DIN EN 61158-4-11-2015 Industrial communication networks - Fieldbus specifications - Part 4-11 Data-link layer protocol specification - Type 11 elements (IEC 61158-4-11 2014) Engli.pdf

1、September 2015DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDEPreisgruppe 41DIN 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 35.100.20; 35.160!%BE0“2313413www.din.deDDIN EN 61158-4-11Industrielle Kommunikationsnetze Feldbusse Teil 4-11: Protokollspezifikation des Data Link Layer(Sicherungsschicht) Typ 11-Elemente (IEC 61158-4-11:2014);Englische Fassung EN 61158-4-11:2014, nur auf CD-ROMIndustrial communication networks

3、Fieldbus specifications Part 4-11: Data-link layer protocol specification Type 11 elements(IEC 61158-4-11:2014);English version EN 61158-4-11:2014, only on CD-ROMRseaux de communication industriels Spcifications des bus de terrain Partie 4-11: Spcification du protocole de la couche liaison de donnes

4、 lments detype 11 (CEI 61158-4-11:2014);Version anglaise EN 61158-4-11:2014, seulement en CD-ROMAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN EN 61158-4-11:2013-01Siehe Anwendungsbeginnwww.beuth.deGesamtumfang 171 SeitenDIN EN 61158-4-11:2015-09 2 Anwendungsbeginn Anwend

5、ungsbeginn fr die von CENELEC am 2014-09-19 angenommene Europische Norm als DIN-Norm ist 2015-09-01. Fr DIN EN 61158-4-11:2013-01 besteht eine bergangsfrist bis 2017-09-19. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN EN 61158-400:2013-08. Fr dieses Dokument ist das nationale Arbeitsgremi

6、um K 956 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 (sta

7、bility 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

8、undatierten Verweisung 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 Verw

9、eisung im normativen 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. Beispie

10、l: 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 Informationsverarbeitung g

11、rndet, 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 61158-4-11 verffentlicht.

12、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 sich die d

13、eutschen 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 Gerten der i

14、ndustriellen 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 Reihe DIN EN 61158-4 legt das Protokoll des Data Link Layer fr die ei

15、nzelnen Typen fest. nderungen Gegenber DIN EN 61158-4-11:2013-01 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) zustzliche Spezifikation fr die Loop-Architekturen mit hoher Datenrate in 4.6.1, 4.6.4, 5.4.6, Abschnitt 6 und 7.2 hinzugefgt. DIN EN 61158-4-11:2015-09 3 Frhere Ausgaben DIN V 19245-1: 1988-01

16、 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 61158-4: 2005-05 DIN EN 61158-4-11: 2008-09, 2013-01 Nationaler Anhang NA (inform

17、ativ) 1 AnwendungsbereichN1) 1.1 Allgemeines Der Data Link Layer stellt grundlegende zeitkritische Kommunikation fr den Datentransfer zwischen Gerten in einer Automatisierungsumgebung bereit. Dieses Protokoll stellt Kommunikationsmglichkeiten fr alle teilnehmenden Data Link-Einheiten bereit a) in ei

18、nem synchron gestarteten, zyklischen Ablauf, gem eines vordefinierten Ablaufplans, und b) in einer zyklischen oder azyklischen asynchronen Weise, wie fr jede derartige Data Link-Einheit im je-weiligen Zyklus gefordert. Demnach kann dieses Protokoll als eines charakterisiert werden, welches zyklische

19、n und azyklischen asynchronen Zugriff bereitstellt, aber mit einem synchronen Neustart jedes Zyklus. 1.2 Spezifikationen Diese Norm legt Folgendes fest: a) Prozeduren fr zeitgerechten Datentransfer und Informationssteuerung von einer Data Link-Benutzereinheit zu einer gleichartigen Benutzereinheit s

20、owie zwischen der Data Link-Einheit, welche den verteilten Data Link-Dienst-Anbieter bildet; b) Prozeduren zur Vergabe von Kommunikationsmglichkeiten an alle teilnehmenden DL-Einheiten, sequenziell und in einer zyklischen Weise fr deterministischen und synchronisierte Transfer bei zyklischen Interva

21、llen bis zu einer Millisekunde; c) Prozeduren zur Vergabe von Kommunikationsmglichkeiten, welche fr zeitkritische Datentransfers zusammen mit nicht zeitkritischen Datentransfers ohne Beeintrchtigung des zeitkritischen Datentransfers erhltlich sind; d) Prozeduren zur Vergabe von zyklischen und azykli

22、schen Kommunikationsmglichkeiten fr zeitkritischen Datentransfer mit priorisiertem Zugriff; e) Prozeduren zur Vergabe von Kommunikationsmglichkeiten basierend auf ISO/IEC 8802-3 Medium Zugriffsteuerung, mit Manahmen zur Hinzufgung und Entfernung von Knoten whrend des normalen Betriebs; f) die Strukt

23、ur der Feldbus-DLPDUs, welche verwendet werden fr den Transfer von Daten und In-formationssteuerung durch das Protokoll dieser Norm und ihre Darstellung als Physical Layer. N1)Die Nummerierung aus IEC 61158-4-11 wurde beibehalten. DIN EN 61158-4-11:2015-09 4 1.3 Prozeduren Die Prozeduren sind defini

24、ert in Form von a) den Interaktionen zwischen gleichartigen DL-Einheiten (DLEs) durch den Austausch der Feldbus DLPDUs, b) den Interaktionen zwischen einem DL-Dienst-(DLS-)Anbieter und einem DLS-Benutzer im selben System durch den Austausch von DLS-Primitiven, c) den Interaktionen zwischen einem DLS

25、-Anbieter und einem Ph-Dienst-Anbieter im selben System durch den Austausch von Ph-Dienstprimitiven. 1.4 Anwendbarkeit Diese Prozeduren sind auf Instanzen der Kommunikation zwischen Systemen anwendbar, welche die zeit-kritischen Kommunikationsdienste innerhalb des Data Link Layer des OSI oder des Fe

26、ldbusreferenzmodells untersttzen und die Fhigkeit erfordern, in einer offenen Systemverbundumgebung zu verbinden. Profile stellen ein einfaches Multiattribut Hilfsmittel zur Zusammenfassung der Implementierungsfhigkeiten bereit und untersttzen dadurch die Anwendbarkeit fr unterschiedliche zeitkritis

27、che Kommunikationsanforde-rungen. 1.5 Konformitt Diese Norm legt auch Konformittsanforderungen fr Systeme fest, die diese Prozeduren implementieren. Sie enthlt jedoch keine Prfungen, um die Konformitt mit diesen Anforderungen nachzuweisen. 3.3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die fo

28、lgenden Begriffe. 3.3.1 allgemeiner Speicher (en: common memory) virtueller allgemeiner Speicher fr den Feldbus Typ 11, der von den teilnehmenden Typ 11-Feldbusknoten gemeinsam genutzt wird und vorrangig fr die Echtzeit-Kommunikation des zeitkritischen zyklischen Datendienstes verwendet wird 3.3.2 D

29、aten-DLPDU (en: data DLPDU) DLPDU, die eine DLSDU von einem lokalen DLS-Benutzer an einen entfernten DLS-Benutzer bertrgt 3.3.3 DLCEP-Adresse (en: DLCEP-address) DL-Adresse, die entweder a) einen DL-Verbindungsendpunkt von einem Peer oder b) einen DL-Verbindungsendpunkt von mehreren Peer-Publishern

30、und implizit den entsprechenden Satz von Verbindungsendpunkten der DL-Subscriber kennzeichnet, wobei jeder DL-Verbindungsendpunkt innerhalb eines eindeutigen DLSAP vorhanden und einer entsprechenden eindeutigen DLSAP-Adresse zugeordnet ist 3.3.4 DL-Segment, Verbindungszweig, lokaler Verbindungszweig

31、 (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 einem Kommunikationsvorgang teilnehmenden DLEs whrend der Dauer(n) der Kommunikationsversuche gleichzeitig auf das

32、 DL-Subnetzwerk reagieren knnen DIN EN 61158-4-11:2015-09 5 3.3.5 DLSAP (en: DLSAP) eindeutiger Punkt, an dem eine einzelne DL-Entitt einer einzelnen Entitt auf hherer Schicht DL-Dienste bereitstellt Anmerkung 1 zum Begriff: Diese Definition ist abgeleitet von ISO/IEC 7498-1 und wurde hier zum besse

33、ren Verstnd-nis fr die kritische Unterscheidung zwischen DLSAPs und ihren DL-Adressen wiederholt. (Siehe Bild 1.) ANMERKUNG 1: DLSAPs und PhSAPs werden als Ellipsen dargestellt, die sich ber die Grenze zweier benachbarter Schichten erstrecken. ANMERKUNG 2: DL-Adressen werden als gekennzeichnete, kle

34、ine Lcken (Zugangspunkte) im DLL-Teil eines DLSAP tellt. 3: Eine einzelne DL-Entitt kann mehrere DLSAP-Adressen und DL-Gruppenadressen, die einem Bild 1 Beziehungen von DLSAPs, DLSAP-Adressen und DL-Gruppenadressen DLSAP LSAP) n dem eine einzelne DL-Entitt einer einzelnen Entitt auf hherer Schicht D

35、L-Dienste g zwischen DLSAPs und ihren DL-Adressen wiederholt. (Siehe Bild 1.) dargesANMERKUNG einzelnen DLSAP zugeordnet sind, besitzen. 3.3.6 (en: Deindeutiger Punkt, abereitstellt Anmerkung 1 zum Begriff: Diese Definition ist abgeleitet von ISO/IEC 7498-1 und wurde hier zum besseren Verstnd-nis fr

36、 die kritische UnterscheidunDIN EN 61158-4-11:2015-09 6 tzers kennzeichnet, oder eine DL-Gruppenadresse, die mglicherweise mehrere DLSAPs jeweils eines einzelnen hAnmerkung 1 zum Begriff: Diese Terminologie wird gewhlt, da ISO/IEC 7498-3 die Verwendung der Benennung P-Adresse“ zur Bezeichnung von me

37、hr als einem einzelnen DLSAP bei einem einzelnen DLS-Benutzer nicht nnzeichnet itzen. erbindungszweig k) ziger DL-Namensraum (DL-Adressraum) gemeinsam genutzt wird; in diesem Subnetzwerk knnen alle angeschlossenen DL-Entitten miteinander entweder direkt er eine oder mehrere der zwischengeschalteten

38、DL-Relais-Entitten kommunizieren zum Begriff: Ein erweiterter Verbindungszweig besteht mglicherweise aus nur einem einzelnen icht mit dem erwarteten Rest bereinstimmt (en: frame) 3.3.12 ppenadresse ise mehr als einen DLSAP innerhalb des erweiterten Verbindungszweigs kenn-ng 1 zum Begriff: Eine einze

39、lne DL-Entitt kann mehrere DL-Gruppenadressen, die einem einzelnen DLSAP DL-Gruppenadresse, die mehr als einem DLSAP zugeordnet ist, besitzen. chwindigkeitsdaten Daten, die mithilfe von zyklischer Hochgeschwindigkeits-Datenbertragung bermittelt werden 3.3.7 DL(SAP)-Adresse (en: DL(SAP)-address) entw

40、eder eine individuelle DLSAP-Adresse, die einen einzelnen DLSAP eines einzelnen DLS-BenuDLS-Benutzers kennzeic net DLSAzulsst. 3.3.8 (individuelle) DLSAP-Adresse (en: (individual) DLSAP-address) DL-Adresse, die nur einen einzigen DLSAP innerhalb des erweiterten Verbindungszweigs keAnmerkung 1 zum Be

41、griff: Eine einzelne DL-Entitt kann mehrere DLSAP-Adressen, die einem einzelnen DLSAP zugeordnet sind, bes3.3.9 erweiterter V(en: extended linDL-Subnetzwerk, das aus der maximalen Menge von Verbindungszweigen besteht, die ber DL-Relais-Entitten geschaltet werden knnen, wobei ein einoder bAnmerkung 1

42、Verbindungszweig. 3.3.10 FCS-Fehler (en: FCS error) Fehler, der auftritt, wenn der berechnete Wert der Blockprfzeichenfolge nach Empfang aller Oktette in einer DLPDU n3.3.11 Rahmen umgangssprachliches Synonym fr DLPDU DL-Gru(en: group DL-address) DL-Adresse, die mglicherwezeichnet Anmerkuzugeordnet

43、sind, besitzen. Anmerkung 2 zum Begriff: Eine einzelne DL-Entitt kann auch eine einzelne 3.3.13 zyklische Hochges(en: high-speed cyclic data) DIN EN 61158-4-11:2015-09 7 (en: high-speed cyclic data transmission) Prioritt des zeitkritischen zyklischen Datendienstes (en: implicit token) ismus, der das

44、 Recht zur bertragung steuert m wird keine eigentliche Token-Nachricht bertragen. Jeder Knoten verfolgt bertragung hat. Das Recht zur bertragung wird von Knoten zu Knoten durch Aufzeichnen des Knotens, der zuletzt bertragen hat, weitergegeben. Damit ein fehlender m Durchlauf bersprungen werden kann,

45、 wird eine Schlitzzeit verwendet. (en: low-speed cyclic data) die mithilfe von zyklischer Niedriggeschwindigkeits-Datenbertragung bermittelt werden (en: low-speed cyclic data transmission) oritt des zeitkritischen zyklischen Datendienstes 3.3.19 inDatendienstes punkten, die eine DL-Duplex-bertragung

46、 zwischen einem einzelnen definierten DLS-Benutzer, auch bekannt als Publisher oder verffentlichender DLS-Benutzer, und dizer bekannt sind, anbietet ng 1 zum Begriff: Der verffentlichende DLS-Benutzer kann Daten an die abonnierenden DLS-Benutzer als doch nicht einzeln) senden, und die abonnierenden

47、DLS-Benutzer knnen Daten an den verffentlichenden r (jedoch sich nicht gegenseitig) senden. 3.3.21 nktverbindung ) noten zu vielen Knoten kann der Datentransfer von einem einzelnen Publisher von vielen Subscriber-Knoten empfangen werden. lne DL-Entitt, wie sie auf einem lokalen Verbindungszweig exis

48、tiert 3.3.14 zyklische Hochgeschwindigkeits-Datenbertragung hchste3.3.15 implizites Token MechanAnmerkung 1 zum Begriff: ber das Mediuden Knoten, von dem er annimmt, dass dieser derzeit das Recht zur Knoten i3.3.16 zyklische Niedriggeschwindigkeitsdaten Daten, 3.3.17 zyklische Niedriggeschwindigkeit

49、s-Datenbertragung niedrigste Pri3.3.18 zyklische Mittelgeschwindigkeitsdaten (en: medium-speed cyclic data) Daten, die mithilfe von zyklischer Mittelgeschwindigkeits-Datenbertragung bermittelt werden zyklische Mittelgeschw digkeits-Datenbertragung (en: medium-speed cyclic data transmission) zweithchste Prioritt des zeitkritischen zyklischen3.3.20 Multi-Peer-DLC (en: multi-peer DLC) zentralisierte DL-Verbindung mit meh