DIN EN 61158-5-2-2015 Industrial communication networks - Fieldbus specifications - Part 5-2 Application layer service definition - Type 2 elements (IEC 61158-5-2 2014) English ver.pdf

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1、September 2015DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDEPreisgruppe 42DIN 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 35.100.70; 35.160!%AW“2308852www.din.deDDIN EN 61158-5-2Industrielle Kommunikationsnetze Feldbusse Teil 5-2: Dienstfestlegungen des Application Layer(Anwendungsschicht) Typ 2-Elemente(IEC 61158-5-2:2014);Englische Fassung EN 61158-5-2:2014, nur auf CD-ROMIndustrial communication networks Fieldbus

3、specifications Part 5-2: Application layer service definition Type 2 elements(IEC 61158-5-2:2014);English version EN 61158-5-2:2014, only on CD-ROMRseaux de communication industriels Spcifications des bus de terrain Partie 5-2: Dfinition des services de la couche application lments de type 2(CEI 611

4、58-5-2:2014);Version anglaise EN 61158-5-2:2014, seulement en CD-ROMAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN EN 61158-5-2:2013-01Siehe Anwendungsbeginnwww.beuth.deGesamtumfang 223 SeitenDIN EN 61158-5-2:2015-09 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr die von CENELEC

5、am 2014-09-22 angenommene Europische Norm als DIN-Norm ist 2015-09-01. Fr DIN EN 61158-5-2:2013-01 besteht eine bergangsfrist bis 2017-09-22. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN EN 61158-500:2013-08. Fr dieses Dokument ist das nationale Arbeitsgremium K 956 Feldbus“ der DKE Deuts

6、che 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) unverndert bleiben

7、 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 Verweisung im norma

8、tiven 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 normativen Text bezie

9、ht 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 als EN 60068 a

10、ls 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 bestimmten Bedingu

11、ngen 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 61158-5-2 verffentlicht. Zu deren Abschnitt 1, der den An

12、wendungsbereich fest-legt, 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 in der Regel

13、ebenfalls der englischen Benennungen bedienen. Diese Norm steht nicht in unmittelbarem Zusammenhang mit Rechtsvor-schriften und ist nicht als Sicherheitsnorm anzusehen. Einfhrung Ein Feldbus ist ein digitaler serieller Datenbus fr die Kommunikation zwischen Gerten der industriellen Automatisierungst

14、echnik wie beispielsweise Messeinrichtungen, Stellgliedern, Reglern und speicher-programmierbaren Steuerungen. Die Normen der Reihe DIN EN 61158 legen eine Anzahl von Feldbus-Pro-tokolltypen fest. Die vorliegende Norm legt die Dienste des Application Layer fr Typ 2 fest. DIN EN 61158-5-2:2015-09 3 n

15、derungen Gegenber DIN EN 61158-5-2:2013-01 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Aktualisierung der Begriffe, die von Time Sync ASE verwendet werden; b) Verbesserung der Nummerierung der Dienste in 6.2; c) Ergnzung des member“ und objektspezifische Dienste in 6.2.1.2.1, 6.2.1.2.3, 6.2.1.3.1, 6.2

16、.1.3.20, 6.2.1.3.23, 6.2.1.3.28 und 6.5; d) Aktualisierung der Identity ASE in 6.2.1.2.2; e) Aktualisierung der Assembly ASE in 6.2.1.2.3; f) Aktualisierung der Message Router ASE in 6.2.1.2.4; g) Aktualisierung der Time Sync ASE in 6.2.1.2.6; h) Aktualisierung der FAL-Dienst-Statuscodes in 6.2.1.3.

17、3; i) diverse Klrungen der FAL-Dienste in 6.2.1.3.4 bis 6.2.1.3.19; j) Aktualisierung des Connection Manager ASE in 6.2.2; k) Aktualisierung der Connection ASE in 6.2.3; l) Entfernung von veralteten Transportklassen 4 bis 6 in 6.3.1, 6.3.3 und 6.4; m) verschiedene redaktionelle berarbeitungen. Frher

18、e 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/A2: 2000-08 DIN EN 50170/A1: 2002-11 DIN EN 50170/A3: 2002-11 DIN EN 61158-5: 2005-05 DIN EN 61158-5-2: 2008-09, 2013

19、-01 DIN EN 61158-5-2:2015-09 4 Nationaler Anhang NA (informativ) 1 AnwendungsbereichN1)1.1 Allgemeines Der Feldbus-Application Layer (FAL) liefert Benutzerprogramme mit Hilfsmitteln fr den Zugriff auf die Feld-buskommunikationsumgebung. In dieser Hinsicht kann der FAL als ein Fenster zwischen zugehr

20、igen Anwendungsprogrammen betrachtet werden. Diese Norm stellt fr Typ 2-Feldbusse magebliche allgemeine Elemente fr zeitkritischen und nicht zeit-kritischen Datentransfer zwischen Anwendungsprogrammen in einer Automatisierungsumgebung bereit. Der Begriff zeitkritisch“ (en: time-critical) wird verwen

21、det, um die Prsenz eines Zeitfensters darzustellen, in dem eine oder mehrere festgelegte Aktivitten mit einem vorbestimmten Grad an Gewissheit erledigt werden. Das Scheitern der Erledigung der festgelegten Aktivitt innerhalb des Zeitfensters trgt das Risiko des Betriebsausfalls der Anwendung mit und

22、 somit das aufgeforderte Eingreifen mit dazugehrigem Risiko fr Gerte, Anlage und mglicherweise Menschenleben. Diese Norm definiert auf eine abstrakte Art und Weise den von auen sichtbaren Dienst, der vom Typ 2 des Feldbus-Application Layer bereitgestellt wird, in Form von: a) einem abstrakten Modell

23、 fr das Beschreiben von Anwendungsressourcen (Objekten), die von Benutzern mittels FAL-Diensten verstellt werden knnen, b) Aktivitten und Ereignissen der Dienstprimitiven, c) den mit den Aktivitten und Ereignissen der Dienstprimitiven verbundenen Parametern, sowie der Form, die sie einnehmen und d)

24、dem Zusammenhang zwischen diesen Aktivitten und Ereignissen und ihren gltigen Ablufen. Die Zielsetzung dieser Norm ist es, Dienste zu definieren, die bereitgestellt werden fr: den FAL-Benutzer an der Grenze zwischen dem Benutzer und dem Application Layer des Feldbus-Referenzmodells und das Systemman

25、agement an der Grenze zwischen dem Application Layer und dem Systemmanagement des Feldbus-Referenzmodells. Diese Norm beschreibt die Struktur und die Dienste des Typ 2-Feldbus-Application Layer in berein-stimmung mit dem OSI-Basis-Referenzmodell (ISO/IEC 7498-1) und der OSI-Application Layer-Struktu

26、r (ISO/IEC 9545). FAL-Dienste und Protokolle sind von FAL-Anwendungseinheiten (AE) bereitgestellt, welche innerhalb von Anwendungsprozessen enthalten sind. Die FAL AE besteht aus einer Menge von objektorientierten Anwen-dungsdienstelementen (ASEs) und Layer-Management-Einheiten (LME), welche die AE

27、verwalten. Die ASEs liefern Kommunikationsdienste, die auf einer Menge von zugehrigen Anwendungsprozessobjekt(APO-) Klassen arbeitet. Eine der FAL ASEs ist eine Management-ASE, welche eine Menge gemeinsamer Dienste fr das Management der Instanzen der FAL-Klassen bereitstellt. Obwohl diese Dienste, a

28、us dem Blickwinkel der Anwendung, beschreiben, wie Anfrage und Antwort ausgege-ben und abgegeben werden, beinhalten sie keine Festlegung, was die anfragenden und antwortenden Anwendungen mit diesen vorzunehmen haben. Die Verhaltensaspekte der Anwendungen sind nicht festgelegt, nur eine Definition, w

29、elche Anfragen und Antworten diese senden/empfangen knnen, ist beschrieben. Dies erlaubt den FAL-Benutzern eine grere Flexibilitt, um solch ein Objektverhalten zu N1)Die Nummerierung aus IEC 61158-5-2 wurde beibehalten. DIN EN 61158-5-2:2015-09 5 standardisieren. Zustzlich zu diesen Diensten sind in

30、 dieser Norm ebenfalls einige untersttzende Dienste festgelegt, um den Zugriff zum FAL bereitzustellen und somit bestimmte Aspekte des Betriebs zu steuern. 1.2 Spezifikationen Das hauptschliche Ziel dieser Norm ist es, fr zeitkritische Kommunikation geeignete Eigenschaften der konzeptionellen Applic

31、ation Layer-Dienste festzulegen und folglich die Ergnzung des OSI-Basisreferenz-modells mit der Anleitung der Entwicklung der Application Layer-Protokolle fr die zeitkritische Kommunika-tion. Ein zweites Ziel ist das Bereitstellen von Migrationspfaden von bisherigen bestehenden industriellen Kommu-n

32、ikationsprotokollen. Es ist dieses letztere Ziel, welches zur Steigerung von unterschiedlichen genormten Diensten, als verschiedene Typen der IEC 61158, fhrt. Diese Spezifikation darf als Basis fr formelle Application-Programmierschnittstellen verwendet werden. Nichtdestotrotz ist es keine formelle

33、Programmierschnittstelle, und jede derartige Schnittstelle hat Imple-mentierungsanforderungen zu erfllen, die nicht von dieser Spezifikation abgedeckt werden und Folgendes beinhalten: a) die Gren und Oktett-Folgen von verschiedenen Multi-oktett-Dienstparametern, b) die Korrelation von gepaarten Anfr

34、age- und Indikationsprimitiven oder Anweisungs- und Antwortprimiti-ven. 1.3 Konformitt Diese Norm legt keine individuellen Implementierungen oder Produkte fest, auch beschrnkt sie die Imple-mentierungen von Application Layer-Einheiten innerhalb eines industriellen Automatisierungssystems nicht. Es g

35、ibt keine Konformitt von Gerten zu dieser Application Layer-Dienstdefinitionsnorm. Stattdessen wird Konformitt durch die Implementierung der entsprechenden Application Layer-Protokolle erreicht, welche den Typ 2 der Application Layer-Dienste, wie in dieser Norm beschrieben, erfllen. 3.6 Spezielle Be

36、griffe fr den Feldbus-Application Layer Typ 2 Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.6.1 zuweisen (en: allocate) eine Ressource aus einem allgemeinen Bereich fr die ausschlieliche Nutzung durch eine spezifische Enti-tt zuordnen 3.6.2 Anwendung (en: application) Funktion o

37、der Datenstruktur, fr die Daten verarbeitet oder erzeugt werden 3.6.3 Anwendungsobjekte (en: application objects) mehrere Objektklassen, die einen Nachrichtenaustausch ber das Netzwerk und innerhalb des Netzwerkge-rtes zur Laufzeit verwalten und bereitstellen 3.6.4 Anwendungsprozess (en: application

38、 process) Teil einer verteilten Anwendung in einem Netzwerk, der sich auf einem Gert befindet und eindeutig adres-siert wird DIN EN 61158-5-2:2015-09 6 3.6.5 Anwendungsprozessobjekt (en: application process object) Komponente eines Anwendungsprozesses, die ber eine FAL-Anwendungsbeziehung identifizi

39、erbar und zugnglich ist 3.6.6 Anwendungsprozessobjektklasse (en: application process object class) Klasse von Anwendungsprozessobjekten, die in Bezug auf den Satz der ber das Netzwerk zugnglichen Attribute und Dienste der Anwendungsprozessobjekte definiert ist 3.6.7 Anwendungsbeziehung (en: applicat

40、ion relationship) kooperative Verbindung zwischen zwei oder mehr Aufrufen von Anwendungsentitten zum Zweck des Infor-mationsaustausches und der Koordination des gemeinsamen Betriebs. Anmerkung 1 zum Begriff: Diese Beziehung wird entweder durch den Austausch von Protokolldateneinheiten der Anwendung

41、oder als Ergebnis von Vorkonfigurationsaktivitten aktiviert. 3.6.8 Anwendungsdienstelement fr Anwendungsbeziehungen (en: application relationship application service element) Anwendungsdienstelement, das die alleinigen Mittel fr den Aufbau und die Beendigung aller Anwendungs-beziehungen bereitstellt

42、 3.6.9 Endpunkt der Anwendungsbeziehung (en: application relationship endpoint) Kontext und Verhalten einer Anwendungsbeziehung entsprechend der Sicht und Verwaltung durch einen der Anwendungsprozesse innerhalb der Anwendungsbeziehung Anmerkung 1 zum Begriff: Jeder Anwendungsprozess, der in die Anwe

43、ndungsbeziehung eingeschlossen ist, verwaltet seinen eigenen Endpunkt der Anwendungsbeziehung. 3.6.10 Attribut (en: attribute) Beschreibung eines von auen sichtbaren Merkmals oder einer von auen sichtbaren Funktion eines Objekts Anmerkung 1 zum Begriff: Die Attribute eines Objekts enthalten Informat

44、ionen zu vernderlichen Teilen eines Objekts. blicherweise stellen sie Statusinformationen bereit oder steuern den Betrieb eines Objekts. Attribute knnen auch das Verhalten eines Objekts beeinflussen. Attribute werden in Klassenattribute und Instanzattribute unterteilt. 3.6.11 Verhalten (en: behavior

45、) Angabe, wie ein Objekt auf bestimmte Ereignisse reagiert 3.6.12 Best-Master-Clock-Algorithmus BMC (en: Best Master Clock Algorithm; BMCA) Algorithmus, der von jedem Knoten durchgefhrt wird, um die Uhr zu bestimmen, die die Master-Uhr in einem Subnetz und die Grandmaster-Uhr fr die Domne wird Anmer

46、kung 1 zum Begriff: Der Algorithmus vergleicht vorrangig Priority1“, die Uhrenqualitt, Priority2“ und die Quell-identitt, um den besten Master unter den verfgbaren Kandidaten zu ermitteln. DIN EN 61158-5-2:2015-09 7 3.6.13 Grenzuhr (en: boundary clock) Uhr, die ber mehrere PTP-Ports in einer Domne v

47、erfgt und die den in der Domne verwendeten Zeitmastab aufrechterhlt Anmerkung 1 zum Begriff: Sie kann als Zeitquelle dienen, d. h. eine Master-Uhr sein, und mit einer anderen Uhr syn-chronisiert werden, d. h. eine Slave-Uhr sein. QUELLE: IEC 61588:2009, 3.1.3, modifiziert zweiter Satz in eine Anmerk

48、ung gendert 3.6.14 Klasse (en: class) Menge von Objekten, die allesamt den gleichen Typ von Systemkomponente reprsentieren Anmerkung 1 zum Begriff: Eine Klasse ist eine Verallgemeinerung eines Objekts; eine Vorlage fr die Festlegung von Variablen und Methoden. Alle Objekte in einer Klasse sind in ih

49、rer Form und in ihrem Verhalten identisch, enthalten aber blicherweise unterschiedliche Daten in ihren Attributen. 3.6.15 Klassenattribut (en: class attribute) Attribut, das von allen Objekten innerhalb derselben Klasse gemeinsam genutzt wird 3.6.16 Klassencode (en: class code) eindeutige Kennung, die jeder Objektklasse zugewiesen ist 3.6.17 klassenspezifischer Dienst (en: class specific service) durch eine bestimmte Objek