DIN EN 61158-4-7-2008 Industrial communication networks - Fieldbus specifications - Part 4-7 Data-link layer protocol specification - Type 7 elements (IEC 61158-4-7 2007) English v.pdf

1、September 2008DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 36DIN 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

2、35.100.20; 35.160; 35.240.50!$NfI“1436738www.din.deDDIN EN 61158-4-7Industrielle Kommunikationsnetze Feldbusse Teil 4-7: Protokollspezifikation des Data Link Layer(Sicherungsschicht) Typ 7-Elemente (IEC 61158-4-7:2007);Englische Fassung EN 61158-4-7:2008, nur auf CD-ROMIndustrial communication netwo

3、rks Fieldbus specifications Part 4-7: Data-link layer protocol specification Type 7 elements (IEC 61158-4-7:2007);English version EN 61158-4-7:2008, only on CD-ROMRseaux de communication industriels Spcifications des bus de terrain Partie 4-7: Spcification des protocoles des couches de liaison de do

4、nnes Elments detype 7 (CEI 61158-4-7:2007);Version anglaise EN 61158-4-7:2008, seulement en CD-ROMMit DIN EN 61158-4-1:2008-09, DIN EN 61158-4-2:2008-09, DIN EN 61158-4-3:2008-09,DIN EN 61158-4-4:2008-09, DIN EN 61158-4-8:2008-09, DIN EN 61158-4-11:2008-09,DIN EN 61158-4-12:2008-09, DIN EN 61158-4-1

5、3:2008-09, DIN EN 61158-4-14:2008-09,DIN EN 61158-4-16:2008-09, DIN EN 61158-4-17:2008-09, DIN EN 61158-4-18:2008-09 undDIN EN 61158-4-19:2008-09 Ersatz fr DIN EN 61158-4:2005-05Siehe jedoch Beginn der GltigkeitAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatzvermerksiehe untenwww

6、.beuth.deErsatzvermerkGesamtumfang 122 SeitenDIN EN 61158-4-7:2008-09 2 Beginn der Gltigkeit Die von CENELEC am 2008-02-01 angenommene EN 61158-4-7 gilt als DIN-Norm ab 2008-09-01. Daneben darf DIN EN 61158-4:2005-05 noch bis 2011-02-01 angewendet werden. Nationales Vorwort Mit DIN EN 61158-4-1:2008

7、-09, DIN EN 61158-4-2:2008-09, DIN EN 61158-4-3:2008-09, DIN EN 61158-4-4:2008-09, DIN EN 61158-4-8:2008-09, DIN EN 61158-4-11:2008-09, DIN EN 61158-4-12:2008-09, DIN EN 61158-4-13:2008-09, DIN EN 61158-4-14:2008-09, DIN EN 61158-4-16:2008-09, DIN EN 61158-4-17:2008-09, DIN EN 61158-4-18:2008-09 und

8、 DIN EN 61158-4-19:2008-09 Ersatz fr DIN EN 61158-4:2005-05. Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN EN 61158-400:2006-11. Fr diese Norm ist das nationale Arbeitsgremium K 956 Feldbus“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE (www.dke.de) zustndig. Die en

9、thaltene IEC-Publikation wurde vom SC 65C Industrial networks“ erarbeitet. Das IEC-Komitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zu dem Datum (maintenance result date) unverndert bleiben soll, das auf der IEC-Website unter http:/webstore.iec.ch“ zu dieser Publikation angegeben ist.

10、 Zu 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 Abs

11、chnittsnummer, 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 z

12、itierten 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 Europische Norm EN 60068 durch CENELEC bernommen und als DIN EN 60068 ins Deutsche Normenwerk aufgenommen.

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

14、eldbus-Protokolltypen fest. Die vorliegende Norm legt das Protokoll des Data Link Layer fr Typ 7-Elemente fest (WorldFIP). DIN EN 61158-4-7:2008-09 3 nderungen Gegenber DIN EN 61158-4:2005-05 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Streichung des Typ 6-Feldbusses und des Platzhalters fr einen Data

15、 Link Layer des Typ 5-Feldbusses wegen zu geringer Marktbedeutung; b) Hinzufgung von weiteren Feldbustypen; c) Aufteilung in mehrere Teile, jeweils als 4-1, 4-2, , 4-19 benummert. 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:

16、 1997-07 DIN EN 50170-3: 1997-07 DIN EN 50254: 1999-07 DIN EN 50170/A1: 2002-11 DIN EN 50170/A2: 2000-08 DIN EN 50170/A3: 2002-11 DIN EN 61158-4: 2005-05 DIN EN 61158-4-7:2008-09 4 Leerseite EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EN 61158-4-7 Februar 2008 ICS 35.100.20; 25.040.40 Ersatz f

17、r EN 61158-4:2004 (teilweise)Deutsche Fassung Industrielle Kommunikationsnetze Feldbusse Teil 4-7: Protokollspezifikation des Data Link Layer (Sicherungsschicht) Typ 7-Elemente (IEC 61158-4-7:2007) Industrial communication networks Fieldbus specifications Part 4-7: Data-link layer protocol specifica

18、tion Type 7 elements (IEC 61158-4-7:2007) Rseaux de communication industriels Spcifications des bus de terrain Partie 4-7: Spcification des protocoles des couches de liaison de donnes Elments de type 7 (CEI 61158-4-7:2007) Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2008-02-01 angenommen. Die CENELEC

19、-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographi

20、schen Angaben sind beim Zentralsekretariat oder bei jedem CENELEC-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CENELEC-Mitglied in eigener Verantwortung durch bersetzu

21、ng in seine Landessprache gemacht und dem Zentralsekretariat mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen. CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irl

22、and, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. CENELEC Europisches Komitee fr Elektrotechnis

23、che Normung European Committee for Electrotechnical Standardization Comit Europen de Normalisation Electrotechnique Zentralsekretariat: rue de Stassart 35, B-1050 Brssel 2008 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den Mitgliedern von CENELE

24、C vorbehalten. Ref. Nr. EN 61158-4-7:2008 DDIN EN 61158-4-7:2008-09 EN 61158-4-7:2008 2 Vorwort Der Text des Schriftstcks 65C/474/FDIS, zuknftige 1. Ausgabe von IEC 61158-4-7, ausgearbeitet von dem SC 65C Industrial networks“ des IEC/TC 65 Industrial-process measurement, control and automation“, wur

25、de der IEC-CENELEC Parallelen Abstimmung unterworfen und von CENELEC am 2008-02-01 als EN 61158-4-7 angenommen. Dieser und die weiteren Teile der Normenreihe EN 61158-4 ersetzen EN 61158-4:2004. Gegenber EN 61158-4:2004 wurden die folgenden nderungen durchgefhrt: Streichung des Typ 6-Feldbusses und

26、des Platzhalters fr einen Data Link Layer des Typ 5-Feldbusses wegen zu geringer Marktbedeutung; Hinzufgung von weiteren Feldbustypen; Aufteilung in mehrere Teile, jeweils als 4-1, 4-2, , 4-19 benummert. Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem die EN auf nationaler Ebene durch V

27、erffentlichung einer identischen nationalen Norm oder durch Anerkennung bernommen werden muss (dop): 2008-11-01 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die der EN entgegenstehen, zurckgezogen werden mssen (dow): 2011-02-01 ANMERKUNG Die Anwendung einiger der aufgefhrten Protokolltypen wird durch di

28、e Inhaber der Rechte an geistigem Eigentum hieran eingeschrnkt. Die Zusage zur begrenzten Freigabe ihrer Rechte an geistigem Eigentum durch die Inhaber erlaubt in jedem Fall die Anwendung eines bestimmten Data Link Layer-Protokolls zusammen mit einem Physical Layer- und einem Application Layer-Proto

29、koll in Typzusammenstellungen, die in der Normenreihe EN 61784 angegeben sind. Die Anwendung der verschiedenen Protokolltypen in anderen Zusammenstellungen erfordert mglicherweise die Erlaubnis des jeweiligen Inhabers der Rechte an dem entsprechenden geistigen Eigentum. Der Anhang ZA wurde von CENEL

30、EC hinzugefgt. Anerkennungsnotiz Der Text der Internationalen Norm IEC 61158-4-7:2007 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung als Europische Norm angenommen. In der offiziellen Fassung sind unter Literaturhinweise“ zu den aufgelisteten Normen die nachstehenden Anmerkungen einzutragen: IEC 60870-

31、5-1 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60870-5-1:1993 (nicht modifiziert). IEC 61131-2 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 61131-2:2007 (nicht modifiziert). IEC 61131-3 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 61131-3:2003 (nicht modifiziert). IEC 61158-5-7 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 61158-5-7:2008 (nicht modifiziert)

32、. IEC 61158-6-7 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 61158-6-7:2008 (nicht modifiziert). IEC 61784-1 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 61784-1:2008 (nicht modifiziert). ISO/IEC 9646-1 ANMERKUNG Harmonisiert als EN ISO/IEC 9646-1:1996 (nicht modifiziert). ISO/IEC 9646-2 ANMERKUNG Harmonisiert als EN ISO/IEC 964

33、6-2:1996 (nicht modifiziert). DIN EN 61158-4-7:2008-09 EN 61158-4-7:2008 3 CONTENTS INTRODUCTION.7 1 Scope 8 1.1 General .8 1.2 Specifications8 1.3 Procedures8 1.4 Applicability.8 1.5 Conformance.8 2 Normative references .9 3 Terms, definitions, symbols and abbreviations.9 3.1 Reference model terms

34、and definitions.9 3.2 Service convention terms and definitions10 3.3 Other terms and definitions11 3.4 Symbols and abbreviations 15 4 Overview of the DL-protocol17 4.1 Overall description of medium allocation 17 4.2 Types of entities 19 4.3 Addressing 22 4.4 Flow control.28 4.5 Graphical representat

35、ion30 5 General structure and encoding of PhIDUs and DLPDUs and related elements of procedure.31 5.1 DLPDU formats and components .31 5.2 Description of each DLPDU component31 5.3 PhIDU structure and encoding .35 5.4 Common DLPDU structure, encoding and elements of procedure36 5.5 Valid DLPDU types

36、36 5.6 DLL timers.38 6 DLPDU-specific structure, encoding and element of procedure 42 6.1 General .42 6.2 Buffer read 42 6.3 Buffer write42 6.4 Buffer transfer .43 6.5 Specified explicit request .44 6.6 Free explicit request 49 6.7 Messaging.52 6.8 Acknowledged messaging57 6.9 Numbering of acknowled

37、ged messages61 6.10 Behavior with mismatched parameters .63 7 DL-service elements of procedure, interfaces and conformance.65 7.1 General .65 7.2 Producer/consumer entity 66 7.3 Protocol elements by service .69 7.4 Bus arbitrator operation .76 7.5 Bridges83 7.6 Interfaces 90 DIN EN 61158-4-7:2008-09

38、 EN 61158-4-7:2008 4 7.7 Conformance.92 Annex A (informative) Exemplary FCS implementation 95 Annex B (informative) Object modeling97 B.1 Modeling of the IDENTIFIER object97 B.2 Description of the IDENTIFIER object attributes .97 B.3 Modeling of the QUEUE object. 101 B.4 Description of the QUEUE obj

39、ect attributes 101 B.5 Modeling of the BUFFER object . 102 B.6 Description of the BUFFER object attributes 102 Annex C (informative) Topology of multi-segment DL-subnetwork 104 C.1 Introduction. 104 C.2 Global specification . 104 C.3 Local specification. 105 C.4 Properties . 105 C.5 Methods 105 Anne

40、x D (informative) Management of transmission errors 109 D.1 Transmission of RP_DAT_XX 109 D.2 Transmission of a free RP_RQ(1/2) . 109 D.3 Transmission of the specified RP_RQ1 110 D.4 Transmission of RP_MSG_NOACK 111 D.5 Transmission of RP_MSG_ACK . 113 Bibliography . 116 Annex ZA (normative) Normati

41、ve references to international publications with their corresponding European publications. 118 Figure 1 Relationships of DLSAPs, DLSAP-addresses and group DL-addresses .12 Figure 2 General description of medium allocation18 Figure 3 Internal structure of a producer/consumer entity19 Figure 4 Associ

42、ated buffers and queues.21 Figure 5 Internal structure of a bus arbitrator22 Figure 6 Polling BA Table 22 Figure 7 Addressing scheme23 Figure 8 Address partitioning .25 Figure 9 Structure of an individual physical address .26 Figure 10 Structure of an individual logical address 26 Figure 11 Structur

43、e of restricted physical group address.26 Figure 12 Structure of a restricted logical group address 27 Figure 13 Structure of a generalized group address27 Figure 14 Summary of address structure 28 Figure 15 Example of an evaluation net30 Figure 16 Basic DLPDU structure.31 Figure 17 DLPDU transmissi

44、on / reception order 31 Figure 18 Identifier DLPDU 36 Figure 19 Variable response DLPDU 37 Figure 20 Request response DLPDU37 DIN EN 61158-4-7:2008-09 EN 61158-4-7:2008 5 Figure 21 Message response DLPDU .37 Figure 22 Acknowledgement response DLPDU .38 Figure 23 End of message transaction response D

45、LPDU 38 Figure 24 Buffer reading service interactions 42 Figure 25 Buffer writing service interactions .43 Figure 26 Buffer transfer service interactions43 Figure 27 Buffer transfer DLPDU sequence 44 Figure 28 Interactions within the specified explicit request for buffer transfer service in the aper

46、iodic window.45 Figure 29 Interactions within the specified explicit request for buffer transfer service in the periodic window.46 Figure 30 DLPDU sequence for an explicit request for a transfer.47 Figure 31 Evaluation network for a buffer transfer specified explicit request with (RQ_INHIBITED = Fal

47、se).48 Figure 32 Evaluation network for a buffer transfer specified explicit request with (RQ_INHIBITED = True) 48 Figure 33 Diagram of interactions within the free explicit request for buffer transfer service50 Figure 34 Evaluation network for a free explicit request 51 Figure 35 Diagram of interac

48、tions within the unacknowledged message transfer request service for an aperiodic transfer.54 Figure 36 Diagram of interactions within the unacknowledged message transfer request service for a cyclical transfer .55 Figure 37 DLPDU sequence for an aperiodic message transfer .56 Figure 38 DLPDU sequen

49、ce for a cyclical message transfer57 Figure 39 Diagram of interactions within the acknowledged message transfer request service for an aperiodic transfer.58 Figure 40 Diagram of interactions within the acknowledged message transfer request service for a cyclical transfer .59 Figure 41 DLPDU sequence for an aperiodic message transfer .60 Figure 42 DLPDU seque