DIN EN 61158-4-19-2015 Industrial communication networks - Fieldbus specifications - Part 4-19 Data-link layer protocol specification - Type 19 elements (IEC 61158-4-19 2014) Engli.pdf

1、September 2015DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDEPreisgruppe 52DIN 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!%BF/“2313512www.din.deDDIN EN 61158-4-19Industrielle Kommunikationsnetze Feldbusse Teil 4-19: Protokollspezifikation des Data Link Layer(Sicherungsschicht) Typ 19-Elemente(IEC 61158-4-19:2014);Englische Fassung EN 61158-4-19:2014, nur auf CD-ROMIndustrial communication networks F

3、ieldbus specifications Part 4-19: Data-link layer protocol specification Type 19 elements(IEC 61158-4-19:2014);English version EN 61158-4-19:2014, only on CD-ROMRseaux de communication industriels Spcifications des bus de terrain Partie 4-19: Spcification du protocole de la couche liaison de donnes

4、lments de type 19(CEI 61158-4-19:2014);Version anglaise EN 61158-4-19:2014, seulement en CD-ROMAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN EN 61158-4-19:2013-01Siehe Anwendungsbeginnwww.beuth.deGesamtumfang 457 SeitenDIN EN 61158-4-19:2015-09 2 Anwendungsbeginn Anwendu

5、ngsbeginn fr die von CENELEC am 2014-09-19 angenommene Europische Norm als DIN-Norm ist 2015-09-01. Fr DIN EN 61158-4-19:2013-01 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 Arbeitsgremiu

6、m 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 (stab

7、ility 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 u

8、ndatierten 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 Verwe

9、isung 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. Beispiel

10、: 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 gr

11、ndet, 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 61158-4-19 verffentlicht. Z

12、u 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 de

13、utschen 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 in

14、dustriellen Automatisierungstechnik 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 Reihe DIN EN 61158-4 legt das Protokoll des Data Link Layer fr die ein

15、zelnen Typen fest. nderungen Gegenber DIN EN 61158-4-19:2013-01 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Verbindungen nach dem Procedure-Consumer-Modell hinzugefgt; DIN EN 61158-4-19:2015-09 3 b) Zeitstempelung von Nachrichten hinzugefgt; c) neue Fhigkeiten zum Umschalten whrend des Betriebs zur Au

16、fnahme von Redundanz und zur Fehlerbehandlung hinzugefgt; d) redaktionelle berarbeitung. 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 50170/3: 1997-07 DIN EN 50254: 1999-07 DIN EN 50170/A2: 2000-08 DIN EN 5017

17、0/A1: 2002-11 DIN EN 50170/A3: 2002-11 DIN EN 61158-4: 2005-05 DIN EN 61158-4-19: 2008-09, 2013-01 Nationaler Anhang NA (informativ) 1 AnwendungsbereichN1) 1.1 Allgemeines Der Data Link-Layer stellt grundlegende zeitkritische Kommunikation fr den Datentransfer zwischen Gerten in einer Automatisierun

18、gsumgebung bereit. Dieses Protokoll stellt Kommunikationsmglichkeiten fr alle teilnehmenden Data Link-Einheiten 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 L

19、ink-Einheit im jeweiligen 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 Folgendes fest: a) Prozeduren fr zeitg

20、erechten Datentransfer und Informationssteuerung von einer Data Link-Benutzer-einheit zu einer gleichartigen Benutzereinheit sowie zwischen der Data Link-Einheit, welche den ver-teilten Data Link-Dienst-Anbieter bildet; b) die Struktur der Feldbus-DLPDUs, welche verwendet werden fr den Transfer von

21、Daten und Informationssteuerung durch das Protokoll dieser Norm und ihre Darstellung als Physical Layer. N1)Die Nummerierung aus IEC 61158-4-19 wurde beibehalten. DIN EN 61158-4-19:2015-09 4 1.3 Prozeduren Die Prozeduren sind definiert in Form von a) den Interaktionen zwischen gleichartigen DL-Einhe

22、iten (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-Anbieter und einem Ph-Dienst-Anbieter im selben System durch den Au

23、stausch 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 Feldbusreferenzmodells untersttzen und die Fhigkeit erfordern, in eine

24、r offenen Systemverbundumgebung zu verbinden. Profile stellen ein einfaches Multiattribut-Hilfsmittel zur Zusammenfassung der Implementierungsfhigkeiten bereit und untersttzen dadurch die Anwendbarkeit fr unterschiedliche zeitkritische Kommunikationsanforde-rungen. 1.5 Konformitt Diese Norm legt auc

25、h Konformittsanforderungen fr Systeme fest, die diese Prozeduren implementieren. Sie enthlt jedoch keine Prfungen, um die Konformitt mit diesen Anforderungen nachzuweisen. 3.2 Zustzliche Begriffe fr Typ 19 Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.2.1 Rundsendung (en: broadc

26、ast) bertragung an alle Gerte in einem Netzwerk ohne Besttigung durch die Empfnger 3.2.2 Kommunikationszyklus (en: communication cycle) festgelegte Zeitdauer zwischen zwei Master-Synchronisationstelegrammen, in der Echtzeit-Telegramme ber den RT-Kanal und Nicht-Echtzeit-Telegramme ber den IP-Kanal b

27、ertragen werden 3.2.3 Steuereinheit (en: control unit) Steuergert (z. B. eine SPS nach der Spezifikation in der Normenreihe IEC 61131) 3.2.4 Steuerwort (en: control word) zwei aufeinanderfolgende Oktette im Master-Datentelegramm, die Befehle fr das adressierte Gert enthal-ten 3.2.5 Querkommunikation

28、 (en: cross communication) direkter Multicast-Datentransfer zwischen Gerten DIN EN 61158-4-19:2015-09 5 3.2.6 Zykluszeit (en: cycle time) Dauer eines Kommunikationszyklus 3.2.7 zyklische Kommunikation (en: cyclic communication) periodischer Austausch von Telegrammen 3.2.8 zyklische Daten (en: cyclic

29、 data) Teil eines Telegramms, dessen Bedeutung sich whrend einer zyklischen Operation des Netzwerks nicht ndert 3.2.9 zyklischer Betrieb (en: cyclic operation) Betrieb, bei dem die Gerte im Kommunikationsnetzwerk in feststehenden, konstanten Zeitintervallen nach-einander adressiert und abgefragt wer

30、den 3.2.10 Gert (en: device) Slave im Kommunikationsnetzwerk (z. B. ein Antriebssystem nach der Definition in der Normenreihe IEC 61800, E/A-Stationen nach der Definition in der Normenreihe IEC 61131) 3.2.11 Feld fr Gerteadresse (en: device address field) Adressfeld (acht Bits), das die Adresse des

31、Gertes enthlt 3.2.12 Gertesteuerung (en: device control) vier aufeinanderfolgende Oktette im Master-Datentelegramm, die Befehle fr jedes Gert enthalten 3.2.13 Gertestatus (en: device status) vier aufeinanderfolgende Oktette im Besttigungstelegramm, die Statusinformationen fr jedes Gert enthal-ten 3.

32、2.14 DLE-Stationskennung (en: DLE station identifier) einer DLE zugewiesene Netzwerkadresse 3.2.15 Slot der DLE-Station (en: DLE station slot) Einheit (Granularitt von eins) positionsabhngiger Zuordnung (fr ein zyklisches Datenfeld), von der eine DLE eine oder mehrere belegen kann, beschrieben durch

33、 den Bereich beginnend bei der DLE-Stations-kennung mit einer Lnge, die der konfigurierten Anzahl von belegten Slots entspricht DIN EN 61158-4-19:2015-09 6 3.2.16 Element (en: element) Teil von IDNs jede IDN weist 7 Elemente auf, wobei jedes Element eine spezifische Bedeutung hat (z. B. Nummer, Name

34、, Daten) 3.2.17 EtherTyp (en: EtherType) Teil des Typ 19-spezifischen Telegramm-Headers 3.2.18 Weiterleitung (en: forwarding) Modus, in dem ein Gert ein empfangenes Telegramm entweder verndert oder unverndert an den anderen Port weiterleitet 3.2.19 Identifikationsnummer IDN (en: identification numbe

35、r; IDN) Kennzeichnung von Betriebsdaten, unter der ein Datenblock mit seinem Attribut, seinem Namen, seiner Ein-heit, seinen minimalen und maximalen Eingabewerten und den Daten aufbewahrt wird 3.2.20 Linie; Linienstruktur (en: line; line structure) Netzwerktopologie, bei der das bertragungsmedium vo

36、n Station zu Station in Form einer Linie geleitet wird; die Information wird in einer Richtung vom Master zum letzten Slave der Linie bertragen und strmt anschlieend in umgekehrter Reihenfolge ber alle Slaves zum Master zurck (CP16/3) 3.2.21 Schleifenschaltung (en: loopback) Modus, in dem ein Gert e

37、in empfangenes Telegramm entweder verndert oder unverndert an denselben und an den anderen Port weiterleitet 3.2.22 Master (en: master) Knoten, der den anderen Knoten (d. h. Slaves) das Recht zur bertragung zuweist 3.2.23 Master-Datentelegramm MDT (en: master data telegram; MDT) Telegramm, in das de

38、r Master seine Daten einfgt 3.2.24 Master-DLE (en: master DLE) DLE, welche die Funktionen eines Netzwerk-Masters ausfhrt 3.2.25 Master-Synchronisationstelegramm MST (en: master synchronization telegram; MST) Telegramm oder Teil eines Telegramms, in das/den der Master ein Zeitsynchronisationssignal e

39、infgt DIN EN 61158-4-19:2015-09 7 3.2.26 MDT0-Telegramm (en: MDT0 telegram) Telegramm, mit dem der Master seine Synchronisationsdaten sowie alle seine Echtzeitdaten oder Teile davon an die Slaves bertrgt 3.2.27 Teilnehmer (en: participant) Knoten 3.2.28 Physical Layer (en: physical layer) erste Schi

40、cht des ISO-OSI-Referenzmodells 3.2.29 Protokoll (en: protocol) Vereinbarung ber die Datenformate, Zeitabfolgen und Fehlerkorrektur fr den Datenaustausch von Kom-munikationssystemen 3.2.30 Echtzeitdaten (en: real-time data) Teil des Telegramms, dessen Bedeutung sich whrend einer zyklischen Operation

41、 der Schnittstelle nicht ndert 3.2.31 RT-Kanal (en: RT channel) festgelegter Zeitschlitz innerhalb des Kommunikationszyklus, in dem die CPF16-Echtzeittelegramme weiter-geleitet werden 3.2.32 Dienstkanal SVC (en: service Channel; SVC) Nicht-Echtzeit-bertragung von Informationen ber den RT-Kanal auf A

42、nforderung des Masters hin 3.2.33 Slave (en: slave) Knoten, dem das Recht zur bertragung durch den Master zugewiesen wird 3.2.34 Slave-DLE (en: slave DLE) DLE, welche die Funktionen eines Netzwerk-Slaves ausfhrt 3.2.35 Station (en: station) Knoten 3.2.36 Statuswort (en: status word) zwei aufeinander

43、folgende Oktette im Besttigungstelegramm, die Statusinformationen eines Gertes enthal-ten DIN EN 61158-4-19:2015-09 8 3.2.37 S-0-nnnn (en: S-0-nnnn) Kennzeichnung von IDNs 3.2.38 Telegramm (en: telegram) DLPDU 3.2.39 Topologie (en: topology) physische Netzwerkarchitektur in Bezug auf die Verbindung

44、zwischen den Stationen des Kommunikations-systems 3.2.40 Topologieindex (en: topology index) Position eines Slaves in einem Typ 19-Netz unter Verwendung einer Nummerierung mit aufsteigender Reihenfolge, startend mit dem Wert 1 am ersten Slave nach dem Master EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EUROPIS

45、CHE NORM EN 61158-4-19 October 2014 ICS 25.040.40; 35.100.20; 35.110 Supersedes EN 61158-4-19:2012English Version Industrial communication networks - Fieldbus specifications - Part 4-19: Data-link layer protocol specification - Type 19 elements (IEC 61158-4-19:2014) Rseaux de communication industrie

46、ls - Spcifications des bus de terrain - Partie 4-19: Spcification du protocole de la couche liaison de donnes - lments de type 19 (CEI 61158-4-19:2014) Industrielle Kommunikationsnetze - Feldbusse - Teil 4-19: Protokollspezifikation des Data Link Layer (Sicherungsschicht) - Typ 19-Elemente (IEC 6115

47、8-4-19:2014) This European Standard was approved by CENELEC on 2014-09-19. CENELEC members are bound to comply with the CEN/CENELEC Internal Regulations which stipulate the conditions for giving this European Standard the status of a national standard without any alteration.Up-to-date lists and bibl

48、iographical references concerning such national standards may be obtained on application to the CEN-CENELEC Management Centre or to any CENELEC member. This European Standard exists in three official versions (English, French, German). A version in any other language made by translation under the re

49、sponsibility of a CENELEC member into its own language and notified to the CEN-CENELEC Management Centre has the same status as the official versions. CENELEC members are the national electrotechnical committees of Austria, Belgium, Bulgaria, Croatia, Cyprus, the Czech Republic, Denmark, Estonia, Finland, Former Yugoslav Republic of Macedonia, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxem