DIN EN 61158-4-20-2015 Industrial communication networks - Fieldbus specifications - Part 4-20 Data-link layer protocol specification - Type 20 elements (IEC 61158-4-20 2014) Engli.pdf

1、August 2015DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDEPreisgruppe 25DIN 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 3

2、5.100.20; 35.160!%BF9“2313522www.din.deDDIN EN 61158-4-20Industrielle Kommunikationsnetze Feldbusse Teil 4-20: Protokollspezifikation des Data Link Layer(Sicherungsschicht) Typ 20-Elemente (IEC 61158-4-20:2014);Englische Fassung EN 61158-4-20:2014, nur auf CD-ROMIndustrial communication networks Fie

3、ldbus specifications Part 4-20: Data-link layer protocol specification Type 20 elements(IEC 61158-4-20:2014);English version EN 61158-4-20:2014, only on CD-ROMRseaux de communication industriels Spcifications des bus de terrain Partie 4-20: Spcification du protocole de la couche liaison de donnes lm

4、ents de type 20 (CEI 61158-4-20:2014);Version anglaise EN 61158-4-20:2014, seulement en CD-ROMAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 57 SeitenDIN EN 61158-4-20:2015-08 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr die von CENELEC am 2014-09-19 angenommene Eu

5、ropische Norm als DIN-Norm ist 2015-08-01. Nationales Vorwort 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.

6、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 angegeben ist. Zu

7、 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 auf eine Abschn

8、ittsnummer, 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 Zusammenhang der ziti

9、erten 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 Normenwerk aufgenommen

10、. 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 fr die vorlieg

11、ende Norm erfllt. Da sich die Benutzer der vorliegenden Norm der englischen Sprache als Fachsprache bedienen, wird die Englische Fassung der EN 61158-4-20 verffentlicht. Zu deren Abschnitt 1, der den Anwendungsbereich festlegt, und Abschnitt 3, der die Begriffe festlegt, wurde eine bersetzung angefe

12、rtigt und als Nationaler An-hang NA der vorliegenden Norm hinzugefgt. Fr viele der verwendeten Begriffe existieren keine gebruchli-chen deutschen Benennungen, da sich die deutschen Anwender in der Regel ebenfalls der englischen Be-nennungen bedienen. Diese Norm steht nicht in unmittelbarem Zusammenh

13、ang 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 speicherpro-grammierbaren

14、 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 einzelnen Typen fest. DIN EN 61158-4-20:2015-08 3 Nationaler Anhang NA (informativ) 1 AnwendungsbereichN1)1.1 Allgemeines Der Dat

15、a Link Layer stellt grundlegende zeitkritische Kommunikation fr den Datentransfer zwischen Gerten in einer Automatisierungsumgebung bereit. Dieses Protokoll liefert Hilfsmittel zur Verbindung von Gerten durch ein teilweise vermaschtes Netzwerk, solche Hilfsmittel knnen die meisten Fehler zwischen ei

16、ner Verbindung zweier Gerte verhindern. Wie blich, sind die Gerte in einer nicht-redundanten hierarchischen Weise verbunden, die die Anwendungs-anforderungen wiederspiegelt. 1.2 Spezifikationen Diese Norm legt Folgendes fest: a) Prozeduren fr zeitgerechten Datentransfer und Informationssteuerung von

17、 einer Data Link-Benutzereinheit zu einer gleichartigen Benutzereinheit sowie zwischen der Data Link-Einheit, welche den verteilten Data Link-Dienst-Anbieter bildet; b) die Struktur der Feldbus-DLPDUs, welche verwendet werden fr den Transfer von Daten und In-formationssteuerung durch das Protokoll d

18、ieser Norm und ihre Darstellung als Physical Layer. 1.3 Prozeduren Die Prozeduren 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

19、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 Austausch von Ph-Dienstprimitiven. 1.4 Anwendbarkeit Diese Prozeduren sind auf Instanzen der Kommunikation zwischen Systemen anwendbar, welch

20、e die zeit-kritischen Kommunikationsdienste innerhalb des Data Link Layer des OSI oder des Feldbusreferenzmodells untersttzen und die Fhigkeit erfordern, in einer offenen Systemverbundumgebung zu verbinden. Profile stellen ein einfaches Multiattribut Hilfsmittel zur Zusammenfassung der Implementieru

21、ngsfhigkeiten bereit und untersttzen dadurch die Anwendbarkeit fr unterschiedliche zeitkritische Kommunikationsanforde-rungen. 1.5 Konformitt Diese Internationale Norm legt auch Konformittsanforderungen fr Systeme fest, die diese Prozeduren implementieren. Diese Norm enthlt jedoch keine Prfungen, um

22、 die Konformitt mit diesen Anforderungen nachzuweisen. N1)Die Nummerierung aus IEC 61158-4-20 wurde beibehalten. DIN EN 61158-4-20:2015-08 4 3.3 Allgemeine Begriffe zu den Diensten der Data Link Layer Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. ANMERKUNG Viele Definitionen gelte

23、n fr mehr als einen Protokolltyp; sie werden nicht zwangslufig von allen Proto-kolltypen 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-Wei

24、tergabe, kommunizieren knnen, solange alle an 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

25、Schicht DL-Dienste 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. ANMERKUNG 1: DLSAPs und PhSAPs werden als Ellipsen darge

26、stellt, die sich ber die Grenze zweier benachbarter Schichten erstrecken. ANMERKUNG 2: DL-Adressen werden als gekennzeichnete, kleine Lcken (Zugangspunkte) im DLL-Teil eines DLSAP tellt. zelne DL-Entitt kann mehrere DLSAP-Adressen und DL-Gruppenadressen, die einem gen von DLSAPs, DLSAP-Adressen und

27、DL-Gruppenadressen dargesANMERKUNG 3: Eine eineinzelnen DLSAP zugeordnet sind, besitzen. Bild 1 BeziehunDIN EN 61158-4-20:2015-08 5 SAP)-address) entweder eine individuelle DLSAP-Adresse, die einen einzelnen DLSAP eines einzelnen DLS-Benutzers eichnet, oder eine DL-Gruppenadresse, die mglicherweise

28、mehrere DLSAPs jeweils eines einzelnen nung DLSAP-Adresse“ zur Bezeichnung von mehr als einem einzelnen DLSAP bei einem einzelnen DLS-Benutzer nicht 3.3.4 iduelle) DLSAP-Adresse einen einzigen DLSAP innerhalb des erweiterten Verbindungszweigs kennzeichnet 3.3.5 szd link) DL-Subnetzwerk, das aus der

29、maximalen Menge von Verbindungszweigen besteht, die ber DL-Relais-en geschaltet werden knnen, wobei ein einziger DL-Namensraum (DL-Adressraum) gemeinsam rd; in diesem Subnetzwerk knnen alle angeschlossenen DL-Entitten miteinander entweder direkt ne oder mehrere der zwischengeschalteten DL-Relais-Ent

30、itten kommunizieren Anmerkung 1 zum Begriff: Ein erweiterter Verbindungszweig besteht mglicherweise aus nur einem einzelnen Verbin-weig. umgangssprachliches Synonym fr DLPDU (en: group DL-address) resse, die mglicherweise mehr als einen DLSAP innerhalb des erweiterten Verbindungszweigs kenn-adressen

31、, die einem einzelnen DLSAP zugeordnet sind, besitzen. Eine einzelne DL-Entitt kann auch eine einzelne DL-Gruppenadresse, die mehr als einem zugeordnet ist, besitzen. (en: node) 3.3.9 gender DLS-Benutzer , der als Empfnger von DLS-Benutzerdaten agiert Anmerkung 1 zum Begriff: Ein Benutzer der DL-Die

32、nste kann gleichzeitig sendender und empfangender DLS-Benutzer sein. 3.3.3 DL(SAP)-Adresse (en: DL(kennzDLS-Benutzers kennzeichnet Anmerkung 1 zum Begriff: Diese Terminologie wird gewhlt, da ISO/IEC 7498-3 die Verwendung der Benenzulsst. (indiv(en: (individual) DLSAP-address) DL-Adresse, die nurAnme

33、rkung 1 zum Begriff: Eine einzelne DL-Entitt kann mehrere DLSAP-Adressen, die einem einzelnen DLSAP zu-geordnet sind, besitzen. erweiterter Verbindung weig (en: extendeEntittgenutzt wioder ber eidungsz3.3.6 Rahmen (en: frame) 3.3.7 DL-Gruppenadresse DL-Adzeichnet Anmerkung 1 zum Begriff: Eine einzel

34、ne DL-Entitt kann mehrere DL-GruppenDLSAP3.3.8 Knoten einzelne DL-Entitt, wie sie auf einem lokalen Verbindungszweig existiert empfan(en: receiving DLS-user) Benutzer der DL-DiensteDIN EN 61158-4-20:2015-08 6 sendender DLS-Benutzer nding DLS-user) ienste, der als Quelle von DLS-Benutzerdaten agiert

35、er) der von ignale 40 dB je Dekade abfallen 3.4.6 cation object) klasse, die zur Laufzeit fr den Nachrichtenaustausch im Netzwerk und innerhalb des Netzwerkgertes 3.4.7 kooperative Verbindung zwischen zwei oder mehr Aufrufen von Anwendungsentitten zum Zweck des Infor-s gemeinsamen Betriebs nVerhalte

36、n einer Anwendungsbeziehung entsprechend der Sicht und Verwaltung durch einen der dungsprozesse innerhalb der Anwendungsbeziehung 3.3.10 (en: seBenutzer der DL-DNA.3.4 Zustzliche Begriffe fr Typ 20 3.4.1 analoger Regler (en: analog controllRegler der nur fr die Verwendung von 4 mA bis 20 mA Stromsig

37、nalgebung ausgelegt ist und alle Anfor-derungen eines Stromeingangsgertes oder Stromausgangsgertes erfllt 3.4.2 analoges Signal (en: analog signal) Niederfrequenzstrom, berwiegend 4 mA bis 20 mA Signal, das an ein Feldgert gesendet wird odiesem erzeugt wird 3.4.3 Spektrum analoger S(en: analog signa

38、l spectrum) Frequenzen von 0 Hz bis 25 Hz bei Einheitsamplitude, die ber 25 Hz um3.4.4 analoger Prffilter (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 produz

39、iert werden Anwendungsobjekt (en: appliObjektsorgt und diesen verwaltet Anmerkung 1 zum Begriff: Es knnen mehrere Typen von Anwendungsobjektklassen definiert werden. Anwendungsbeziehung (en: application relationship) mationsaustausches und der Koordination deAnmerkung 1 zum Begriff: Diese Beziehung

40、wird entweder durch den Austausch von Protokolldateneinheiten der Anwendung oder als Ergebnis von Vorkonfigurationsaktivitten aktiviert. 3.4.8 Endpunkt der Anwendu gsbeziehung (en: application relationship endpoint) Kontext und AnwenAnmerkung 1 zum Begriff: Jeder Anwendungsprozess, der in die Anwend

41、ungsbeziehung eingeschlossen ist, verwaltet seinen eigenen Endpunkt der Anwendungsbeziehung. DIN EN 61158-4-20:2015-08 7 Beschreibung eines von auen sichtbaren Merkmals oder einer von auen sichtbaren Funktion eines Objekts iff: Die Attribute eines Objekts enthalten Informationen zu vernderlichen Tei

42、len eines Objekts. licherweise Statusinformationen oder steuern den Betrieb eines Objekts. Attribute knnen auch das 3.4.10 einrichtung eit, die das Eindringen von Strom und Spannung in einen explosionsgefhrdeten Bereich n 3.4.12 ndung ner PDU an alle Gerte, die an das Netzwerk angeschlossen sind und

43、 die ber-resse ress) 3.4.14 odus durch ein Slave-Gert in einem zyklischen Intervall ohne Anforderung 3.4.15 Kapazittsbelag des Kabels, gemessen bei 1 kHz von einem anderem Leiter als dem Schirm zu allen Leitern einschlielich des Schirms Begriff: Bei Netzwerken, die verschiedene Kabeltypen oder Draht

44、durchmesser verwenden, wird fr mmenhngende Einheit bertragen werden 3.4.17 Zeichenzeit (en: character time) Zeitdauer, die fr die bertragung eines Zeichens erforderlich ist 3.4.9 Attribut (en: attribute) Anmerkung 1 zum BegrSie liefern bVerhalten eines Objekts beeinflussen. Attribute werden in Klass

45、enattribute und Instanzattribute unterteilt. Schutz(en: barrier)physische Einhbegrenzt, um die spezifischen Sicherheitsanforderungen zu erflle3.4.11 Verhalten (en: behavior) Anzeige dafr, wie das Objekt auf bestimmte Ereignisse reagiert Rundse(en: broadcast) Prozess des Sendens eitragung empfangen k

46、nnen 3.4.13 Rundsendead(en: broadcast addAdresse, die von einem Master verwendet wird, um einen Befehl an alle Gerte zu senden Burst-M(en: burst mode) Initiierung der Kommunikationsaktivitt von einem Master Kabelkapazittsbelag (en: cable capacitance per unit length) anderenAnmerkung 1 zumdiesen Wert

47、 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 zusaDIN EN 61158-4-20:2015-08 8 3.4.18 Klasse (en: class) Satz von Objekten, die allesamt den gleichen Typ von Systemkomponenten rep

48、rsentieren Anmerkung 1 zum Begriff: Eine Klasse ist eine Verallgemeinerung des Objekts, eine Vorlage fr die Festlegung von Variablen und Methoden. Alle Objekte in einer Klasse sind in ihrer Form und in ihrem Verhalten identisch, enthalten aber blicherweise unterschiedliche Daten in ihren Attributen.

49、 3.4.19 Klassenattribute (en: class attributes) Attribut, welches allen Objekten innerhalb derselben Klasse gemeinsam ist 3.4.20 Klassencode (en: class code) eindeutige Kennung, die jeder Objektklasse zugewiesen ist 3.4.21 klassenspezifischer Dienst (en: class specific service) durch eine bestimmte Objektklasse definierter Dienst, um eine erforderliche Funktion auszufhren, welche nicht als allgemeiner Dienst ausgefhrt wird Anmer