DIN EN 61158-4-12-2015 Industrial communication networks - Fieldbus specifications - Part 4-12 Data-link layer protocol specification - Type 12 elements (IEC 61158-4-12 2014) Engli.pdf

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 35.100.20; 35.160!%BE4“2313417www.din.deDDIN EN 61158-4-12Industrielle Kommunikationsnetze Feldbusse Teil 4-12: Protokollspezifikation des Data Link Layer(Sicherungsschicht) Typ 12-Elemente (IEC 61158-4-12:2014);Englische Fassung EN 61158-4-12:2014, nur auf CD-ROMIndustrial communication networks

3、Fieldbus specifications Part 4-12: Data-link layer protocol specification Type 12 elements(IEC 61158-4-12:2014);English version EN 61158-4-12:2014, only on CD-ROMRseaux de communication industriels Spcifications des bus de terrain Partie 4-12: Spcification du protocole de la couche liaison de donnes

4、 lments detype 12 (CEI 61158-4-12:2014);Version anglaise EN 61158-4-12:2014, seulement en CD-ROMAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN EN 61158-4-12:2013-01Siehe Anwendungsbeginnwww.beuth.deGesamtumfang 151 SeitenDIN EN 61158-4-12:2015-09 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 61158-4-12:2013-01 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 61158-4-12 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 Automatisierungstechnik 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 ein

15、zelnen Typen fest. nderungen Gegenber DIN EN 61158-4-12:2013-01 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) redaktionelle berarbeitung. DIN EN 61158-4-12:2015-09 3 Frhere Ausgaben DIN V 19245-1: 1988-01 DIN 19245-1: 1991-04 DIN 19245-2: 1991-04 DIN EN 50170/1: 1997-07 DIN EN 50170/2: 1997-07 DIN EN 50

16、170/3: 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 61158-4-12: 2008-09, 2013-01 Nationaler Anhang NA (informativ) 1 AnwendungsbereichN1)1.1 Allgemeines Der Data Link Layer stellt grundlegende zeitkritische Ko

17、mmunikation fr den Datentransfer zwischen Gerten in einer Automatisierungsumgebung bereit. Dieses Protokoll stellt Kommunikationsmglichkeiten fr alle teilnehmenden Data Link-Einheiten bereit a) in einem synchron gestarteten, zyklischen Ablauf, und b) in einer zyklischen oder azyklischen asynchronen

18、Weise, wie fr jede derartige Data Link-Einheit im je-weiligen Zyklus gefordert. Demnach kann dieses Protokoll als eines charakterisiert werden, welches zyklischen und azyklischen asynchronen Zugriff bereitstellt, aber mit einem synchronen Neustart jedes Zyklus. 1.2 Spezifikationen Diese Norm legt Fo

19、lgendes fest: a) Prozeduren fr zeitgerechten Datentransfer und Informationssteuerung von einer Data Link-Benutzereinheit zu einer oder mehreren Benutzereinheiten; b) die Struktur der Feldbus-DLPDUs, welche verwendet werden fr den Transfer von Daten und Informationssteuerung durch das Protokoll diese

20、r Norm und ihre Darstellung als Physical Layer. 1.3 Prozeduren Die Prozeduren sind definiert in Form von a) den Interaktionen zwischen DL-Einheiten (DLEs) durch den Austausch der DLPDUs, b) den Interaktionen zwischen einem DL-Dienst-(DLS-)Anbieter und einem DLS-Benutzer im selben System durch den Au

21、stausch von DLS-Primitiven, c) den Interaktionen zwischen einem DLS-Anbieter und den MAC-Diensten der ISO/IEC 8802-3. N1)Die Nummerierung aus IEC 61158-4-12 wurde beibehalten. DIN EN 61158-4-12:2015-09 4 1.4 Anwendbarkeit Diese Prozeduren sind auf Instanzen der Kommunikation zwischen Systemen anwend

22、bar, welche die zeit-kritischen Kommunikationsdienste innerhalb des Data Link Layer des OSI-Rreferenzmodells untersttzen und die Fhigkeit erfordern, in einer offenen Systemverbundumgebung zu verbinden. Profile stellen ein einfaches Multiattribut Hilfsmittel zur Zusammenfassung der Implementierungsfh

23、igkeiten bereit und untersttzen dadurch die Anwendbarkeit fr unterschiedliche zeitkritische Kommunikationsanforde-rungen. 1.5 Konformitt Diese Norm legt auch Konformittsanforderungen fr Systeme fest, die diese Prozeduren implementieren. Dieser Teil der Norm enthlt jedoch keine Prfungen, um die Konfo

24、rmitt mit diesen Anforderungen nachzuweisen. 3.3 Allgemeine Begriffe ANMERKUNG Viele Definitionen gelten fr mehr als einen Protokolltyp; sie werden nicht zwangslufig von allen Proto-kolltypen verwendet. Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.3.1 Rahmen (en: frame) umgangs

25、sprachliches Synonym fr DLPDU 3.3.2 DL-Gruppenadresse (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 zugeor

26、dnet sind, besitzen. Anmerkung 2 zum Begriff: Eine einzelne DL-Entitt kann auch eine einzelne DL-Gruppenadresse, die mehr als einem DLSAP zugeordnet ist, besitzen. 3.3.3 Knoten (en: node) einzelne DL-Entitt, wie sie auf einem lokalen Verbindungszweig existiert 3.3.4 empfangender DLS-Benutzer (en: re

27、ceiving DLS-user) Benutzer der DL-Dienste, der als Empfnger von DLS-Benutzerdaten agiert Anmerkung 1 zum Begriff: Ein Benutzer der DL-Dienste kann gleichzeitig sendender und empfangender DLS-Benutzer sein. 3.3.5 sendender DLS-Benutzer (en: sending DLS-user) Benutzer der DL-Dienste, der als Quelle vo

28、n DLS-Benutzerdaten agiert DIN EN 61158-4-12:2015-09 5 NA.3.4 Zustzliche Begriffe fr Typ 12 3.4.1 Anwendung (en: application) Funktion oder Datenstruktur, fr die Daten konsumiert oder produziert werden QUELLE: IEC 61158-5-12, 3.3.1 3.4.2 Anwendungsobjekte (en: application objects) mehrere Objektklas

29、sen, die zur Laufzeit fr einen Nachrichtenaustausch im Netzwerk und innerhalb des Netzwerkgertes sorgen und diesen verwalten 3.4.3 Basis-Slave (en: basic slave) Slave-Gert, das nur die physische Adressierung von Daten untersttzt 3.4.4 Bit (en: bit) Informationseinheit, die aus einer 0 oder 1 besteht

30、 Anmerkung 1 zum Begriff: Das ist die kleinste Dateneinheit, welche bertragen werden kann. 3.4.5 Client (en: client) 1) Objekt, das die Dienste eines anderen (Server-)Objekts zur Ausfhrung einer Aufgabe nutzt; 2) Initiator einer Nachricht, auf die ein Server reagiert 3.4.6 Verbindung (en: connection

31、) logische Verknpfung zwischen zwei Anwendungsobjekten innerhalb eines Gertes oder in unterschiedlichen Gerten 3.4.7 zyklisch (en: cyclic) Ereignisse, die sich regelmig wiederholen 3.4.8 zyklische Redundanzprfung CRC (en: cyclic redundancy check, CRC) Restwert, der aus einem Feld von Daten errechnet

32、 und als reprsentative Signatur fr das Feld verwendet wird 3.4.9 Daten (en: data) allgemeine Bezeichnung fr jegliche ber einen Feldbus bertragene Informationen DIN EN 61158-4-12:2015-09 6 3.4.10 Datenkonsistenz (en: data consistency) Mittel fr die kohrente bertragung des Eingabe- oder Ausgabedatenob

33、jekts zwischen Client und Server und fr den kohrenten Zugriff auf das Eingabe- oder Ausgabedatenobjekt innerhalb von Client und Server 3.4.11 Gert (en: device) an den Feldbus angeschlossene physische Entitt, die aus mindestens einem Datenbermittlungselement (dem Netzelement) besteht und die ein Steu

34、erungselement und/oder ein Abschlusselement (Wandler, Stell-gert usw.) enthalten darf QUELLE: IEC 61158-2, 3.1.13 3.4.12 verteilte Uhren (en: distributed clocks) Methode zur Synchronisierung von Slaves und zur Aufrechterhaltung einer globalen Zeitbasis 3.4.13 Fehler (en: error) Nichtbereinstimmung z

35、wischen einem berechneten, beobachteten oder gemessenen Wert oder Zustand und dem festgelegten oder theoretisch richtigen Wert oder Zustand 3.4.14 Ereignis (en: event) Instanz einer nderung von Zustnden 3.4.15 Speicherverwaltungseinheit des Feldbusses (en: fieldbus memory management unit) Funktion,

36、die eine oder mehrere Korrespondenzen zwischen logischen Adressen und dem physischen Speicher aufbaut 3.4.16 Entitt der Speicherverwaltungseinheit des Feldbusses (en: fieldbus memory management unit entity) einzelnes Element der Speicherverwaltungseinheit des Feldbusses: eine Korrespondenz zwischen

37、einem kohrenten logischen Adressraum und einem kohrenten physischen Speicherort 3.4.17 Full-Slave (en: full slave) Slave-Gert, das sowohl die physische als auch die logische Adressierung von Daten untersttzt 3.4.18 Schnittstelle (en: interface) gemeinsam genutzte Grenze zwischen zwei funktionalen Ei

38、nheiten, die durch funktionale Merkmale, Signal-merkmale oder entsprechend andere Merkmale festgelegt ist 3.4.19 Master (en: master) Gert, das den Datentransfer im Netzwerk steuert und den Medienzugriff der Slaves durch Senden von Nachrichten initiiert und das die Schnittstelle zum Steuerungssystem

39、bildet DIN EN 61158-4-12:2015-09 7 3.4.20 Zuordnung (en: mapping) Verbindung zwischen zwei Objekten in einer Weise, dass ein Objekt ein Teil des anderen Objekts ist 3.4.21 Medium (en: medium) Kabel, Lichtwellenleiter oder eine andere Einrichtung, mit der Kommunikationssignale zwischen zwei oder mehr

40、eren Punkten bertragen werden Anmerkung 1 zum Begriff: Medien“ wird als Plural von Medium“ verwendet. 3.4.22 Nachricht (en: message) geordnete Folge von Oktetten fr die bermittlung von Informationen Anmerkung 1 zum Begriff: Nachrichten werden normalerweise fr die bermittlung von Informationen zwisch

41、en Peers auf der Anwendungsschicht verwendet. 3.4.23 Netzwerk (en: network) Menge von Knoten, die ber ein bestimmtes Kommunikationsmedium miteinander verbunden sind, ein-schlielich zwischengeschalteter Repeater, Bridges, Router und Gateways unterer Schichten 3.4.24 Knoten (en: node) Endpunkt eines V

42、erbindungszweigs in einem Netzwerk oder Punkt, an dem zwei oder mehr Verbindungs-zweige aufeinandertreffen QUELLE: IEC 61158-2, 3.1.31, mit einigen Formulierungsanpassungen 3.4.25 Objekt (en: object) abstrakte Darstellung einer bestimmten Komponente innerhalb eines Gertes Anmerkung 1 zum Begriff: Ei

43、n Objekt kann sein: 1) eine abstrakte Darstellung der Fhigkeiten eines Gertes. Objekte knnen aus einigen der folgenden Komponenten oder aus allen folgenden Komponenten bestehen: a) Daten (Informationen, die sich im Laufe der Zeit ndern); b) Konfiguration (Parameter fr das Verhalten); c) Methoden (Di

44、nge, die mithilfe der Daten und der Konfiguration durchgefhrt werden knnen); 2) eine Zusammenstellung zugehriger Daten (in Form von Variablen) und Methoden (Prozeduren) fr Operationen mit diesen Daten, die eine klar definierte Schnittstelle und ein klar definiertes Verhalten aufweisen. 3.4.26 Prozes

45、sdaten (en: process data) Datenobjekt, das Anwendungsobjekte enthlt, die zu Verarbeitungszwecken zyklisch oder azyklisch ber-tragen werden 3.4.27 Server (en: server) Objekt, das einem anderen (Client-)Objekt Dienste bereitstellt DIN EN 61158-4-12:2015-09 8 3.4.28 Dienst (en: service) Operation oder

46、Funktion, die ein Objekt und/oder eine Objektklasse auf Anforderung eines anderen Objekts und/oder einer anderen Objektklasse hin ausfhrt 3.4.29 Slave (en: slave) DL-Entitt, die nur nach Initiierung durch den vorausgehenden Slave oder den Master Zugang zum Medium hat 3.4.30 Sync-Manager (en: Sync ma

47、nager) Zusammenstellung von Steuerelementen zur Koordinierung des Zugriffs auf gleichzeitig verwendete Objekte 3.4.31 Sync-Manager-Kanal (en: Sync manager channel) einzelne Steuerelemente zur Koordinierung des Zugriffs auf gleichzeitig verwendete Objekte 3.4.32 Switch (en: switch) MAC-Bridge, wie in

48、 IEEE 802.1D definiert EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EUROPISCHE NORM EN 61158-4-12 October 2014 ICS 25.040.40; 35.100.20; 35.110 Supersedes EN 61158-4-12:2012English Version Industrial communication networks - Fieldbus specifications - Part 4-12: Data-link layer protocol specification - Type 12

49、elements (IEC 61158-4-12:2014) Rseaux de communication industriels - Spcifications des bus de terrain - Partie 4-12: Spcification du protocole de la couche liaison de donnes - lments de type 12 (CEI 61158-4-12:2014) Industrielle Kommunikationsnetze - Feldbusse - Teil 4-12: Protokollspezifikation des Data Link Layer (Sicherungsschicht) - Typ 12-Elemente (IEC 61158-4-12:2014) This European Standard was approved by CENELE