 Kennung der DL-Instanz (en: DL-entity identifier) Adresse, die die (einzelne) DLE kennzeichnet, die einem einzelnen Gert auf einem spezifischen lokalen Verbindungszweig zugeo

29、rdnet ist DIN EN 61158-4-21:2013-01 5 3.3.14 eindeutige Gerte-Identifikation (en: device unique identification) eindeutige Identifikation aus 8 Oktetten zur Identifizierung eines Typ-21-Gertes in einem Netzwerk. Diese ID ist eine Kombination aus einer MAC-Adresse mit 6 Oktetten nach ISO/IEC 8802-3:2

30、000 und einer DL-Adresse mit 2 Oktetten. 3.3.15 Ring (en: ring) aktives Netzwerk, bei dem jeder Knoten in einer Reihe mit zwei anderen Gerten verbunden ist ANMERKUNG Ein Ring kann auch als Schleife bezeichnet werden. 3.3.16 lineare Topologie (en: linear topology) Topologie, bei der die Gerte in eine

31、r Reihe verbunden sind, wobei zwei Gerte jeweils mit nur einem anderen Gert und alle anderen Gerte jeweils mit zwei anderen Gerten, z. B. in einer Reihe, verbunden sind 3.3.17 R-Port (en: R-port) Port in einem Kommunikationsgert, das Teil einer Ringstruktur ist 3.3.18 Echtzeit (en: real-time) Fhigke

32、it eines Systems, ein erforderliches Ergebnis in einer begrenzten Zeit bereitzustellen 3.3.19 Echtzeit-Kommunikation (en: real-time communication) Transfer von Daten in Echtzeit 3.3.20 Echtzeit-Ethernet (en: Real-Time Ethernet, RTE) Netzwerk, das auf ISO/IEC 8802-3:2000 basiert und Echtzeit-Kommunik

33、ation untersttzt ANMERKUNG 1 Sofern die Echtzeit-Kommunikation nicht beeintrchtigt wird, knnen andere Kommunikationsarten untersttzt werden. ANMERKUNG 2 Diese Definition beruht auf ISO/IEC 8802-3:2000, ist aber nicht darauf beschrnkt. Sie knnte auch auf andere IEEE-802-Spezifikationen, z. B. IEEE 80

34、2.11, anwendbar sein. 3.3.21 RTE-Endgert (en: RTE end device) Gert mit mindestens einem aktiven RTE-Port 3.3.22 RTE-Port (en: RTE port) Punkt in der MAC-Unterschicht, an dem ein RTE mit einem lokalen Netzwerk (LAN) verbunden ist ANMERKUNG Diese Definition ist von der Definition fr Bridge-Port“ in IS

35、O/IEC 10038:1993 abgeleitet, die sich auf lokale MAC-Bridges bezieht. DIN EN 61158-4-21:2013-01 6 3.3.23 vermitteltes Netzwerk (en: switched network) Netzwerk, das auch Switche einschliet ANMERKUNG Vermitteltes Netzwerk“ bedeutet, dass das Netzwerk auf IEEE 802.1D und IEEE 802.1Q mit MAC-Bridges und

36、 Operationen mit Prioritten beruht. 3.3.24 Verbindungszweig (en: link) bertragungspfad zwischen zwei benachbarten Knoten abgeleitet von ISO/IEC 11801 EUROPEAN STANDARD EN 61158-4-21 NORME EUROPENNE EUROPISCHE NORM May 2012 CENELEC European Committee for Electrotechnical Standardization Comit Europen

37、 de Normalisation Electrotechnique Europisches Komitee fr Elektrotechnische Normung Management Centre: Avenue Marnix 17, B - 1000 Brussels 2012 CENELEC - All rights of exploitation in any form and by any means reserved worldwide for CENELEC members. Ref. No. EN 61158-4-21:2012 E ICS 25.040.40; 35.10

38、0.20; 35.110 English version Industrial communication networks - Fieldbus specifications - Part 4-21: Data-link layer protocol specification - Type 21 elements (IEC 61158-4-21:2010) Rseaux de communication industriels - Spcifications des bus de terrain - Partie 4-21: Spcification du protocole de la

39、couche de liaison de donnes - Elments de Type 21 (CEI 61158-4-21:2010) Industrielle Kommunikationsnetze - Feldbusse - Teil 4-21: Protokollspezifikation des Data Link Layer (Sicherungsschicht) - Typ 21-Elemente (IEC 61158-4-21:2010) This European Standard was approved by CENELEC on 2012-03-28. CENELE

40、C members are bound to comply with the CEN/CENELEC Internal Regulations which stipulate the conditions for giving this European Standard the status of a national standard without any alteration. Up-to-date lists and bibliographical references concerning such national standards may be obtained on app

41、lication to the CEN-CENELEC Management Centre or to any CENELEC member. This European Standard exists in three official versions (English, French, German). A version in any other language made by translation under the responsibility of a CENELEC member into its own language and notified to the CEN-C

42、ENELEC Management Centre has the same status as the official versions. CENELEC members are the national electrotechnical committees of Austria, Belgium, Bulgaria, Croatia, Cyprus, the Czech Republic, Denmark, Estonia, Finland, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithua

43、nia, Luxembourg, Malta, the Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Romania, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland, Turkey and the United Kingdom. DIN EN 61158-4-21:2013-01 EN 61158-4-21:2012 Foreword The text of document 65C/605/FDIS, future edition 1 of IEC 61158-4-21, prepared by SC 65C,

44、“Industrial networks“, of IEC/TC 65, “Industrial-process measurement, control and automation“ was submitted to the IEC-CENELEC parallel vote and approved by CENELEC as EN 61158-4-21:2012. The following dates are fixed: latest date by which the document has to be implemented at national level by publ

45、ication of an identical national standard or by endorsement (dop) 2012-12-28 latest date by which the national standards conflicting with the document have to be withdrawn (dow) 2015-03-28 Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent r

46、ights. CENELEC and/or CEN shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Endorsement notice The text of the International Standard IEC 61158-4-21:2010 was approved by CENELEC as a European Standard without any modification. In the official version, for Bibliography, the

47、 following notes have to be added for the standards indicated: IEC/TR 61158-1:2010 NOTE Harmonized as CLC/TR 61158-1:2010 (not modified). IEC 61158-2:2010 NOTE Harmonized as EN 61158-2:2010 (not modified). IEC 61158-5-21:2010 NOTE Harmonized as EN 61158-5-21:2012 (not modified). IEC 61158-6-21:2010

48、NOTE Harmonized as EN 61158-6-21:2012 (not modified). 2 DIN EN 61158-4-21:2013-01 EN 61158-4-21:2012 CONTENTS INTRODUCTION . 7 1 Scope . 8 1.1 General 8 1.2 Specifications. 8 1.3 Procedures. 8 1.4 Applicability 8 1.5 Conformance 8 2 Normative references . 9 3 Terms, definitions, symbols and abbrevia

49、tions 9 3.1 Reference model terms and definitions . 9 3.2 Service convention terms and definitions 11 3.3 Common terms and definitions 12 3.4 Symbols and abbreviations 15 4 Overview of the data-link protocol 16 4.1 General 16 4.2 Overview of medium access control 16 4.3 Service assumed from the physical layer 17 4.4 DLL architecture. 17 4.5 Data type 19 4.6 Local parameters and variables. 21 5 General structure and encoding. 36 5.1 Overview 36 5.2