DIN EN 61158-4-3-2015 Industrial communication networks - Fieldbus specifications - Part 4-3 Data-link layer protocol specification - Type 3 elements (IEC 61158-4-3 2014) English v.pdf

1、September 2015DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDEPreisgruppe 41DIN 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!%BCQ“2313246www.din.deDDIN EN 61158-4-3Industrielle Kommunikationsnetze Feldbusse Teil 4-3: Protokollspezifikation des Data Link Layer (Sicherungsschicht)Typ 3-Elemente (IEC 61158-4-3:2014);Englische Fassung EN 61158-4-3:2014, nur auf CD-ROMIndustrial communication networks Field

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

4、etype 3 (CEI 61158-4-3:2014);Version anglaise EN 61158-4-3:2014, seulement en CD-ROMAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN EN 61158-4-3:2013-01Siehe Anwendungsbeginnwww.beuth.deGesamtumfang 181 SeitenDIN EN 61158-4-3:2015-09 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr

5、die von CENELEC am 2014-09-19 angenommene Europische Norm als DIN-Norm ist 2015-09-01. Fr DIN EN 61158-4-3:2013-01 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 956 Feldbu

6、s“ 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 date) un

7、verndert 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 undatierten Ver

8、weisung 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 im norma

9、tiven 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 60068 is

10、t 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, unter be

11、stimmten 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 61158-4-3 verffentlicht. Zu deren Abschni

12、tt 1, der den Anwendungsbereich fest-legt, und Abschnitt 3, der die Begriffe festlegt, wurde eine bersetzung angefertigt 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 Anwe

13、nder in der Regel ebenfalls der englischen Be-nennungen 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 industriellen

14、 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 einzelnen Type

15、n fest. nderungen Gegenber DIN EN 61158-4-3:2013-01 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Redaktionelle berarbeitung der Tabellen A.15 und A.16; DIN EN 61158-4-3:2015-09 3 b) Liste der Patente auf den neuesten Stand gebracht. Frhere Ausgaben DIN V 19245-1: 1988-01 DIN 19245-1: 1991-04 DIN 19245-

16、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 61158-4-3: 2008-09, 2013-01 Nationaler Anhang NA (informativ) 1 AnwendungsbereichN1)1.1 A

17、llgemeines Der Data Link Layer stellt grundlegende zeitkritische Kommunikation fr den Datentransfer zwischen Gerten in einer Automatisierungsumgebung bereit. Dieses Protokoll liefert Kommunikationsmglichkeiten zu einer vorgewhlten Master“-Untermenge von Data Link-Einheiten in einer zyklisch asynchro

18、nen Weise, sequentiell zu jeder dieser Data Link-Einheiten. Andere Data Link-Einheiten kommunizieren nur so, wie es ihnen durch jene Master Data Link-Einheiten er-laubt und bevollmchtigt wird. Fr einen festgelegten Master kann seine Kommunikation mit anderen Data Link-Einheiten zyklisch oder azyklis

19、ch mit priorisiertem Zugriff sein oder eine Kombination aus beidem. Dieses Protokoll stellt ein Mittel zur gemeinsamen Benutzung der Kommunikationsressourcen auf eine faire Art und Weise bereit. Es gibt Manahmen fr die Zeitsynchronisierung und fr den zeitgleichen Betrieb. 1.2 Spezifikationen Diese N

20、orm legt Folgendes fest: a) Prozeduren fr zeitgerechten Datentransfer und Informationssteuerung von einer Data Link-Benutzerein-heit zu einer gleichartigen Benutzereinheit sowie zwischen der Data Link-Einheit, welche den verteilten Data Link-Dienst-Anbieter bildet; b) die Struktur der Feldbus-DLPDUs

21、, welche verwendet werden fr den Transfer von Daten und In-formationssteuerung durch das Protokoll dieser 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 Fel

22、dbus-DLPDUs, b) den Interaktionen zwischen einem DL-Dienst-(DLS-)Anbieter und einem DLS-Benutzer im selben System durch den Austausch von DLS-Primitiven, N1)Die Nummerierung aus IEC 61158-4-3 wurde beibehalten. DIN EN 61158-4-3:2015-09 4 c) den Interaktionen zwischen einem DLS-Anbieter und einem Ph-

23、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 OSI oder des Feldbusreferenzmodells un

24、tersttzen 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 unterschiedliche zeitkritische Kommunikationsanfor

25、de-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. 3.3 Allgemeine Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begr

26、iffe. ANMERKUNG Viele Definitionen gelten 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 direk

27、t, d. h. ohne zwischengeschaltete DL-Weitergabe, 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-E

28、ntitt einer einzelnen Entitt auf hherer 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.) DIN EN 61158-4

29、-3:2015-09 5 ANMERKUNG 1: DLSAPs und PhSAPs werden als Ellipsen dargestellt, die sich ber die Grenze zweier benachbarter Schichten erstrecken. ANMERKUN nes DLSAP dargestellt. einzelne DL-Entitt kann mehrere DLSAP-Adressen und DL-Gruppenadressen, die einem et sind, besitzen. 3.3.3 r eine individuelle

30、 DLSAP-Adresse, die einen einzelnen DLSAP eines einzelnen DLS-Benutzers kennzeichnet, oder eine DL-Gruppenadresse, die mglicherweise mehrere DLSAPs jeweils eines einzelnen enutzers kennzeichnet erminologie wird gewhlt, da ISO/IEC 7498-3 die Verwendung der Benennung nicht zulsst. (individuelle) DLSAP

31、-Adresse dividual) DLSAP-address) n DLSAP innerhalb des erweiterten Verbindungszweigs kennzeichnet erweiterter Verbindungszweig erk, das aus der maximalen Menge von Verbindungszweigen besteht, die ber DL-Relais-Entitten geschaltet werden knnen, wobei ein einziger DL-Namensraum (DL-Adressraum) gemein

32、sam G 2: DL-Adressen werden als gekennzeichnete, kleine Lcken (Zugangspunkte) im DLL-Teil eiANMERKUNG 3: Eineeinzelnen DLSAP zugeordnBild 1 Beziehungen von DLSAPs, DLSAP-Adressen und DL-Gruppenadressen DL(SAP)-Adresse (en: DL(SAP)-address) entwedeDLS-BAnmerkung 1 zum Begriff: Diese TDLSAP-Adresse“ z

33、ur Bezeichnung von mehr als einem einzelnen DLSAP bei einem einzelnen DLS-Benutzer 3.3.4 (en: (inDL-Adresse, die nur einen einzigeAnmerkung 1 zum Begriff: Eine einzelne DL-Entitt kann mehrere DLSAP-Adressen, die einem einzelnen DLSAP zu-geordnet sind, besitzen. 3.3.5 (en: extended link) DL-SubnetzwD

34、IN EN 61158-4-3:2015-09 6 rd; in diesem Subnetzwerk knnen alle angeschlossenen DL-Entitten miteinander entweder direkt e oder mehrere der zwischengeschalteten DL-Relais-Entitten kommunizieren indungszweig besteht mglicherweise aus nur einem einzelnen Verbin-dungszweig. ches Synonym fr DLPDU (en: gro

35、up DL-address) hkung 1 zum Begriff: Eine einzelne DL-Entitt kann mehrere DL-Gruppenadressen, die einem einzelnen DLSAP d, besitzen. -Gruppenadresse, die mehr als einem DLSAP zugeordnet ist, besitzen. einzelne DL-Entitt, wie sie auf einem lokalen Verbindungszweig existiert empfangender DLS-Benutzer e

36、iving DLS-user) r als Empfnger von DL-Benutzerdaten agiert tig sendender und empfangender DLS-Benutzer sein. r der DL-Dienste, der als Quelle von DL-Benutzerdaten agiert riffe fr Typ 3 Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. Rckmeldungs-DLPDU, die keine DLSDU enthlt erung DL

37、SAP-Adresse oder Regions-/Segmentadresse Zeit fr die bertragung eines Bits genutzt wioder ber einAnmerkung 1 zum Begriff: Ein erweiterter Verb3.3.6 Rahmen (en: frame) umgangssprachli3.3.7 DL-Gruppenadresse DL-Adresse, die mglic erweise mehr als einen DLSAP innerhalb des erweiterten Verbindungszweigs

38、 kennzeichnet Anmerzugeordnet sinAnmerkung 2 zum Begriff: Eine einzelne DL-Entitt kann auch eine einzelne DL3.3.8 Knoten (en: node) 3.3.9 (en: recBenutzer der DL-Dienste, deAnmerkung 1 zum Begriff: Ein Benutzer der DL-Dienste kann gleichzei3.3.10 sendender DLS-Benutzer (en: sending DLS-user) Benutze

39、NA.3.4 Zustzliche Beg3.4.1 Besttigungs-DLPDU (en: acknowledge DLPDU) 3.4.2 Adresserweit(en: address extension) 3.4.3 Bitzeit (en: bit time) DIN EN 61158-4-3:2015-09 7 richtenaustausch ge exchange) d Besttigungs- oder Antwort-DLPDU sse der Kommunikationsentitt r U ) DLS-Benutzer bertrgt tus tus) 3.4.

40、9 adressen (DLE-Adressen) zwischen dieser Station (TS) und ihrem Nachfolger (NS) ber der hchsten Stationsadresse isochroner Modus chronous mode) s, der sowohl einen konstanten (isochronen) Zyklus mit einem festen Plan von r und niedriger Prioritt als auch die Synchronisation der DLS-Benutzer mit die

41、sem Regions-/Segmentadresse ion/segment address) ein bestimmtes Subnetzwerk des Feldbusses kennzeichnet ttzt. 3.4.4 besttigter Nach(en: confirmed messavollstndiger Datentransfer mit Anforderungs- un3.4.5 controller_type (en: controller_type) Hardware-Kla3.4.6 aktueller Maste(en: current master) Toke

42、nhalter 3.4.7 Daten-DLPD(en: data DLPDUDLPDU, die eine DLSDU von einem lokalen DLS-Benutzer an einen entfernten3.4.8 DL_sta(en: DL_staStatus, der das Ergebnis der Ausfhrung der zugehrigen Anforderung angibt GAP (en: GAP) Bereich von DL-Stationsim logischen Tokenring, ausgenommen Stationen 3.4.10 GAP

43、-Verwaltung (en: GAP maintenance) Registrierung neuer Master- und Slave-Stationen 3.4.11 (en: isospezieller BetriebsmoduNachrichten mit hohekonstanten (isochronen) Zyklus einschliet 3.4.12 lokaler DLS-Benutzer (en: local DLS-user) DLS-Benutzer, der den aktuellen Dienst initiiert 3.4.13 Nachrichtenau

44、stausch (en: message exchange) vollstndiger besttigter oder unbesttigter Datentransfer 3.4.14 (en: regAdresserweiterung, dieAnmerkung 1 zum Begriff: Dadurch wird das DL-Routing zwischen Feldbussen untersDIN EN 61158-4-3:2015-09 8 aten 3.4.16 te DLE Dienstanforderung (d. h. die vorgesehene empfangend

45、e DLE jeder resultierenden 3.4.17 ter DLS-Benutzer nutzer einer Dienstanforderung (d. h. der vorgesehene Empfnger jedes resultierenden 3.4.18 DLPDU, die von einer entfernten DLE an die initiierende (lokale) DLE und mglicherweise an andere DLEs en wird Wenn die entfernte DLE ein Publisher ist, kann d

46、ie Rckmeldungs-DLPDU auch an 3.4.19 t-DLPDU LPDU, die eine DLSDU von einem entfernten DLS-Benutzer an einen lokalen DLS-Benutzer 3.4.21 /Anforderungs-DLPDU uest DLPDU) der eine Anforderung von Daten oder eine DLSDU oder beides von einem lokalen DLS-Zeit-Master e master) Lage ist, DLPDUs zur Uhrensyn

47、chronisation zu senden nktionalitt. r ronisiert werden kann 3.4.15 Anforderungsd(en: request data) DLSDU, die der entfernte DLS-Benutzer dem lokalen DLS-Benutzer bereitstellt entfern(en: remote DLE) adressierte DLE einer Sende-/Anforderungs-DLPDU) entfern(en: remote DLS-user) adressierter DLS-BeAnze

48、igeprimitive) Rckmeldungs-DLPDU(en: reply DLPDU) bertragAnmerkung 1 zum Begriff: mehrere entfernte DLEs gesendet werden. Antwor(en: response DLPDU) Rckmeldungs-Dbertrgt 3.4.20 Sendedaten (en: send data) DLSDU, die ein lokaler DLS-Benutzer einem entfernten DLS-Benutzer bereitstellt Sende-(en: send/re

49、qDLPDU, die entweBenutzer an einen entfernten DLS-Benutzer bertrgt 3.4.22 (en: timGert, das in derAnmerkung 1 zum Begriff: Sicherungsgerte verfgen ber eine Zeit-Master-Fu3.4.23 Zeitempfnge(en: time receiver) Gert, dessen Uhrzeit von einem Zeit-Master synchDIN EN 61158-4-3:2015-09 9 .4.24 Tokenhalter (en: token holder) Master-Station, die den Zugriff auf den Bus steuert 3.4.25 Tokenweitergabe (en: token passing) Medienzugri