DIN EN 61158-3-20-2015 Industrial communication networks - Fieldbus specifications - Part 3-20 Data-link layer service definition - Type 20 elements (IEC 61158-3-20 2014) English v.pdf

1、Juli 2015DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDEPreisgruppe 21DIN 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!%B8“2315821www.din.deDDIN EN 61158-3-20Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinSiehe Anwendungsbeginnwww.beuth.deGesamtumfang 41 SeitenIndustrielle Kommunikationsnetze Feldbusse Teil 3-20: Dienstfestlegungen des Data Link Layer (Sicherungsschicht) Typ 20-Elemente

3、 (IEC 61158-3-20:2014); Englische Fassung EN 61158-3-20:2014, nur auf CD-ROM Industrial communication networks Fieldbus specifications Part 3-20: Data-link layer service definition Type 20 elements (IEC 61158-3-20:2014); English version EN 61158-3-20:2014, only on CD-ROM Rseaux de communication indu

4、striels Spcifications des bus de terrain Partie 3-20: Dfinition des services de la couche liaison de donnes lments de type 20 (CEI 61158-3-20:2014); Version anglaise EN 61158-3-20:2014, seulement en CD-ROM DIN EN 61158-3-20:2015-07 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr die von CENELEC am 2014-09-17

5、 angenommene Europische Norm als DIN-Norm ist 2015-07-01. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN EN 61158-300:2013-08. Fr dieses Dokument ist das nationale Arbeitsgremium K 956 Feldbus“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE (www.dke

6、.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 soll, das auf der IEC-Website unter http:/webstore.iec.ch“ zu dieser Publikation an

7、gegeben 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 normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des Ausgabedatums und ohne Hinweis

8、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 bezieht sich die Verweisung immer auf die in Bezug genommene Ausgabe der Norm. Der Zusamm

9、enhang 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 als Europische Norm durch CENELEC bernommen und als DIN EN 60068 ins Deutsche Normenw

10、erk 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 Bedingungen allein in englischer Sprache verffentlicht werden drfen. Diese Bedingungen sind

11、 fr die vorliegende Norm erfllt. Da sich die Benutzer der vorliegenden Norm der englischen Sprache als Fachsprache bedienen, wird die Englische Fassung der EN 61158-3-20 verffentlicht. Zu deren Abschnitt 1, der den Anwendungsbereich festlegt, und Abschnitt 3, der die Begriffe festlegt, wurde eine be

12、rsetzung 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 der Regel ebenfalls der englischen Benennungen bedienen. Diese Norm steht nicht in unmittelba

13、rem Zusammenhang mit Rechtsvorschriften 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 speicherprog

14、rammierbaren Steuerungen. Die Normen der Reihe DIN EN 61158 legen eine Anzahl von Feldbus-Protokolltypen fest. Die vorliegende Norm legt die Dienste fest, die durch die Data-link Layer der einzelnen Typen zur Verfgung gestellt werden. DIN EN 61158-3-20:2015-07 3 Nationaler Anhang NA (informativ) 1 A

15、nwendungsbereichN1)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-critical) wird verwendet um die Prsenz eines Zeitfensters dar

16、zustellen, 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 dienstanfordernden Anwendung und damit verbundenen Risiken f

17、r Gerte, Anlagen und mglicherweise Menschenleben. Diese Norm definiert auf eine abstrakte Art und Weise den von auen sichtbaren Dienst, der vom Typ 20 des Feldbus Data-Link-Layer bereitgestellt wird, in Form von: a) Aktivitten und Ereignissen der Dienstprimitiven, b) den mit den Aktivitten und Ereig

18、nissen 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, die bereitgestellt werden fr den Typ 20 Feldbus Applicatio

19、n-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. Der Typ 20 DL-Dienst liefert beides, eine verbundene und eine verbindungslos

20、e Untermenge jener beschriebener Dienst in ISO/IEC 8886. 1.2 Spezifikationen 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 Anleitu

21、ng der Entwicklung der Data-Link-Protokolle fr die zeitkritische Kommunikation. Ein zweites Ziel ist das Bereitstellen von Migrationspfade von bisherigen bestehenden industriellen Kommunikationsprotokollen. Diese Spezifikation darf als Basis fr formelle DL-Programmierschnittstellen verwendet werden.

22、 Nichtsdestotrotz ist es keine formelle Programmierschnittstelle und jede 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,

23、 b) die Korrelation von gepaarten Anfrage- und Indikationsprimitiven oder Anweisungs- und Antwortprimitiven. 1.3 Konformitt Diese Norm legt keine individuellen Implementierungen oder Produkte fest, noch beschrnkt sie die Implementierungen von Data-Link-Einheiten innerhalb eines industriellen Automat

24、isierungssystems. Es gibt keine Konformitt von Gerten zu dieser Data-Link-Layer Dienstdefinitionsnorm. Stattdessen wird Konformitt durch die Implementierung der entsprechenden Data-Link-Protokolle erreicht, welche den Typ 20 der Data-Link-Layer Dienste, wie in dieser Norm beschrieben, erfllt. N1)Die

25、 Nummerierung aus IEC 61158-3-20 wurde beibehalten. DIN EN 61158-3-20:2015-07 4 3.3 Allgemeine Begriffe zu den Diensten der Sicherungsschicht Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. ANMERKUNG 1 zum Begriff: Viele Definitionen gelten fr mehr als einen Protokolltyp; sie werden

26、 nicht zwangslufig von allen Protokolltypen verwendet. 3.3.1 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-Weitergabe, kommunizieren knnen, solange alle an

27、 einem Kommunikationsvorgang teilnehmenden DLEs whrend der Dauer(n) der Kommunikationsversuche gleichzeitig auf das DL-Subnetzwerk reagieren knnen 3.3.2 DLSAP (en: DLSAP) eindeutiger Punkt, an dem eine einzelne DL-Entitt einer einzelnen Entitt auf hherer Schicht DL-Dienste bereitstellt ANMERKUNG 1 z

28、um 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. ANMERKUNG 1: DLSAPs und PhSAPs werden als Ellipsen dargestellt, die sich ber die Grenze zweier benachbarter

29、 Schichten erstrecken. ANMERKUNG 2: DL-Adressen werden als gekennzeichnete, kleine Lcken (Zugangspunkte) im DLL-Teil eines DLSAP dargestellt. ANMERKUNG 3: Eine einzelne DL-Entitt kann mehrere DLSAP-Adressen und DL-Gruppenadressen, die einem einzelnen DLSAP zugeordnet sind, besitzen. Bild 1 Beziehung

30、en von DLSAPs, DLSAP-Adressen und DL-Gruppenadressen DIN EN 61158-3-20:2015-07 5 3.3.3 DL(SAP)-Adresse (en: DL(SAP)-address) entweder eine individuelle DLSAP-Adresse, die einen einzelnen DLSAP eines einzelnen DLS-Benutzers kennzeichnet, oder eine DL-Gruppenadresse, die mglicherweise mehrere DLSAPs j

31、eweils eines einzelnen DLS-Benutzers kennzeichnet ANMERKUNG 1 zum Begriff: Diese Terminologie wird gewhlt, da ISO/IEC 7498-3 die Verwendung der Benennung DLSAP-Adresse“ zur Bezeichnung von mehr als einem einzelnen DLSAP bei einem einzelnen DLS-Benutzer nicht zulsst. 3.3.4 (individuelle) DLSAP-Adress

32、e (en: (individual) DLSAP-address) DL-Adresse, die nur einen einzigen DLSAP innerhalb des erweiterten Verbindungszweigs kennzeichnet ANMERKUNG 1 zum Begriff: Eine einzelne DL-Entitt kann mehrere DLSAP-Adressen, die einem einzelnen DLSAP zu-geordnet sind, besitzen. 3.3.5 erweiterter Verbindungszweig

33、(en: extended link) DL-Subnetzwerk, das aus der maximalen Menge von Verbindungszweigen besteht, die ber DL-Relais-Entitten geschaltet werden knnen, wobei ein einziger DL-Namensraum (DL-Adressraum) gemeinsam genutzt wird; in diesem Subnetzwerk knnen alle angeschlossenen DL-Entitten miteinander entwed

34、er direkt oder ber eine oder mehrere der zwischengeschalteten DL-Relais-Entitten kommunizieren ANMERKUNG 1 zum Begriff: Ein erweiterter Verbindungszweig besteht mglicherweise aus nur einem einzelnen Verbin-dungszweig. 3.3.6 Rahmen (en: frame) umgangssprachliches Synonym fr DLPDU 3.3.7 DL-Gruppenadre

35、sse (en: group DL-address) DL-Adresse, die mglicherweise mehr als einen DLSAP innerhalb des erweiterten Verbindungszweigs kenn-zeichnet ANMERKUNG 1 zum Begriff: Eine einzelne DL-Entitt kann mehrere DL-Gruppenadressen, die einem einzelnen DLSAP zugeordnet sind, besitzen. Eine einzelne DL-Entitt kann

36、auch eine einzelne DL-Gruppenadresse, die mehr als einem DLSAP zugeordnet ist, besitzen. 3.3.8 Knoten (en: node) einzelne DL-Entitt, wie sie auf einem lokalen Verbindungszweig existiert 3.3.9 empfangender DLS-Benutzer (en: receiving DLS-user) Benutzer der DL-Dienste, der als Empfnger von DLS-Benutze

37、rdaten agiert ANMERKUNG 1 zum Begriff: Ein Benutzer der DL-Dienste kann gleichzeitig sendender und empfangender DLS-Benutzer sein. DIN EN 61158-3-20:2015-07 6 3.3.10 sendender DLS-Benutzer (en: sending DLS-user) Benutzer der DL-Dienste, der als Quelle von DLS-Benutzerdaten agiert 3.4 Zustzliche fr d

38、ie Sicherungsschicht spezifische Begriffe fr Typ 20 3.4.1 analoger Regler (en: analog controller) Regler fr die ausschlieliche Verwendung mit der 4-20-mA-Stromsignalgebung, der alle Anforderungen eines Stromeingangsgertes oder Stromausgangsgertes erfllt 3.4.2 analoges Signal (en: analog signal) Nied

39、erfrequenzstrom, berwiegend ein Signal von 4 mA bis 20 mA, das an ein Feldgert gesendet wird oder von diesem erzeugt wird 3.4.3 Spektrum analoger Signale (en: analog signal spectrum) Frequenzen von 0 Hz bis 25 Hz bei Einheitsamplitude, die ber 25 Hz um 40 dB je Dekade abfallen 3.4.4 analoger Prffilt

40、er (en: analog test filter) zweipoliger Butterworth-Tiefpassfilter mit der Grenzfrequenz von 25 Hz 3.4.5 Anwendung (en: application) Funktion oder Datenstruktur, fr die Daten konsumiert oder produziert werden 3.4.6 Anwendungsobjekt (en: application object) Objektklasse, die zur Laufzeit fr den Nachr

41、ichtenaustausch im Netzwerk und innerhalb des Netzwerkgertes sorgt und diesen verwaltet ANMERKUNG 1 zum Begriff: Es knnen mehrere Typen von Anwendungsobjektklassen definiert werden. 3.6.7 Anwendungsbeziehung (en: application relationship) kooperative Verbindung zwischen zwei oder mehr Aufrufen von A

42、nwendungsentitten 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 oder als Ergebnis von Vorkonfigurationsaktivitten aktiviert. 3.6.8 Endpunkt der

43、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 Anwendungsbeziehung eing

44、eschlossen ist, verwaltet seinen eigenen Endpunkt der Anwendungsbeziehung. DIN EN 61158-3-20:2015-07 7 3.6.9 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 I

45、nformationen zu vernderlichen Teilen eines Objekts. Sie liefern blicherweise Statusinformationen oder steuern den Betrieb eines Objekts. Attribute knnen auch das Verhalten eines Objekts beeinflussen. Attribute werden in Klassenattribute und Instanzattribute unterteilt. 3.4.10 Schutzeinrichtung (en:

46、barrier) physikalische Einheit, die das Eindringen von Strom und Spannung in einen explosionsgefhrdeten Bereich begrenzt, um die spezifischen Sicherheitsanforderungen zu erfllen 3.6.11 Verhalten (en: behavior) Anzeige dafr, wie das Objekt auf bestimmte Ereignisse reagiert 3.4.12 Rundsendung (en: bro

47、adcast) Prozess des Sendens einer PDU an alle Gerte, die an das Netzwerk angeschlossen sind und die ber-tragung empfangen knnen 3.4.13 Rundsendeadresse (en: broadcast address) Adresse, die von einem Master verwendet wird, um einen Befehl an alle Gerte zu senden 3.4.14 Burst-Modus (en: burst mode) In

48、itiierung der Kommunikationsaktivitt durch ein Slave-Gert in einem zyklischen Intervall ohne Anforderung von einem Master 3.4.15 Kabelkapazittsbelag (en: cable capacitance per unit length) Kapazittsbelag des Kabels, gemessen bei 1 kHz von einem anderem Leiter als dem Schirm zu allen anderen Leitern

49、einschlielich des Schirms ANMERKUNG 1 zum Begriff: Bei Netzwerken, die verschiedene Kabeltypen oder Drahtdurchmesser verwenden, wird fr diesen Wert der hchste Kapazittswert aller Kabeltypen oder Drahtdurchmesser verwendet. 3.4.16 Zeichen (en: character) die 8 Bit von Daten und Zusatzbits, die von der PhE als eine zusammenhngende Einheit bertragen werden 3.4.17 Zeichenzeit (en: character time) Zeitdauer, die fr die