DIN EN 61158-4-14-2015 Industrial communication networks - Fieldbus specifications - Part 4-14 Data-link layer protocol specification - Type 14 elements (IEC 61158-4-14 2014) Engli.pdf

1、September 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.IC

2、S 35.100.20; 35.160!%BFEnglische Fassung EN 61158-4-14:2014, nur auf CD-ROMIndustrial communication networks Fieldbus specifications Part 4-14: Data-link layer protocol specification Type 14 elements(IEC 61158-4-14:2014);English version EN 61158-4-14:2014, only on CD-ROMRseaux de communication indus

3、triels Spcifications des bus de terrain Partie 4-14: Spcification du protocole de la couche liaison de donnes lments de type 14 (CEI 61158-4-14:2014);Version anglaise EN 61158-4-14:2014, seulement en CD-ROMAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN EN 61158-4-14:2013-

4、01Siehe Anwendungsbeginnwww.beuth.deGesamtumfang 41 SeitenDIN EN 61158-4-14:2015-09 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr die von CENELEC am 2014-09-19 angenommene Europische Norm als DIN-Norm ist 2015-09-01. Fr DIN EN 61158-4-14:2013-01 besteht eine bergangsfrist bis 2017-09-19. Nationales Vorwort

5、 Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN EN 61158-400:2013-08. Fr dieses Dokument ist das nationale Arbeitsgremium K 956 Feldbus“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE (www.dke.de) zustndig. Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom SC 65C Industrial ne

6、tworks“ 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 angegeben ist. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung des Komi

7、tees 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 auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die Ver

8、weisung 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 Zusammenhang der zitierten Normen mit den entsprechenden Deutschen Normen ergibt s

9、ich, 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 Normenwerk aufgenommen. Das Prsidium des DIN hat mit Prsidialbeschluss 1/2004 festg

10、elegt, 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 fr die vorliegende Norm erfllt. Da sich die Benutzer der vorliegenden Norm

11、der englischen Sprache als Fachsprache bedienen, wird die Englische Fassung der EN 61158-4-14 verffentlicht. 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 hinz

12、ugefgt. Fr viele 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 unmittelbarem Zusammenhang mit Rechtsvorschriften und ist nicht als Sicherheitsnorm anz

13、usehen. Einfhrung Ein Feldbus ist ein digitaler serieller Datenbus fr die Kommunikation zwischen Gerten der industriellen Automatisierungstechnik wie beispielsweise Messeinrichtungen, Stellgliedern, Reglern und speicherpro-grammierbaren Steuerungen. Die Normen der Reihe DIN EN 61158 legen eine Anzah

14、l von Feldbus-Proto-kolltypen fest. Die Reihe DIN EN 61158-4 legt das Protokoll des Data Link Layer fr die einzelnen Typen fest. nderungen Gegenber DIN EN 61158-4-14:2013-01 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) normative Verweisungen auf den neuesten Stand gebracht; b) Kommunikationsmodell auf

15、den neuesten Stand gebracht; c) Primitive und Parameter fr die Dienste des Data Link Layer-Managements bei Realzeitanwendungen auf den neuesten Stand gebracht; DIN EN 61158-4-14:2015-09 3 d) Anforderungen an alle Konformittsklassen und -dienste auf den neuesten Stand gebracht. Frhere Ausgaben DIN V

16、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 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 61158-4-14: 2008-09, 2013-01 Nationaler A

17、nhang NA (informativ) 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

18、bereit a) in einem 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 jeweiligen Zyklus gefordert. Demnach kann dieses Protokoll als eines charakterisiert werden, welc

19、hes zyklischen 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-Benutzer-einheit zu einer gleichartigen Ben

20、utzereinheit sowie zwischen der Data Link Einheit, welche den ver-teilten 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 zyk

21、lischen Intervallen bis zu einer Millisekunde; c) Prozeduren zur Vergabe von Kommunikationsmglichkeiten, welche fr zeitkritische Datentransfers zusammen mit nicht zeitkritischen Datentransfers ohne Beeintrchtigung des zeitkritischen Daten-transfers erhltlich sind; d) Prozeduren zur Vergabe von zykli

22、schen und azyklischen 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 Betrie

23、bs; f) die Struktur der Feldbus-DLPDUs, welche verwendet werden fr den Transfer von Daten und Informationssteuerung durch das Protokoll dieser Norm und ihre Darstellung als Physical Layer. N1)Die Nummerierung aus IEC 61158-4-14 wurde beibehalten. DIN EN 61158-4-14:2015-09 4 1.3 Prozeduren Die Prozed

24、uren sind definiert 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 zw

25、ischen einem DLS-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

26、 OSI oder des Feldbusreferenzmodells 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 unterschied

27、liche zeitkritische 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. 3.4 Allgemeine Begriffe Fr die Anwendung die

28、ses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. ANMERKUNG Viele Definitionen gelten fr mehr als einen Protokolltyp; sie werden nicht zwangslufig von allen Proto-kolltypen verwendet. 3.4.1 Makrozyklus der Kommunikation (en: communication macrocycle) Satz von grundlegenden Zyklen, der fr eine konfigurier

29、te Kommunikationsaktivitt in einem Makro-Netzwerk-segment erforderlich ist 3.4.2 Kommunikationsphase (en: communication phase) abgelaufener Teil eines Zyklus, gemessen von einem beliebigen festgelegten Ausgangspunkt 3.4.3 Kommunikationsplanung (en: communication scheduling) Algorithmen und Operation

30、en fr Datentransfers, die deterministisch und wiederholt auftreten 3.4.4 zyklisch (en: cyclic) sich regelmig wiederholend 3.4.5 Daten-DLPDU (en: data DLPDU) DLPDU, die eine DLSDU von einem lokalen DLS-Benutzer an einen entfernten DLS-Benutzer bertrgt DIN EN 61158-4-14:2015-09 5 3.4.6 FB-Zielinstanz

31、(en: destination FB Instance) FB-Instanz, die die festgelegten Parameter empfngt 3.4.7 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, kommunizie

32、ren knnen, solange alle an einem Kommunikationsvorgang teilnehmenden DLEs whrend der Dauer(n) der Kommunikationsversuche gleichzeitig auf das DL-Subnetzwerk reagieren knnen 3.4.8 DLSAP (en: DLSAP) eindeutiger Punkt, an dem eine einzelne DL-Entitt einer einzelnen Entitt auf hherer Schicht DL-Dienste

33、bereitstellt Anmerkung 1 zum Begriff: Diese Definition ist abgeleitet von ISO/IEC 7498-1 und wurde hier zum besseren Verstnd-nis fr die kritische Unterscheidung zwischen DLSAPs und ihren DL-Adressen wiederholt. (Siehe Bild 1.) ANMERKUN enachbarter Schichten erstrecken. Adressen werden als gekennzeic

34、hnete, kleine Lcken (Zugangspunkte) im DLL-Teil eines DLSAP gen von DLSAPs, DLSAP-Adressen und DL-Gruppenadressen G 2 DLSAPs und PhSAPs werden als Ellipsen dargestellt, die sich ber die Grenze zweier bANMERKUNG 3 DL-dargestellt. ANMERKUNG 4 Eine einzelne DL-Entitt kann mehrere DLSAP-Adressen und DL-

35、Gruppenadressen, die einem einzelnen DLSAP zugeordnet sind, besitzen. Bild 1 BeziehunDIN EN 61158-4-14:2015-09 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 V

36、erwendung der Benennung -Adresse“ zur Bezeichnung von mehr als einem einzelnen DLSAP bei einem einzelnen DLS-Benutzer nicht nnzeichnet , besitzen. erbindungszweig k) ziger DL-Namensraum (DL-Adressraum) gemeinsam genutzt wird; in diesem Subnetzwerk knnen alle angeschlossenen DL-Entitten miteinander e

37、ntweder direkt er eine oder mehrere der zwischengeschalteten DL-Relais-Entitten kommunizieren zum Begriff: Ein erweiterter Verbindungszweig besteht mglicherweise aus nur einem einzelnen Verbin-it dem erwarteten Rest bereinstimmt umgangssprachliches Synonym fr DLPDU DL-Adresse, die mglicherweise mehr

38、 als einen DLSAP innerhalb des erweiterten Verbindungszweigs chnet einzelne DL-Entitt kann mehrere DL-Gruppenadressen, die einem einzelnen DLSAP ann auch eine einzelne DL-Gruppenadresse, die mehr als einem DLSAP zugeordnet ist, besitzen. Mikrosegment ro segment) zwerks, in dem eine besondere Planung

39、 implementiert ist 3.4.9 DL(SAP)-Adresse (en: DL(SAP)-address) entweder eine individuelle DLSAP-Adresse, die einen einzelnen DLSAP eines einzelnen DLS-BenuDLS-Benutzers kennzeic net DLSAPzulsst. 3.4.10 (individuelle) DLSAP-Adresse (en: (individual) DLSAP-address) DL-Adresse, die nur einen einzigen D

40、LSAP innerhalb des erweiterten Verbindungszweigs keAnmerkung 1 zum Begriff: Eine einzelne DL-Entitt kann mehrere DLSAP-Adressen, die einem einzelnen DLSAP zu-geordnet sind3.4.11 erweiterter V(en: extended linDL-Subnetzwerk, das aus der maximalen Menge von Verbindungszweigen besteht, die ber DL-Relai

41、s-Entitten geschaltet werden knnen, wobei ein einoder bAnmerkung 1dungszweig. 3.4.12 FCS-Fehler (en: FCS error) Fehler, der auftritt, wenn der berechnete Wert der Blockprfzeichenfolge nach Empfang aller Oktette in einer DLPDU nicht m3.4.13 Rahmen (en: frame) 3.4.14 DL-Gruppenadresse(en: group DL-add

42、ress) kennzeiAnmerkung 1 zum Begriff: Eine zugeordnet sind, besitzen. Eine einzelne DL-Entitt k3.4.15 (en: micTeil eines NetDIN EN 61158-4-14:2015-09 7 erbindung int connection) ng 1 zum Begriff: Durch Mehrpunktverbindungen kann der Datentransfer von einem einzelnen Publisher von criber-Knoten empfa

43、ngen werden. Knoten e) auf einer lokalen Verbindung existiert Abstand et) iner besonders gekennzeichneten Position Echtzeit rforderliches Ergebnis in einer begrenzten Zeit bereitzustellen (en: real-time communication) r von Daten in Echtzeit (en: real-Time Ethernet (RTE) Anmerkung 1 zum Begriff: Sof

44、ern die Echtzeit-Kommunikation nicht beeintrchtigt wird, knnen andere Kommuni-rten untersttzt werden. Begriff: Diese Definition bezieht sich auf ISO/IEC 8802-3, ist aber nicht darauf beschrnkt. Sie ein. r erdaten agiert ng 1 zum Begriff: Ein Benutzer der DL-Dienste kann gleichzeitig sendender und em

45、pfangender DLS-Plan edule) ilung einer Menge von in Beziehung stehenden Operationen Makrozyklus der Planung (en: scheduling macrocycle) Zeitintervall zur Implementierung eines spezifischen Plans 3.4.16 Mehrpunktv(en: multipoVerbindung von einem Knoten zu vielen Knoten Anmerkuvielen Subs3.4.17 (en: n

46、odeinzelne DL-Entitt, wie sie 3.4.18 (en: offsAnzahl von Oktetten von e3.4.19 (en: real-time) Fhigkeit eines Systems, ein e3.4.20 Echtzeit-Kommunikation Transfe3.4.21 Echtzeit-Ethernet (RTE) Netzwerk, das auf ISO/IEC 8802 -3 basiert und Echtzeit-Kommunikation untersttzt kationsaAnmerkung 2 zumknnte

47、auch auf andere IEEE-802-Spezifikationen, z. B. IEEE 802.11, anwendbar s3.4.22 empfangender DLS-Benutze(en: receiving DLS-user) Benutzer der DL-Dienste, der als Empfnger von DL-BenutzAnmerkuBenutzer sein. 3.4.23 (en: schzeitliche Einte3.4.24 DIN EN 61158-4-14:2015-09 8 3.4.25 sendender DLS-Benutzer

48、(en: sending DLS-user) Benutzer der DL-Dienste, der als Quelle von DL-Benutzerdaten agiert 3.4.26 Zeitabstand (en: time offset) Zeitunterschied zu einer besonders gekennzeichneten Zeit EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EUROPISCHE NORM EN 61158-4-14 October 2014 ICS 25.040.40; 35.100.20; 35.110 Super

49、sedes EN 61158-4-14:2012English Version Industrial communication networks - Fieldbus specifications - Part 4-14: Data-link layer protocol specification - Type 14 elements (IEC 61158-4-14:2014) Rseaux de communication industriels - Spcifications des bus de terrain - Partie 4-14: Spcification du protocole de la couche liaison de donnes - lments de type 14 (CEI 61158-4-14:2014) Industrielle Kommunikationsnetze - Feldbusse - Teil 4-14