DIN EN 61158-5-23-2015 Industrial communication networks - Fieldbus specifications - Part 5-23 Application layer service definition - Type 23 elements (IEC 61158-5-23 2014) English.pdf

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1、August 2015DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in 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、5.100.70; 35.160!%A|Q“2308946www.din.deDDIN EN 61158-5-23Industrielle Kommunikationsnetze Feldbusse Teil 5-23: Dienstfestlegungen des Application Layer(Anwendungsschicht) Typ 23-Elemente (IEC 61158-5-23:2014);Englische Fassung EN 61158-5-23:2014, nur auf CD-ROMIndustrial communication networks Field

3、bus specifications Part 5-23: Application layer service definition Type 23 elements (IEC 61158-5-23:2014);English version EN 61158-5-23:2014, only on CD-ROMRseaux de communication industriels Spcifications des bus de terrain Partie 5-23: Dfinition des services de la couche application lments de type

4、 23(CEI 61158-5-23:2014);Version anglaise EN 61158-5-23:2014, seulement en CD-ROMAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 99 SeitenDIN EN 61158-5-23:2015-08 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr die von CENELEC am 2014-09-22 angenommene Europische Norm

5、 als DIN-Norm ist 2015-08-01. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN EN 61158-500:2013-08. Fr dieses Dokument ist das nationale Arbeitsgremium K 956 Feldbus“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE (www.dke.de) zustndig. Die enthalten

6、e 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. Zu diesem Zeitp

7、unkt 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 Abschnittsnummer, e

8、ine 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 zitierten Normen

9、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 aufgenommen. Das Prsidiu

10、m 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 vorliegende Norm erf

11、llt. Da sich die Benutzer der vorliegenden Norm der englischen Sprache als Fachsprache bedienen, wird die Englische Fassung der EN 61158-5-23 verffentlicht. Zu deren Abschnitt 1, der den Anwendungsbereich festlegt, und Abschnitt 3, der die Begriffe festlegt, wurde eine bersetzung angefertigt und als

12、 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 ebenfalls der engli-schen Benennungen bedienen. Diese Norm steht nicht in unmittelbarem Zusammenhang mit Rechtsv

13、or-schriften und ist nicht 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.

14、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 23 fest. DIN EN 61158-5-23:2015-08 3 Nationaler Anhang NA (informativ) 1 AnwendungsbereichN1)1.1 Allgemeines Der Feldbus-Application Layer (FAL) li

15、efert Benutzerprogramme mit Hilfsmitteln fr den Zugriff auf die Feld-buskommunikationsumgebung. In dieser Hinsicht kann der FAL als ein Fenster zwischen zugehrigen Anwendungsprogrammen betrachtet werden. Diese Norm stellt fr Typ 23-Feldbusse magebliche allgemeine Elemente fr zeitkritischen und nicht

16、 zeit-kritischen Datentransfer zwischen Anwendungsprogrammen in einer Automatisierungsumgebung bereit. Der Begriff zeitkritisch“ (en: time-critical) wird verwendet, um die Prsenz eines Zeitfensters darzustellen, in dem eine oder mehrere festgelegte Aktivitten mit einem vorbestimmten Grad an Gewisshe

17、it erledigt werden. Das Scheitern der Erledigung der festgelegten Aktivitt innerhalb des Zeitfensters trgt das Risiko des Betriebsausfalls der Anwendung mit und somit das aufgeforderte Eingreifen mit dazugehrigem Risiko fr Gerte, Anlage und mglicherweise Menschenleben. Diese Norm definiert auf eine

18、abstrakte Art und Weise den von auen sichtbaren Dienst, der vom Typ 23 des Feldbus-Application Layer bereitgestellt wird, in Form von: a) einem abstrakten Modell fr das Beschreiben von Anwendungsressourcen (Objekten), die von Benutzern mittels FAL-Diensten verstellt werden knnen, b) Aktivitten und E

19、reignissen der Dienstprimitiven, c) den mit den Aktivitten und Ereignissen der Dienstprimitiven verbundenen Parametern, sowie der Form, die sie einnehmen und d) dem Zusammenhang zwischen diesen Aktivitten und Ereignissen und ihren gltigen Ablufen. Die Zielsetzung dieser Norm ist es, Dienste zu defin

20、ieren, die bereitgestellt werden fr: den FAL-Benutzer an der Grenze zwischen dem Benutzer und dem Application Layer des Feldbus-Referenzmodells und das Systemmanagement an der Grenze zwischen dem Application Layer und dem Systemmanagement des Feldbus-Referenzmodells. Diese Norm beschreibt die Strukt

21、ur und die Dienste des Typ 23-Feldbus-Application Layer in berein-stimmung mit dem OSI-Basis-Referenzmodell (ISO/IEC 7498-1) und der OSI-Application Layer-Struktur (ISO/IEC 9545). FAL-Dienste und Protokolle sind von FAL-Anwendungseinheiten (AE) bereitgestellt, welche innerhalb von Anwendungsprozesse

22、n enthalten sind. Die FAL AE besteht aus einer Menge von objektorientierten Anwen-dungsdienstelementen (ASEs) und Layer-Management-Einheiten (LME), welche die AE verwalten. Die ASEs liefern Kommunikationsdienste, die auf einer Menge von zugehrigen Anwendungsprozessobjekt(APO-) Klassen arbeitet. Eine

23、 der FAL ASEs ist eine Management-ASE, welche eine Menge gemeinsamer Dienste fr das Management der Instanzen der FAL-Klassen bereitstellt. Obwohl diese Dienste, aus dem Blickwinkel der Anwendung, beschreiben, wie Anfrage und Antwort ausgege-ben und abgegeben werden, beinhalten sie keine Festlegung,

24、was die anfragenden und antwortenden Anwendungen mit diesen vorzunehmen haben. Die Verhaltensaspekte der Anwendungen sind nicht festgelegt, nur eine Definition, welche Anfragen und Antworten diese senden/empfangen knnen, ist beschrieben. Dies erlaubt den FAL-Benutzern eine grere Flexibilitt, um solc

25、h ein Objektverhalten zu standardisieren. Zustzlich zu diesen Diensten sind in dieser Norm ebenfalls einige untersttzende Dienste festgelegt, um den Zugriff zum FAL bereitzustellen und somit bestimmte Aspekte des Betriebs zu steuern. N1)Die Nummerierung aus IEC 61158-5-23 wurde beibehalten. DIN EN 6

26、1158-5-23:2015-08 4 1.2 Spezifikationen Das hauptschliche Ziel dieser Norm ist es, fr zeitkritische Kommunikation geeignete Eigenschaften der konzeptionellen Application Layer-Dienste festzulegen und folglich die Ergnzung des OSI-Basisreferenz-modells mit der Anleitung der Entwicklung der Applicatio

27、n Layer-Protokolle fr die zeitkritische Kommunika-tion. Ein zweites Ziel ist das Bereitstellen von Migrationspfaden von bisherigen bestehenden industriellen Kommu-nikationsprotokollen. Es ist dieses letztere Ziel, welches zur Steigerung von unterschiedlichen genormten Diensten, als verschiedene Type

28、n der IEC 61158, fhrt. Diese Spezifikation darf als Basis fr formelle Application-Programmierschnittstellen verwendet werden. Nichtdestotrotz ist es keine formelle Programmierschnittstelle, und jede derartige Schnittstelle hat Imple-mentierungsanforderungen zu erfllen, die nicht von dieser Spezifika

29、tion abgedeckt werden und Folgendes beinhalten: a) die Gren und Oktett-Folgen von verschiedenen Multi-oktett-Dienstparametern, b) die Korrelation von gepaarten Anfrage- und Indikationsprimitiven oder Anweisungs- und Antwortprimiti-ven. 1.3 Konformitt Diese Norm legt keine individuellen Implementieru

30、ngen oder Produkte fest, auch beschrnkt sie die Imple-mentierungen von Application Layer-Einheiten innerhalb eines industriellen Automatisierungssystems nicht. Es gibt keine Konformitt von Gerten zu dieser Application Layer-Dienstdefinitionsnorm. Stattdessen wird Konformitt durch die Implementierung

31、 der entsprechenden Application Layer-Protokolle erreicht, welche den Typ 23 der Application Layer-Dienste, wie in dieser Norm beschrieben, erfllen. 3.2 Spezielle Begriffe fr den Feldbus-Application Layer Typ 23 Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.2.1 zyklische bertrag

32、ung (en: cyclic transmission) periodisch durchgefhrte bertragung zur Aktualisierung des Link-Gertes 3.2.2 intelligente Gertestation (en: intelligent device station) Knoten, der die zyklische und transiente bertragung von 1:n-Bitdaten und -Wortdaten mit der Master-Station sowie die transiente bertrag

33、ung mit Slave-Stationen, auer entfernten E/A-Stationen, ausfhren kann und whrend der transienten bertragung ber Client- und Server-Funktionen verfgt 3.2.3 Link-Bit (en: link bit) auf dem Verbindungszweig weitergegebene Bitdaten, die von allen Knoten bei der zyklischen bertragung gemeinsam genutzt we

34、rden; wird als ein in Biteinheiten organisierter gemeinsamer Speicher des n:n-Typs genutzt 3.2.4 Link-Gert (en: link device) Link-Bit, Link-Wort, Link x und Link y oder RX, RY, RWr und RWw DIN EN 61158-5-23:2015-08 5 3.2.5 Link-Wort (en: link word) Daten in der Einheit von zwei Oktetten des Verbindu

35、ngszweig-Registers, die von allen Knoten bei der zykli-schen bertragung gemeinsam genutzt werden; wird als ein in der Einheit von zwei Oktetten organisierter gemeinsamer Speicher des n:n-Typs genutzt 3.2.6 Link x (en: link x) auf dem Verbindungszweig empfangene Bit-Eingangsdaten, die von jedem Knote

36、n bei der zyklischen ber-tragung bermittelt werden; wird als gemeinsamer Eingangsspeicher fr den 1:n-Typ verwendet 3.2.7 Link y (en: link y) Bit-Ausgangsdaten auf dem Verbindungszweig, die bei der zyklischen bertragung an jeden Knoten gesen-det werden; wird als gemeinsamer Ausgangsspeicher fr den 1:

37、n-Typ verwendet 3.2.8 lokale Station (en: local station) Knoten, der die zyklische und transiente bertragung von n:n-Bitdaten und -Wortdaten mit der Master-Station und anderen lokalen Stationen sowie die transiente bertragung mit Slave-Stationen, auer entfernten E/A-Stationen, ausfhren kann und whre

38、nd der transienten bertragung ber Server- und Client-Funktionen verfgt 3.2.9 Steuerungsknoten (en: management node) Knoten, in dem Parameter festgelegt werden 3.2.10 Master-Station (en: master station) Knoten, der ber Steuerungsinformationen (Parameter) verfgt und die zyklische bertragung regelt 3.2

39、.11 Knoten (en: node) Element, das ein Netzwerk bildet und die Datenbertragung, den Empfang und den Transfer ausfhrt 3.2.12 Knoten-zu-Knoten-Prfung (en: node-to-node test) Prfung zwischen zwei Knoten auf dem Physical Layer 3.2.13 normaler Knoten (en: normal node) anderer Knoten als ein Steuerungskno

40、ten 3.2.14 entfernte Gertestation (en: remote device station) Knoten, der die zyklische und transiente bertragung von 1:n-Bitdaten und -Wortdaten mit der Master-Station sowie die transiente bertragung mit Slave-Stationen, auer entfernten E/A-Stationen, ausfhren kann und whrend der transienten bertra

41、gung ber Server-Funktionen verfgt 3.2.15 entfernte E/A-Station (en: remote I/O station) Knoten, der die zyklische und transiente bertragung von 1:n-Bitdaten mit der Master-Station ausfhren kann DIN EN 61158-5-23:2015-08 6 3.2.16 reservierter Knoten (en: reserve node) Knoten, der noch nicht verbunden

42、 ist, aber in der Gesamtknotenzahl des Netzwerks enthalten ist, und der keine zyklische bertragung ausfhrt, aber von Anwendungen als normaler Knoten betrachtet wird 3.2.17 RX (en: RX) entferntes Register (Eingabe), aus der Sicht der Master-Station, mit Bitdaten, die durch die zyklische ber-tragung p

43、eriodisch aktualisiert werden, vom Slave zum Master, oder in einer lokalen Station, aus der Sicht der Master-Station, die RY der lokalen Station ist 3.2.18 RY (en: RY) entferntes Register (Ausgang) aus der Sicht der Master-Station mit Bitdaten, die durch zyklische bertragung periodisch aktualisiert

44、werden, vom Master zum Slave, oder in einer lokalen Station, aus der Sicht der Mas-ter-Station, die RX der lokalen Station ist 3.2.19 RWr (en: RWr) entferntes Register (Eingabe), aus der Sicht der Master-Station, mit Wortdaten, die durch zyklische ber-tragung periodisch aktualisiert werden, vom Slav

45、e zum Master, oder in einer lokalen Station, aus der Sicht der Master-Station, die RWw der lokalen Station ist 3.2.20 RWw (en: RWw) entferntes Register (Ausgang), aus der Sicht der Master-Station, mit Wortdaten, die durch zyklische ber-tragung periodisch aktualisiert werden, vom Master zum Slave, od

46、er in einer lokalen Station, aus der Sicht der Master-Station, die RWr der lokalen Station ist 3.2.21 Slave-Station (en: slave station) anderer Knoten als die Master-Station 3.2.22 Station (en: station) Knoten 3.2.23 Synchronisationsmanager (en: synchronization manager) Knoten (Rolle der Master-Stat

47、ion, die je Netzwerk einmal vorhanden ist), der die Synchronisation steuert und die Synchronisationssteuerung an andere Knoten verteilt 3.2.24 transiente bertragung (en: transient transmission) bertragung, die auf jede Anforderung hin ausgefhrt wird 3.2.25 Client-Funktion bei der transienten bertrag

48、ung (en: transient transmission client function) Funktion, die eine transiente Anforderung ausgibt 3.2.26 Server-Funktion bei der transienten bertragung (en: transient transmission server function) Funktion, die eine transiente Anforderung empfngt und eine Antwort ausgibt DIN EN 61158-5-23:2015-08 7

49、 3.2.27 bertragungssteuerungsmanager (transmission control manager) Knoten (Rolle der Master-Station, die je Netzwerk einmal vorhanden ist), der die Tokenweitergabe steuert 3.2.28 Wort (en: word) Einheit, die Daten reprsentiert und 16 Bit lang ist DIN EN 61158-5-23:2015-08 8 Leerseite EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EUROPISCHE NORM EN 61158-5-23 October 2014 ICS 25.040.40; 35.100.70; 35.110 English Version I