DIN EN 61158-6-12-2015 Industrial communication networks - Fieldbus specifications - Part 6-12 Application layer protocol specification - Type 12 elements (IEC 61158-6-12 2014) Eng.pdf

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1、September 2015DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDEPreisgruppe 38DIN 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!%BS“2312948www.din.deDDIN EN 61158-6-12Industrielle Kommunikationsnetze Feldbusse Teil 6-12: Protokollspezifikation des Application Layer(Anwendungsschicht) Typ 12-Elemente (IEC 61158-6-12:2014);Englische Fassung EN 61158-6-12:2014, nur auf CD-ROMIndustrial communication networks

3、 Fieldbus specifications Part 6-12: Application layer protocol specification Type 12 elements(IEC 61158-6-12:2014);English version EN 61158-6-12:2014, only CD-ROMRseaux de communication industriels Spcifications des bus de terrain Partie 6-12: Spcification du protocole de la couche application lment

4、s de type 12(CEI 61158-6-12:2014);Version anglaise EN 61158-6-12:2014, seulement en CD-ROMAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN EN 61158-6-12:2013-03Siehe Anwendungsbeginnwww.beuth.deGesamtumfang 154 SeitenDIN EN 61158-6-12:2015-09 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbe

5、ginn fr die von CENELEC am 2014-09-23 angenommene Europische Norm als DIN-Norm ist 2015-09-01. Fr DIN EN 61158-6-12:2013-03 besteht eine bergangsfrist bis 2017-09-23. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN EN 61158-600:2013-08. Fr dieses Dokument ist das nationale Arbeitsgremium K 9

6、56 Feldbus“ 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

7、 date) unverndert 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 undati

8、erten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf ein Dokument ohne Angabe des Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die Verweisung auf die jeweils aktuellste Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments. Fr den Fall einer datierten Verwei

9、sung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in Bezug genommene Ausgabe des Dokuments. Der Zusammenhang der zitierten Dokumente mit den entsprechenden Deutschen Dokumenten ergibt sich, soweit ein Zusammenhang besteht, grundstzlich ber die Nummer der entsprechenden IEC-Publikatio

10、n. Beispiel: IEC 60068 ist 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 Informationsvera

11、rbeitung grndet, unter bestimmten 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 61158-6-12 verff

12、entlicht. Zu deren Abschnitt 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

13、sich die deutschen Anwender 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 Ge

14、rten der industriellen Au-tomatisierungstechnik wie beispielsweise Messeinrichtungen, Stellgliedern, Reglern und speicherprogram-mierbaren Steuerungen. Die Normen der Reihe DIN EN 61158 legen eine Anzahl von Feldbus-Protokolltypen fest. Die vorliegende Norm legt das Protokoll des Application Layer f

15、r Typ 12 fest. DIN EN 61158-6-12:2015-09 3 nderungen Gegenber DIN EN 61158-6-12:2013-03 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) redaktionelle berarbeitung; b) Abschnitt 6 (ESM) explizite Gerteidentifikation eingefhrt. Frhere Ausgaben DIN V 19245-1: 1988-01 DIN EN 61158-6: 2005-05 DIN EN 61158-6-12

16、: 2008-09, 2013-03 DIN EN 61158-6-12:2015-09 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 Fenste

17、r zwischen zugehrigen An-wendungsprogrammen betrachtet werden. Diese Norm stellt fr Typ 12 Feldbusse magebliche allgemeine Elemente fr zeitkritischen und nicht zeitkritischen Datentransfer zwischen Anwendungsprogrammen in einer Automatisierungsumgebung bereit. Der Begriff zeitkritisch“ (en: time-cri

18、tical) wird verwendet um die Prsenz eines Zeitfensters darzustellen, in dem eine oder mehrere festgelegte Aktivitten mit einem vorherbestimmten Grad an Gewissheit erledigt werden. Das Scheitern der Erledigung der festgelegten Aktivitt innerhalb des Zeitfensters, trgt das Risiko des Betriebsausfalls

19、der Anwendung mit, und somit das aufgeforderte Eingreifen mit dazugehrigem Risiko fr Gerte, Anlage und mglicherweise Menschenleben. Diese Norm definiert auf eine abstrakte Weise das von auen sichtbare Verhalten, das von den ver-schiedenen Typen des Feldbus-Application Layer bereitgestellt wird, in F

20、orm von: a) einer abstrakten Syntax zur Festlegung der Application Layer Protokoll-Dateneinheiten die zwischen kommunizierenden Anwendungseinheiten bermittelt werden, b) der bertragenen Syntax zur Festlegung der Application Layer Protokoll-Dateneinheiten die zwischen kommunizierenden Anwendungseinhe

21、iten bermittelt werden, c) des Anwendungskontext der Zustandsmaschine zur Festlegung des sichtbaren Dienstverhalten zwi-schen kommunizierenden Anwendungseinheiten, d) der Anwendungsbeziehung der Zustandsmaschine zur Festlegung des sichtbaren Kommunikations-verhalten zwischen kommunizierenden Anwendu

22、ngseinheiten. Der Zweck dieser Norm ist, das Protokoll zu definieren, welches bereitgestellt wird zur Festlegung der Leitungsdarstellung der Dienstprimitiven, welche in IEC 61158-5-12 beschrieben sind und zur Festlegung des von auen sichtbaren Verhaltens verbunden mit ihrer bertragung. Diese Norm be

23、schreibt das Protokoll des Typ 12-Feldbus-Application Layer in bereinstimmung 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 Applikations-Einheiten (AE) bereitgestellt, welche innerhalb von Anwendungspr

24、ozessen enthalten sind. Die FAL AE besteht aus einer Menge von objekt-orientierten Anwen-dungs-Dienst-Elementen (ASEs) und Layer-Management-Einheiten (LME) welche die AE leiten. Die ASEs liefern Kommunikationsdienste, die auf einer Menge von zugehrigen Applikationsprozessobjekt (APO) -Klassen arbeit

25、et. Eine der FAL ASEs ist eine Management ASE, welche eine allgemeine Menge von Diens-ten 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

26、Festlegung was die anfragende und antwortende Anwen-dungen mit diesen vorzunehmen haben. Die Verhaltensaspekte der Anwendungen sind nicht festgelegt, nur eine Definition von welchen Anfragen und Antworten diese senden/empfangen knnen, ist beschrieben. Dies erlaubt den FAL-Benutzern eine grere Flexib

27、ilitt, um solch ein Objektverhalten zu standardisieren. Zu-stzlich zu diesen Diensten, sind in dieser Norm ebenfalls einige Dienste zur Untersttzung festgelegt, um den Zugriff zur FAL bereitzustellen und somit bestimmte Aspekte des Betriebs zu steuern. N1)Die Nummerierung aus IEC 61158-6-12 wurde be

28、ibehalten. DIN EN 61158-6-12:2015-09 5 1.2 Spezifikationen Das hauptschliche Ziel dieser Norm, ist das Festlegen der Syntax und des Verhaltens des Application Layer-Protokolls, welcher die in IEC 61158-5-12 beschriebenen Application Layer-Dienste, vermittelt. Ein zweites Ziel, ist das Bereitstellen

29、von Migrationspfade von bisherigen bestehenden industriellen Kommunikationsprotokollen. Es ist dieses letztere Ziel, welches zur Steigerung von unterschiedlichen Protokollen, die in Teilen der IEC 61158-6 genormt werden, fhrt. 1.3 Konformitt Diese Norm legt keine individuellen Implementierungen oder

30、 Produkte fest, noch beschrnkt sie die Implementierungen von Application Layer-Einheiten innerhalb eines industriellen Automatisierungssystems. Es gibt keine Konformitt von Gerten zu dieser Application Layer-Dienstdefinitionsnorm. Stattdessen wird Konformitt durch das Implementieren dieser Applicati

31、on Layer-Protokoll-Spezifikation erreicht. 3.3 Begriffe zur Anwendungsschicht Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.3.1 Anwendung (en: application) Funktion oder Datenstruktur, fr die Daten konsumiert oder produziert werden 3.3.2 Anwendungsobjekte (en: application object

32、s) mehrere Objektklassen, die zur Laufzeit fr einen Nachrichtenaustausch im Netzwerk und innerhalb des Netzwerkgertes sorgen und diesen verwalten 3.3.3 Anwendungsprozess (en: application process) Teil einer verteilten Anwendung in einem Netzwerk, der sich auf einem Gert befindet und eindeutig adres-

33、siert wird 3.3.4 Anwendungsbeziehung (en: application 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 Aus

34、tausch von Protokolldateneinheiten der Anwendung oder als Ergebnis von Vorkonfigurationsaktivitten aktiviert. 3.3.5 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 enth

35、alten Informationen zu vernderlichen Teilen eines Objekts. Attribute liefern blicherweise Statusinformationen oder steuern den Betrieb eines Objekts. Attribute knnen auch das Verhalten eines Objekts beeinflussen. Attribute werden in Klassenattribute und Instanzattribute unterteilt. 3.3.6 Basis-Slave

36、 (en: basic slave) Slave-Gert, das nur die physische Adressierung von Daten untersttzt DIN EN 61158-6-12:2015-09 6 3.3.7 Verhalten (en: behavior) Anzeige dafr, wie das Objekt auf bestimmte Ereignisse reagiert 3.3.8 Bit (en: bit) Informationseinheit, die aus einer 0 oder 1 besteht Anmerkung 1 zum Beg

37、riff: Ein Bit ist die kleinste Dateneinheit, die bertragen werden kann. 3.3.9 Kanal (en: channel) Darstellung eines einzelnen physischen oder logischen Verwaltungsobjekts eines Slaves zur Steuerung der Datenbermittlung 3.3.10 Client (en: client) 1) Objekt, das die Dienste eines anderen (Server-)Obje

38、kts zur Ausfhrung einer Aufgabe nutzt; 2) Initiator einer Nachricht, auf die ein Server reagiert 3.3.11 Uhrensynchronisation (en: clock synchroization) Darstellung einer Abfolge von Interaktionen zur Synchronisation der Uhren aller Zeitempfnger mit einem Zeit-Master 3.3.12 Kommunikationsobjekt (en:

39、communication object) Komponente, die zur Laufzeit fr einen Nachrichtenaustausch im Netzwerk sorgt und diesen verwaltet 3.3.13 Verbindung (en: connection) logische Verknpfung zwischen zwei Anwendungsobjekten innerhalb eines Gertes oder in unterschiedlichen Gerten 3.3.14 konsumieren (en: consume) Vor

40、gang des Empfangs von Daten von einem Provider 3.3.15 Konsument (en: consumer) Knoten oder Senke, der/die Daten von einem Provider empfngt 3.3.16 bertragungspfad (en: conveyance path) unidirektionaler Strom von APDUs in einer Anwendungsbeziehung 3.3.17 zyklisch (en: cyclic) Ereignisse, die sich rege

41、lmig wiederholen DIN EN 61158-6-12:2015-09 7 3.3.18 Daten (en: data) allgemeine Bezeichnung fr jegliche ber einen Feldbus bertragene Informationen 3.3.19 Datenkonsistenz (en: data consistency) Mittel fr die kohrente bertragung des Eingabe- oder Ausgabedatenobjekts zwischen Client und Server und fr d

42、en kohrenten Zugriff auf das Eingabe- oder Ausgabedatenobjekt innerhalb von Client und Server 3.3.20 Datentyp (en: data type) Beziehung zwischen den Werten und der Codierung fr Daten dieses Typs entsprechend den Definitionen in IEC 61131-3 3.3.21 Datentypobjekt (en: data type object) Eintrag im Obje

43、ktverzeichnis, der einen Datentyp angibt 3.3.22 Standard-Gateway (en: default gateway) Gert mit mindestens zwei Schnittstellen in zwei verschiedenen IP-Subnetzen, das als Router fr ein Subnetz agiert 3.3.23 Gert (en: device) an den Feldbus angeschlossene physische Entitt, die aus mindestens einem Da

44、tenbermittlungselement (dem Netzelement) besteht und die ein Steuerungselement und/oder ein Abschlusselement (Wandler, Stell-gert usw.) enthalten darf 3.3.24 Gerteprofil (en: device profile) Zusammenstellung gerteabhngiger Informationen und Funktionalitten, um Konsistenz zwischen hnlichen Gerten des

45、selben Gertetyps herzustellen 3.3.25 Diagnose-Informationen (en: diagnosis information) alle Daten, die serverseitig fr Wartungszwecke verfgbar sind 3.3.26 verteilte Uhren (en: distributed clocks) Methode zur Synchronisierung von Slaves und zur Aufrechterhaltung einer globalen Zeitbasis 3.3.27 Fehle

46、r (en: error) Nichtbereinstimmung zwischen einem berechneten, beobachteten oder gemessenen Wert oder Zustand und dem festgelegten oder theoretisch richtigen Wert oder Zustand 3.3.28 Fehlerklasse (en: error class) allgemeine Gruppierung fr zugehrige Fehlerdefinitionen und entsprechende Fehlercodes DI

47、N EN 61158-6-12:2015-09 8 3.3.29 Fehlercode (en: error code) Kennzeichnung eines bestimmten Fehlertyps innerhalb einer Fehlerklasse 3.3.30 Ereignis (en: event) Instanz einer nderung von Zustnden 3.3.31 Speicherverwaltungseinheit des Feldbusses (en: fieldbus memory management unit) Funktion, die eine

48、 oder mehrere Korrespondenzen zwischen logischen Adressen und dem physischen Speicher aufbaut 3.3.32 Entitt der Speicherverwaltungseinheit des Feldbusses (en: fieldbus memory management unit entity) einzelnes Element der Speicherverwaltungseinheit des Feldbusses: eine Korrespondenz zwischen einem ko

49、hrenten logischen Adressraum und einem kohrenten physischen Speicherort 3.3.33 Rahmen (en: frame) umgangssprachliches Synonym fr DLPDU 3.3.34 Full-Slave (en: full slave) Slave-Gert, das sowohl die physische als auch die logische Adressierung von Daten untersttzt 3.3.35 Index (en: index) Adresse eines Objekts innerhalb eines Anwendungsprozesses 3.3.36 Schnittstelle (en: interface) gemeinsam genutzte Grenze zwischen zwe