DIN EN 61158-4-22-2015 Industrial communication networks - Fieldbus specifications - Part 4-22 Data-link layer protocol specification - Type 22 elements (IEC 61158-4-22 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!%BF;“2313524www.din.deDDIN EN 61158-4-22Industrielle Kommunikationsnetze Feldbusse Teil 4-22: Protokollspezifikation des Data Link Layer(Sicherungsschicht) Typ 22-Elemente (IEC 61158-4-22:2014);Englische Fassung EN 61158-4-22:2014, nur auf CD-ROMIndustrial communication networks Fie

3、ldbus specifications Part 4-22: Data-link layer protocol specification Type 22 elements(IEC 61158-4-22:2014);English version EN 61158-4-22:2014, only on CD-ROMRseaux de communication industriels Spcifications des bus de terrain Partie 4-22: Spcification du protocole de la couche liaison de donnes lm

4、ents detype 22 (CEI 61158-4-22:2014);Version anglaise EN 61158-4-22:2014, seulement en CD-ROMAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN EN 61158-4-22:2013-01Siehe Anwendungsbeginnwww.beuth.deGesamtumfang 75 SeitenDIN EN 61158-4-22:2015-08 Anwendungsbeginn Anwendungsbe

5、ginn fr die von CENELEC am 2014-09-19 angenommene Europische Norm als DIN-Norm ist 2015-08-01. Fr DIN EN 61158-4-22:2013-01 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 Arbeitsgremium K 9

6、56 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 (stability

7、 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 undati

8、erten 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 Verweisung

9、 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: IEC

10、 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 grndet,

11、 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 61158-4-22 verffentlicht. Zu der

12、en 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 deutsch

13、en 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 industr

14、iellen 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 einzelne

15、n Typen fest. 2 DIN EN 61158-4-22:2015-08 nderungen Gegenber DIN EN 61158-4-22:2013-01 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) neue Dienste zur Erfassung des Aufbaus des Netzwerks (en: topology scan services) eingefhrt, die vor-hergehende ersetzen; b) neue Physical-Link-Deskriptoren hinzugefgt. Fr

16、here Ausgaben DIN EN 61158-4-22: 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 Automatisierungsumgebung bereit. Dieses Protokoll stellt Kommunikationsm

17、glichkeiten 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 Link-Einheit im je-weiligen Zyklus gefordert. Demnach kann

18、 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 zeitgerechten Datentransfer und Informationssteuerung von ein

19、er 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 diese

20、r 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 selb

21、en 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. N1)Die Nummerierung aus IEC 61158-4-22 wurde beibehalten. 3 DIN EN 61158-4-22:2015-08 1.4 Anwendbarkeit Diese

22、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 einer offenen Systemverbundumgebung zu verbinden. Profile ste

23、llen 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 auch Konformittsanforderungen fr Systeme fest, die diese Pro

24、zeduren implementieren. Dieser Teil der IEC 61158 enthlt jedoch keine Prfungen, um die Konformitt mit diesen Anforderungen nachzuweisen. 3.3 Allgemeine Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. ANMERKUNG Viele Definitionen gelten fr mehr als einen Protokolltyp; sie we

25、rden nicht zwangslufig von allen Protokolltypen verwendet. 3.3.1 DL-Segment (en: DL-segment) 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

26、 Dauer(n) der Kommunikationsversuche gleichzeitig auf das DL-Subnetzwerk reagieren knnen 3.3.2 erweiterter Verbindungszweig (en: extended link) DL-Subnetzwerk, das aus der maximalen Menge von Verbindungszweigen besteht, die ber DL-Relais-Entitten geschaltet werden knnen, wobei ein einziger DL-Namens

27、raum (DL-Adressraum) gemeinsam genutzt wird; in diesem Subnetzwerk knnen alle angeschlossenen DL-Entitten miteinander entweder direkt oder ber eine oder mehrere der zwischengeschalteten DL-Relais-Entitten kommunizieren Anmerkung 1 zum Begriff: Ein erweiterter Verbindungszweig besteht mglicherweise a

28、us nur einem einzelnen Verbin-dungszweig. 3.3.3 Rahmen (en: frame) umgangssprachliches Synonym fr DLPDU 3.3.4 empfangender DLS-Benutzer (en: receiving DLS-user) Benutzer der DL-Dienste, der als Empfnger von DL-Benutzerdaten agiert Anmerkung 1 zum Begriff: Ein Benutzer der DL-Dienste kann gleichzeiti

29、g sendender und empfangender DLS-Benutzer sein. 3.3.5 sendender DLS-Benutzer (en: sending DLS-user) Benutzer der DL-Dienste, der als Quelle von DL-Benutzerdaten agiert 4 DIN EN 61158-4-22:2015-08 NA.3.4 Zustzliche Begriffe fr Typ 22 3.4.1 azyklische Daten (en: acyclic data) Daten, die von Zeit zu Ze

30、it zu bestimmten Zwecken bertragen werden 3.4.2 Bit (en: bit) Informationseinheit, die aus einer 0 oder einer 1 besteht Anmerkung 1 zum Begriff: Ein Bit ist die kleinste Dateneinheit, die bertragen werden kann. 3.4.3 Zelle (en: cell) Synonym fr ein einzelnes DL-Segment, welches das RTFL-Kommunikatio

31、nsmodell einsetzt 3.4.4 Kommunikationszyklus (en: communication cycle) festgelegte Zeitdauer, innerhalb der das Root-Gert leere Rahmen fr die Initiierung der zyklischen Kommu-nikation ausgibt, bei der Daten ber den zyklischen Datenkanal und den Nachrichtenkanal bertragen werden 3.4.5 Zykluszeit (en:

32、 cycle time) Dauer eines Kommunikationszyklus 3.4.6 zyklisch (en: cyclic) Ereignisse, die sich regelmig wiederholen 3.4.7 zyklische Kommunikation (en: cyclic communication) periodischer Austausch von Rahmen 3.4.8 zyklische Daten (en: cyclic data) Daten, die regelmig und wiederholt zu bestimmten Zwec

33、ken bertragen werden 3.4.9 zyklischer Datenkanal CDC (en: cyclic data channel, CDC) Teil eines Rahmens oder mehrerer Rahmen, der fr zyklische Daten reserviert ist 3.4.10 Daten (en: data) allgemeine Bezeichnung fr jegliche ber einen Feldbus bertragene Informationen 5 DIN EN 61158-4-22:2015-08 3.4.11

34、Gert (en: device) an den Feldbus angeschlossene physische Entitt 3.4.12 Fehler (en: error) Nichtbereinstimmung zwischen einem berechneten, beobachteten oder gemessenen Wert oder Zustand und dem festgelegten oder theoretisch richtigen Wert oder Zustand 3.4.13 Gateway (en: gateway) Gert, das als Verbi

35、ndungselement zwischen verschiedenen Protokollen agiert 3.4.14 Kommunikation zwischen Zellen (en: inter-cell communication) Datenbermittlung zwischen einem RTFL-Gert und einem RTFN-Gert oder zwischen einem RTFL-Gert und einem anderen RTFL-Gert in verschiedenen Zellen, die ber ein RTFN miteinander ve

36、rbunden sind 3.4.15 Schnittstelle (en: interface) gemeinsam genutzte Grenze zwischen zwei funktionalen Einheiten, die durch funktionale Merkmale, Signal-merkmale oder entsprechend andere Merkmale festgelegt ist 3.4.16 Kommunikation innerhalb von Zellen (en: intra-cell communication) Datenbermittlung

37、 zwischen einem RTFL-Gert und einem anderen RTFL-Gert in der gleichen Zelle 3.4.17 Verbindungszweig (en: link) Synonym fr DL-Segment 3.4.18 logische Doppellinie (en: logical double line) Reihung des Root-Gertes und smtlicher gewhnlicher Gerte, die den Datenbermittlungsrahmen in Vorwrts- und Rckwrtsr

38、ichtung verarbeiten 3.4.19 Master-Uhr (en: master clock) globale Zeitbasis fr den PCS-Mechanismus 3.4.20 Nachricht (en: message) geordnete Folge von Oktetten fr die bermittlung von Daten 3.4.21 Nachrichtenkanal MSC (en: message channel, MSC) Teil eines Rahmens oder mehrerer Rahmen, der fr azyklische

39、 Daten reserviert ist 6 DIN EN 61158-4-22:2015-08 3.4.22 Netzwerk (en: network) Menge von Gerten, die ber ein bestimmtes Kommunikationsmedium miteinander verbunden sind, ein-schlielich zwischengeschalteter Repeater, Bridges, Router und Gateways unterer Schichten 3.4.23 offenes Netzwerk (en: open net

40、work) jedes Netzwerk, das auf IEC 8802-3 beruht und ber keine weiteren Einschrnkungen verfgt 3.4.24 gewhnliches Gert OD (en: ordinary device, OD) Slave im Kommunikationssystem, der RTFL fr den zyklischen und azyklischen Datenaustausch mit anderen gewhnlichen Gerten in derselben logischen Doppellinie

41、 einsetzt 3.4.25 przise Uhrensynchronisation PCS (en: precise clock synchronisation, PCS) Mechanismus zur Synchronisation von Uhren in RTFL-Gerten und zur Aufrechterhaltung einer globalen Zeitbasis 3.4.26 Prozessdaten (en: process data) Daten, die zu Verarbeitungszwecken zyklisch oder azyklisch bert

42、ragen werden 3.4.27 Prozessdatenobjekt (en: process data object) zweckbestimmte Datenobjekte, die zu Verarbeitungszwecken zyklisch oder azyklisch bertragen werden 3.4.28 Protokoll (en: protocol) Vereinbarung ber die Datenformate, Zeitabfolgen und die Fehlerkorrektur fr den Datenaustausch von Kom-mun

43、ikationssystemen 3.4.29 Root-Gert RD (en: root device, RD) Master im Kommunikationssystem, der den zyklischen und azyklischen RTFL-Datenaustausch fr eine logische Doppellinie organisiert, initiiert und steuert 3.4.30 RTFL (en: real time frame line, RTFL) Kommunikationsmodell fr die Datenbermittlung

44、in einer logischen Doppellinie 3.4.31 RTFN (en: real time frame network, RTFN) Kommunikationsmodell fr die Datenbermittlung in einem vermittelten Netzwerk 7 DIN EN 61158-4-22:2015-08 8 3.4.32 Switch (en: switch) MAC-Bridge, wie in IEEE 802.1D definiert 3.4.33 Rundlaufzeit (en: round trip time) bertr

45、agungszeit, die eine DLPDU vom Root-Gert zum letzten gewhnlichen Gert in Vorwrts- und Rck-wrtsrichtung bentigt 3.4.34 Zeitsteuerungssignal (en: timing signal) zeitbasierte Meldung des Auftretens eines Ereignisses, blicherweise als Unterbrechungssignal, eingesetzt fr die Synchronisation von DL-Benutz

46、ern 3.4.35 Topologie (en: topology) physische Netzwerkarchitektur in Bezug auf die Verbindung zwischen den Stationen des Kommunikations-systems EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EUROPISCHE NORM EN 61158-4-22 October 2014 ICS 25.040.40; 35.100.20; 35.110 Supersedes EN 61158-4-22:2012English Version I

47、ndustrial communication networks - Fieldbus specifications - Part 4-22: Data-link layer protocol specification - Type 22 elements (IEC 61158-4-22:2014) Rseaux de communication industriels - Spcifications des bus de terrain - Partie 4-22: Spcification du protocole de la couche liaison de donnes - lme

48、nts de type 22 (CEI 61158-4-22:2014) Industrielle Kommunikationsnetze - Feldbusse - Teil 4-22: Protokollspezifikation des Data Link Layer (Sicherungsschicht) - Typ 22-Elemente (IEC 61158-4-22:2014) This European Standard was approved by CENELEC on 2014-09-19. CENELEC members are bound to comply with

49、 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 bibliographical 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