DIN EN 61158-3-13-2015 Industrial communication networks - Fieldbus specifications - Part 3-13 Data-link layer service definition - Type 13 elements (IEC 61158-3-13 2014) English v.pdf

1、Juli 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.ICS 35.

2、100.20; 35.160!%B$“2315801www.din.deDDIN EN 61158-3-13Industrielle Kommunikationsnetze Feldbusse Teil 3-13: Dienstfestlegungen des Data Link Layer (Sicherungsschicht) Typ 13-Elemente(IEC 61158-3-13:2014);Englische Fassung EN 61158-3-13:2014, nur auf CD-ROMIndustrial communication networks Fieldbus s

3、pecifications Part 3-13: Data-link layer service definition Type 13 elements(IEC 61158-3-13:2014);English version EN 61158-3-13:2014, only on CD-ROMRseaux de communication industriels Spcifications des bus de terrain Partie 3-13: Dfinition des services de la couche liaison de donnes lments detype 13

4、(CEI 61158-3-13:2014);Version anglaise EN 61158-3-13:2014, seulement en CD-ROMAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN EN 61158-3-13:2008-09Siehe Anwendungsbeginnwww.beuth.deGesamtumfang 55 SeitenDIN EN 61158-3-13:2015-07 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr die von

5、 CENELEC am 2014-09-17 angenommene Europische Norm als DIN-Norm ist 2015-07-01. Fr DIN EN 61158-3-13:2008-09 besteht eine bergangsfrist bis 2017-09-17. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN EN 61158-300:2013-08. Fr dieses Dokument ist das nationale Arbeitsgremium K 956 Feldbus“ der

6、 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) unvernde

7、rt 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 Verweisun

8、g 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 normativen

9、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 als

10、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 bestimmt

11、en 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 61158-3-13 verffentlicht. Zu deren Abschnitt 1,

12、 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 einige der verwendeten Begriffe existieren keine gebruchlichen deutschen Benennungen, da sich die deutschen Anwender in

13、 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 Automat

14、isierungstechnik wie beispielsweise Messeinrichtungen, Stellgliedern, Reglern und speicherpro-grammierbaren Steuerungen. Die Normen der Reihe DIN EN 61158 legen eine Anzahl von Feldbus-Proto-kolltypen fest. Die vorliegende Norm legt die Dienste fest, die durch die Data-link Layer der einzelnen Typen

15、 zur Verfgung gestellt werden. 2 DIN EN 61158-3-13:2015-07 nderungen Gegenber DIN EN 61158-3-13:2008-09 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Elemente; b) redaktionelle berarbeitung; c) neue Kommunikationsklasse hinzugefgt. Frhere Ausgaben DIN EN 61158-3: 2005-05 DIN EN 61158-3-13: 2008-09 3 DIN

16、 EN 61158-3-13:2015-07 Nationaler Anhang NA (informativ) 1 AnwendungsbereichN1)1.1 Allgemeines Dieser Teil der IEC 61158 liefert allgemeine Elemente fr die Kommunikation von zeitkritisch basiertem Datentransfer zwischen Gerten in einer Automatisierungsumgebung. Der Begriff “zeitkritisch“ (en: time-c

17、ritical) 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 birgt das Risiko eines Ausfalls der

18、dienstanfordernden Anwendung und damit verbundenen Risiken fr Gerte, Anlagen und mglicherweise Menschenleben. Diese Norm definiert auf eine abstrakte Art und Weise den von auen sichtbaren Dienst, der vom Typ 13 des Feldbus Data-Link-Layer bereitgestellt wird, in Form von: a) Aktivitten und Ereigniss

19、en der Dienstprimitiven, b) den mit den Aktivitten und Ereignissen der Dienstprimitiven verbundenen Parametern sowie die Form, die sie einnehmen und c) der Wechselbeziehung zwischen diesen Aktivitten und Ereignissen und ihren gltigen Ablufen. Die Zielsetzung dieser Norm ist es, Dienste zu definieren

20、, die bereitgestellt werden fr den Typ 13 Feldbus Application-Layer an der Grenze zwischen dem Application Layer und dem Data-Link-Layer des Feldbus-Referenzmodells, dem Systemmanagement an der Grenze zwischen dem Data-Link-Layer und dem Systemmanagement des Feldbus-Referenzmodells. 1.2 Spezifikatio

21、nen Das hauptschliche Ziel dieser Norm ist es, fr zeitkritische Kommunikation geeignete Eigenschaften der konzeptionellen Data-Link-Layer-Dienste festzulegen und folglich die Ergnzung des OSI-Basisreferenzmodell mit der Anleitung der Entwicklung der Data-Link-Protokolle fr die zeitkritische Kommunik

22、ation. Ein zweites Ziel ist das Bereitstellen von Migrationspfade von bisherigen bestehenden industriellen Kommunikationsprotokollen. Diese Spezifikation darf als Basis fr formelle DL-Programmierschnittstellen verwendet werden. Nichtsdestotrotz ist es keine formelle Programmierschnittstelle und jede

23、 derartige Schnittstelle hat Implementierungsanforderungen 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 Anfrage- und Indikationsprimitiven oder

24、 Anweisungs- und Antwortprimiti-ven. 1.3 Konformitt Diese Norm legt keine individuellen Implementierungen oder Produkte fest, noch beschrnkt sie die Imple-mentierungen von Data-Link-Einheiten innerhalb eines industriellen Automatisierungssystems. Es gibt keine Konformitt von Gerten zu dieser Data-Li

25、nk-Layer Dienstdefinitionsnorm. Stattdessen wird Konformitt durch die Implementierung des entsprechenden Data-Link-Protokolle erreicht, welche den Typ 13 der Data-Link-Layer Dienste, wie in dieser Norm beschrieben, erfllt. N1)Die Nummerierung aus IEC 61158-3-13 wurde beibehalten. 4 DIN EN 61158-3-13

26、:2015-07 3.3 Begriffe zu den Diensten der Sicherungsschicht Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.3.1 Anwendungsprozess (en: application process) Aufgabe der Anwendungsschicht 3.3.2 asynchroner CN (en: async-only CN) gesteuerter Knoten (CN), auf den nur durch Polling zug

27、egriffen werden kann 3.3.3 asynchrone Periode (en: asynchronous period) zweiter Teil des Typ-13-Zyklus, der mit einem Start-of-Asynchronous-(SoA)-Rahmen beginnt 3.3.4 Ethernet-Basismodus (en: basic Ethernet mode) Modus, der klassische Ethernet-Kommunikation bereitstellt 3.3.5 fortlaufend zeitgesteue

28、rt (en: continuous-time-triggered) Kommunikationsklasse, in der die isochrone Datenbermittlung in jedem Zyklus stattfindet ANMERKUNG 1 zum Begriff: Die vom Steuerungsknoten (MN) an verschiedene gesteuerte Knoten (CN) gesendeten Daten werden in eine einzige Poll-Antwort gepackt. Das Senden einer Poll

29、-Anforderung an diese CNs ist nicht erforderlich. Die CNs senden ihre Poll-Antwort zeitgesteuert. (Alternative zu fortlaufend“). ANMERKUNG 2 zum Begriff: Es gibt drei Knotenklassen: fortlaufend“, Multiplexmodus“ und fortlaufend zeitgesteuert“. Jeder Knoten gehrt zu genau einer dieser Klassen. 3.3.6

30、fortlaufend (en: continuous) Kommunikationsklasse, in der die isochrone Datenbermittlung (im Gegensatz zur Kommunikationsklasse Multiplexmodus“) in jedem Zyklus stattfindet ANMERKUNG 1 zum Begriff: Es gibt drei Knotenklassen: fortlaufend“, Multiplexmodus“ und fortlaufend zeitgesteuert“. Jeder Knoten

31、 gehrt zu genau einer dieser Klassen. 3.3.7 gesteuerter Knoten (CN) (en: controlled node) Netzwerkknoten ohne die Fhigkeit zur Steuerung des SCNM-Mechanismus 3.3.8 Zykluszeit (en: cycle time) Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Start-of-Cyclic-(SoC)-Rahmen ANMERKUNG 1 zum Begriff: Die Zykluszeit

32、 umfasst die Zeit fr die Datenbertragung sowie etwas Leerlaufzeit vor dem Beginn des nchsten Zyklus. 5 DIN EN 61158-3-13:2015-07 3.3.9 DLCEP-Adresse (en: DLCEP-address) DL-Adresse, die entweder a) einen DL-Verbindungsendpunkt von einem Peer oder, b) einen DL-Verbindungsendpunkt eines Multi-Peer Publ

33、ishers und implizit den entsprechenden Satz von Verbindungsendpunkten der DL-Subscriber kennzeichnet, 3.3.10 DL-Segment, Verbindungszweig, lokaler Verbindungszweig (en: DL-segment, link, local link) einzelnes DL-Subnetzwerk, in dem alle angeschlossenen DLEs direkt, d. h. ohne zwischengeschaltete DL-

34、Weitergabe, kommunizieren knnen, solange alle an einem Kommunikationsvorgang teilnehmenden DLEs whrend der Dauer(n) der Kommunikationsversuche gleichzeitig auf das DL-Subnetzwerk reagieren knnen 3.3.11 DLSAP (en: DLSAP) eindeutiger Punkt, an dem eine einzelne DL-Entitt einer einzelnen Entitt auf hhe

35、rer Schicht DL-Dienste bereitstellt ANMERKUNG 1 zum Begriff: Diese von ISO/IEC 7498-1 abgeleitete Definition wird an dieser Stelle wiederholt, um den entscheidenden Unterschied zwischen DLSAPs und deren DL-Adressen besser verstehen zu knnen. 3.3.12 DL(SAP)-Adresse (en: DL(SAP)-address) entweder eine

36、 individuelle DLSAP-Adresse, die einen einzelnen DLSAP eines einzelnen DLS-Benutzers kennzeichnet, oder eine DL-Gruppenadresse, die mglicherweise mehrere DLSAPs jeweils eines einzelnen DLS-Benutzers kennzeichnet ANMERKUNG 1 zum Begriff: Diese Terminologie wird gewhlt, da ISO/IEC 7498-3 die Verwendun

37、g der Benennung DLSAP-Adresse“ zur Bezeichnung von mehr als einem einzelnen DLSAP bei einem einzelnen DLS-Benutzer nicht zu-lsst. 3.3.13 (individuelle) DLSAP-Adresse (en: (individual) DLSAP-address) DL-Adresse, die nur einen einzigen DLSAP innerhalb des erweiterten Verbindungszweigs kennzeichnet ANM

38、ERKUNG 1 zum Begriff: Eine einzelne DL-Entitt kann mehrere DLSAP-Adressen, die einem einzelnen DLSAP zu-geordnet sind, besitzen. 6 DIN EN 61158-3-13:2015-07 ANMERKUNG 1: DLSAPs und PhSAPs werden als Ellipsen dargestellt, die sich ber die Grenze zweier benachbarter Schichten erstrecken. ANMERKUN nes

39、DLSAP G 3: Eine einzelne DL-Entitt kann mehrere DLSAP-Adressen und DL-Gruppenadressen, die einem Bild 1 Beziehungen von DLSAPs, DLSAP-Adressen und DL-Gruppenadressen s Synonym fr DLPDU ultiplex-istischen Betrieb anbietet Ethernet nach ISO/IEC 8802-3 (nicht-deterministischer Betrieb in nicht zeitkrit

40、ischen Umgebungen) G 2: DL-Adressen werden als gekennzeichnete, kleine Lcken (Zugangspunkte) im DLL-Teil eidargestellt. ANMERKUNeinzelnen DLSAP zugeordnet sind, besitzen. 3.3.14 Rahmen (en: frame) umgangssprachliche3.3.15 isochrone Daten (en: isochronous data) Daten, die in jedem Zyklus bertragen we

41、rden (oder im Fall von isochronen Daten im Multiplexmodus in jedem x-ten Zyklus) 3.3.16 isochrone Periode (en: isochronous period) Periode innerhalb jedes Zyklus, die fr den Austausch von isochronen Daten (fortlaufend oder im Mmodus) reserviert ist und somit determin3.3.17 klassisches Ethernet (en:

42、legacy Ethernet) 7 DIN EN 61158-3-13:2015-07 3.3.18 Steuerungsknote(en: managing nodn (MN) e) 3.3.19 klen verarbeitet werden (Alternative zu fortlaufend“) riff: m=s=1 ist ein spezieller Fall fr Knoten im Multiplexmodus, in dem die Datenbermittlung sich nach wie vor um den Multiplexmodus handelt. Es

43、gibt drei Knotenklassen: fortlaufend“, er von mehreren Knoten gemeinsam genutzt wird (en: multipoint connection) ung von einem Knoten zu vielen Knoten griff: Eine Mehrpunktverbindung ermglicht den Datentransfer von einem einzelnen Publisher zu rten DLS-Benutzer, auch bekannt als Publisher oder verff

44、entlichender DLS-Benutzer, und einer Menge von Peers, die jedoch nicht definierten DLS-Benutzern entsprechen, die in ihrer Gesamtheit als ber oder abonnierende DLS-Benutzer bekannt sind, ermglicht, wobei der verffentlichende DLS-aten an die abonnierenden DLS-Benutzer als Gruppe (jedoch nicht einzeln

45、) senden kann und die DLS-Benutzer Daten an den verffentlichenden DLS-Benutzer (jedoch sich nicht gegenseitig) 3.3.23 e ens (MN), die ber den SoC-Rahmen an alle gesteuerten Knoten (CNs) weiter-3.3.24 rkmanagement ork management) unktionen und -dienste, die die Netzwerkinitialisierung, Konfiguration

46、und Fehlerbehandlung 3.3.26 PollRequest (en: PollRequest) Rahmen, der in dem isochronen Teil eines Kommunikationszyklus verwendet wird Knoten, der den SCNM-Mechanismus steuern kann Multiplexmodus (en: multiplexed) Kommunikationsklasse, in der die zyklische Datenbermittlung derart stattfindet, dass m

47、 Knoten in s ZyANMERKUNG 1 zum Begfortlaufend erfolgt, obwohl esMultiplexmodus“ und fortlaufend zeitgesteuert“. Jeder Knoten gehrt zu genau einer dieser Klassen. 3.3.20 Multiplex-Zeitschlitz (en: multiplexed timeslot) Zeitschlitz fr isochrone Daten im Multiplexmodus, d3.3.21 Mehrpunktverbindung Verb

48、indANMERKUNG 1 zum Bevielen Subscriber-Knoten. 3.3.22 Multi-Peer-DLC (en: multi-peer DLC) zentralisierte DL-Verbindung mit mehreren Endpunkten, die eine DL-Duplex-bertragung zwischen einem einzelnen definieSubscriBenutzer Dabonnierendensenden knnen NetTim(en: NetTime) Uhrzeit des Steuerungsknotgegeb

49、en wird Netzwe(en: netwVerwaltungsfdurchfhren 3.3.25 Knoten (en: node) einzelne DL-Entitt, wie sie auf einem lokalen Verbindungszweig existiert 8 DIN EN 61158-3-13:2015-07 3.3.27 PollResponse (en: PollResponse) Rahmen, der in dem isochronen Teil eines Kommunikationszyklus verwendet wird, um auf einen PollRequest-Rahmen zu antworten 3.3.28 Prozessdatenobjekt (en: process data object) Objekt fr den isochronen Datenaustausch zwische