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

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1、September 2015DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDEPreisgruppe 24DIN 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!%BCU“2313250www.din.deDDIN EN 61158-4-4Industrielle Kommunikationsnetze Feldbusse Teil 4-4: Protokollspezifikation des Data Link Layer(Sicherungsschicht) Typ 4-Elemente(IEC 61158-4-4:2014);Englische Fassung EN 61158-4-4:2014, nur auf CD-ROMIndustrial communication networks Fieldb

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

4、 type 4 (CEI 61158-4-4:2014);Version anglaise EN 61158-4-4:2014, seulement en CD-ROMAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN EN 61158-4-4:2008-09Siehe Anwendungsbeginnwww.beuth.deGesamtumfang 54 SeitenDIN EN 61158-4-4:2015-09 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr d

5、ie von CENELEC am 2014-09-19 angenommene Europische Norm als DIN-Norm ist 2015-09-01. Fr DIN EN 61158-4-4:2008-09 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) unv

7、erndert 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 Verw

8、eisung 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 normat

9、iven 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

10、 als 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 bes

11、timmten 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 61158-4-4 verffentlicht. Zu deren Abschnit

12、t 1, der den Anwendungsbereich festlegt, und Abschnitt 3, der die Begriffe festlegt, wurde eine bersetzung angefertigt und als Nationaler Anhang NA der vorliegenden Norm hinzugefgt. Fr viele der verwendeten Begriffe existieren keine gebruchlichen deutschen Benennungen, da sich die deutschen Anwender

13、 in der Regel ebenfalls der englischen Benennungen 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 speicherprogram-mierbaren 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 Typen fest

15、. nderungen Gegenber DIN EN 61158-4-4:2008-09 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) redaktionelle berarbeitung. DIN EN 61158-4-4:2015-09 3 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

16、EN 50254: 1999-07 DIN EN 50170/A2: 2000-08 DIN EN 50170/A1: 2002-11 DIN EN 50170/A3: 2002-11 DIN EN 61158-4: 2005-05 DIN EN 61158-4-4: 2008-09 Nationaler Anhang NA (informativ) 1 AnwendungsbereichN1) 1.1 Allgemeines Der Data Link Layer stellt grundlegende zeitkritische Kommunikation fr den Datentran

17、sfer zwischen Gerten in einer Automatisierungsumgebung bereit. Dieses Protokoll liefert Hilfsmittel zur Verbindung von Gerten durch ein teilweise vermaschtes Netzwerk, solche Hilfsmittel knnen die meisten Fehler zwischen einer Verbindung zweier Gerte verhindern. In allgemeiner Praxis sind die Gerte

18、in einer nicht-redundanten hierarchischen Weise verbunden, die die Anwendungsanforderungen wiederspiegelt. 1.2 Spezifikationen Diese Norm legt Folgendes fest: a) Prozeduren fr zeitgerechten Datentransfer und Informationssteuerung von einer Data Link-Benutzereinheit zu einer gleichartigen Benutzerein

19、heit 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 Daten und In-formationssteuerung durch das Protokoll dieser Norm und ihre Darstellung als Physical Layer. 1.3 Prozeduren

20、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 einem DL-Dienst-(DLS-)Anbieter und einem DLS-Benutzer im selben System durch den Austausch von DLS-Primitiven, c) den Intera

21、ktionen 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 Instanzen der Kommunikation zwischen Systemen anwendbar, welche die zeit-kritischen Kommunikationsdienste innerhalb des Data Link

22、 Layer des OSI oder des Feldbusreferenzmodells untersttzen und die Fhigkeit erfordern, in einer offenen Systemverbundumgebung zu verbinden. N1)Die Nummerierung aus IEC 61158-4-4 wurde beibehalten. DIN EN 61158-4-4:2015-09 4 Profile stellen ein einfaches Multiattribut Hilfsmittel zur Zusammenfassung

23、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 enthlt jedoch keine Prfungen, um die

24、Konformitt mit diesen Anforderungen nachzuweisen. 3.3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.3.1 Rundsende-Knotenadresse (en: broadcast-Node-address) Adresse, die zur Kennzeichnung aller DLEs auf einem Verbindungszweig verwendet wird Anmerkung 1 zum Begriff: Alle

25、 DLEs auf einem Verbindungszweig empfangen alle DLPDUs, deren erste Knoten-adresse mit der Rundsende-Knotenadresse bereinstimmt. Derartige DLPDUs sind immer unbesttigt, d. h. ihr Empfang wird niemals quittiert. Der Wert der Rundsende-Knotenadresse ist 126. 3.3.2 DL-Zielroute (en: destination-DL-rout

26、e) Folge von DL-Route-Elementen, die den vollstndigen Verbindungsweg zum Ziel beschreibt Anmerkung 1 zum Begriff: Die DL-Zielroute schliet sowohl den Ziel-DLSAP als auch einen fr den Ziel-DLS-Benutzer aussagefhigen lokalen Bestandteil ein. 3.3.3 DL-Route (en: DL-route) Kombination aus einer DL-Zielr

27、oute und einer DL-Quellroute 3.3.4 DL-Route-Element (en: DL-route-element) Oktett, das eine DL-Knotenadresse oder eine vom DLS-Benutzer verwendete Adresse enthlt 3.3.5 DLSAP (en: DLSAP) eindeutiger Punkt, an dem eine einzelne DL-Entitt einer einzelnen Entitt auf hherer Schicht DL-Dienste bereitstell

28、t Anmerkung 1 zum Begriff: Diese Definition ist abgeleitet von ISO/IEC 7498-1 und wurde hier zum besseren Verstnd-nis fr die kritische Unterscheidung zwischen DLSAPs und ihren DL-Adressen wiederholt. 3.3.6 DL(SAP)-Adresse (en: DL(SAP)-address) individuelle DLSAP-Adresse, die einen einzelnen DLSAP ei

29、nes einzelnen DLS-Benutzers kennzeichnet 3.3.7 (individuelle) DLSAP-Adresse (en: (individual) DLSAP-address) DL-Adresse, die nur einen einzigen DLSAP innerhalb des erweiterten Verbindungszweigs kennzeichnet DIN EN 61158-4-4:2015-09 5 Anmerkung 1 zum Begriff: Eine einzelne DL-Einheit kann mehrere DLS

30、AP-Adressen haben, welche mit einer einzelnen DLSAP verbunden sind. 3.3.8 Rahmen (en: frame) umgangssprachliches Synonym fr DLPDU 3.3.9 IP-Netz-ID (en: IPNetID) Kennzeichnung eines eindeutigen IP-Netzwerks Anmerkung 1 zum Begriff: Eine IP-Netz-ID ist in eine IP-Adresse und eine UPD-Portnummer berset

31、zt. 3.3.10 IP-Netz-Tabelle (en: IPNetTable) Festlegung der Beziehung zwischen IP-Netz-ID, IP-Adresse, UDP-Portnummer und Router-Knotenadresse, wobei die IP-Netz-ID als Index in der Tabelle verwendet wird 3.3.11 IP-Bereichsnetz (en: IP Range net) wird fr den lokalen Zugriff verwendet, wenn auf Knoten

32、 direkt ber dasselbe Subnetz, in dem sich der Client befindet, oder ber einen lokalen Router zugegriffen werden kann, sofern die Subnetze im lokalen Router konfiguriert sind 3.3.12 lokaler Verbindungszweig (en: Local link) einzelnes DL-Subnetz, in welchem alle verbundenen DLEs direkt miteinander kom

33、munizieren knnen, ohne das Eingreifen einer DL-Weiterschaltung, wann immer alle diese DLEs an dem Vorgang der Kommunikation teilnehmen, sind sie gleichzeitig whrend des Zeitraums des Kommunikationsversuchs, auf das DL-Subnetz aufmerksam 3.3.13 unbesttigte Knotenadresse (en: no-Confirm-Node-address)

34、zeigt an, dass eine Anforderung oder eine Antwort unbesttigt ist Anmerkung 1 zum Begriff: Der Wert der unbesttigten Knotenadresse ist 0. 3.3.14 Knoten (en: node) einzelne DL-Entitt, wie sie auf einem lokalen Verbindungszweig existiert 3.3.15 Knotenadresse (en: node-address) eindeutige Kennzeichnung

35、einer DLE auf einem Verbindungszweig Anmerkung 1 zum Begriff: Der Wert einer Knotenadresse kann im Bereich von 0 bis 127 liegen. Die Werte 0“, 126“ und 127“ sind fr besondere Zwecke reserviert. 3.3.16 Normalklassengert (en: normal class device) Gert, das auf Anforderungen von anderen Normalklassenge

36、rten antwortet und bertragungen einleitet DIN EN 61158-4-4:2015-09 6 Anmerkung 1 zum Begriff: Ein derartiges Gert kann als Server (Beantworter) und als Client (Anforderer) agieren und wird daher als auch Peer bezeichnet. 3.3.17 Typ 4-Route (en: Type 4-route) enthlt eine Folge von Typ 4-Route-Element

37、en Anmerkung 1 zum Begriff: Eine Typ 4-Route wird als codierte DL-Route definiert, mit einem der bei der bertragung der DLPDU auf dem Verbindungszweig verwendeten Formate. Das Format der Typ 4-Route kann Einfach“, Erweitert“, Komplex“, Unmittelbar“ oder IP“ sein. 3.3.18 Typ 4-Route-Element (en: Type

38、 4-route-element) Oktett, das ein DL-Route-Element von 7 Bit oder die verbleibende Routenlnge sowie einen 1 Bit langen Quell-/Ziel-Kennzeichner enthlt 3.3.19 empfangender DLS-Benutzer (en: receiving DLS-user) Benutzer der DL-Dienste, der als Empfnger von DLS-Benutzerdaten agiert Anmerkung 1 zum Begr

39、iff: Ein Benutzer der DL-Dienste kann gleichzeitig sendender und empfangender DLS-Benutzer sein. 3.3.20 sendender DLS-Benutzer (en: sending DLS-user) Benutzer der DL-Dienste, der als Quelle von DLS-Benutzerdaten agiert 3.3.21 Dienst-Knotenadresse (en: service-Node-address) Adresse, die ausschlielich

40、 fr Dienstzwecke reserviert ist Anmerkung 1 zum Begriff: Alle DLEs auf einem Verbindungszweig empfangen alle DLPDUs, deren erste Knoten-adresse mit der Dienst-Knotenadresse bereinstimmt. Derartige DLPDUs knnen besttigt oder unbesttigt sein, d. h. ihr Empfang wird entweder quittiert oder nicht quitti

41、ert. Die Dienst-Knotenadresse kann auf Verbindungszweigen verwendet werden, die nur zwei DLEs umfassen: die anfordernde Normalklassen-DLE und die antwortende Einfachklassen- oder Normalklassen-DLE. Der Wert der Dienst-Knotenadresse ist 127. 3.3.22 Einfachklassengert (en: simple-class device) Gert, d

42、as auf Anforderungen von Normalklassengerten antwortet und welches als Server oder nur als Beantworter agieren kann 3.3.23 DL-Quellroute (en: source-DL-route) enthlt eine Folge von DL-Route-Elementen, die den vollstndigen Verbindungsweg zurck zur Quelle be-schreibt DIN EN 61158-4-4:2015-09 7 3.3.24

43、UDP-Portnummer (en: UDP port number) Portnummer, von welcher ein Server Anforderungen empfangen kann Anmerkung 1 zum Begriff: Die UDP-Portnummer ist 34378 fr ein normalen UDP-Port. Die UDP-Portnummer ist 34379 fr ein sicheren UDP-Port. Anmerkung 2 zum Begriff: Diese UDP-Portnummern sind durch das IA

44、NA (en: Internet Assigned Numbers Authority) eingetragen. Anmerkung 3 zum Begriff: Es gibt zwei verschiedene UDP-Portnummern: Normaler UDP-Port und sicherer UDP-Port. 3.3.25 UDP-Bereichsnetz (en: UDP range net) wird fr den Fernzugriff verwendet, wenn auf einen Knoten nicht direkt ber dasselbe Subnet

45、z, in dem sich der Client befindet, zugegriffen werden kann Anmerkung 1 zum Begriff: Die IP-Netz-Tabelle enthlt die IP-Adresse eines NAT-Routers, und der Zugriff auf den Knoten erfolgt durch diesen NAT-Router. Anmerkung 2 zum Begriff: Der NAT-Router muss eine Tabelle enthalten, mithilfe derer die UD

46、P-Portnummer in die eigentliche IP-Adresse des Serverknotens und die UDP-Portnummer bersetzt wird. 3.3.26 virtuelles Token fr den Zugriff auf den Verbindungszweig (en: Virtual link-access token) Grundlage fr das System fr den Zugriff auf den Verbindungszweig Anmerkung 1 zum Begriff: Die Bezeichnung

47、virtuell“ ist darauf zurckzufhren, dass das Token nicht explizit von einer Normalklassen-DLE zur nchsten gesendet wird, sondern implizit weitergegeben wird, whrend der Verbindungs-zweig inaktiv ist. DIN EN 61158-4-4:2015-09 8 Leerseite EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EUROPISCHE NORM EN 61158-4-4 O

48、ctober 2014 ICS 25.040.40; 35.100.20; 35.110 Supersedes EN 61158-4-4:2008English Version Industrial communication networks Fieldbus specifications - Part 4-4: Data-link layer protocol specification Type 4 elements(IEC 61158-4-4:2014) Rseaux de communication industriels Spcifications des bus de terra

49、in Partie 4-4: Spcification du protocole de la couche liaison de donnes - lments de type 4 (CEI 61158-4-4:2014) Industrielle Kommunikationsnetze Feldbusse - Teil 4-4: Protokollspezifikation des Data Link Layer (Sicherungsschicht) Typ 4-Elemente (IEC 61158-4-4:2014) This European Standard was approved by CENELEC on 2014-09-19. CENELEC members are bound to comply with the CEN/CENELEC Internal Regulations which