DIN EN 61158-5-22-2015 Industrial communication networks - Fieldbus specifications - Part 5-22 Application layer service definition - Type 22 elements (IEC 61158-5-22 2014) English.pdf

1、August 2015DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDEPreisgruppe 32DIN 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、5.100.70; 35.160!%A|N“2308943www.din.deDDIN EN 61158-5-22Industrielle Kommunikationsnetze Feldbusse Teil 5-22: Dienstfestlegungen des Application Layer(Anwendungsschicht) Typ 22-Elemente (IEC 61158-5-22:2014);Englische Fassung EN 61158-5-22:2014, nur auf CD-ROMIndustrial communication networks Field

3、bus specifications Part 5-22: Application layer service definition Type 22 elements (IEC 61158-5-22:2014);English version EN 61158-5-22:2014, only on CD-ROMRseaux de communication industriels Spcifications des bus de terrain Partie 5-22: Dfinition des services de la couche application lments de type

4、 22(CEI 61158-5-22:2014);Version anglaise EN 61158-5-22:2014, seulement en CD-ROMAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN EN 61158-5-22:2013-01Siehe Anwendungsbeginnwww.beuth.deGesamtumfang 88 SeitenDIN EN 61158-5-22:2015-08 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr di

5、e von CENELEC am 2014-09-22 angenommene Europische Norm als DIN-Norm ist 2015-08-01. Fr DIN EN 61158-5-22:2013-01 besteht eine bergangsfrist bis 2017-09-22. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN EN 61158-500:2013-08. Fr dieses Dokument ist das nationale Arbeitsgremium K 956 Feldbus

6、“ 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) unv

7、erndert 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 Verw

8、eisung 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 normat

9、iven 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 ist

10、 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 bes

11、timmten 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 61158-5-22 verffentlicht. Zu deren Abschni

12、tt 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 deutschen Anwende

13、r in der Regel ebenfalls der engli-schen Benennungen bedienen. Diese Norm steht nicht in unmittelbarem Zusammenhang mit Rechtsvor-schriften und ist nicht als Sicherheitsnorm anzusehen. Einfhrung Ein Feldbus ist ein digitaler serieller Datenbus fr die Kommunikation zwischen Gerten der industriellen A

14、utomatisierungstechnik wie beispielsweise Messeinrichtungen, Stellgliedern, Reglern und speicher-programmierbaren Steuerungen. Die Normen der Reihe DIN EN 61158 legen eine Anzahl von Feldbus-Protokolltypen fest. Die vorliegende Norm legt die Dienste des Application Layer fr Typ 22 fest. DIN EN 61158

15、-5-22:2015-08 3 nderungen Gegenber DIN EN 61158-5-22:2013-01 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) normative Verweisungen auf den neuesten Stand gebracht. Frhere Ausgaben DIN EN 61158-5-22: 2013-01 DIN EN 61158-5-22:2015-08 4 Nationaler Anhang NA (informativ) 1 AnwendungsbereichN1)1.1 Allgemeine

16、s Der Feldbus-Application Layer (FAL) liefert Benutzerprogramme mit Hilfsmitteln fr den Zugriff auf die Feld-buskommunikationsumgebung. In dieser Hinsicht kann der FAL als ein Fenster zwischen zugehrigen Anwendungsprogrammen betrachtet werden. Diese Norm stellt fr Typ 2-Feldbusse magebliche allgemei

17、ne Elemente fr zeitkritischen und nicht zeit-kritischen Datentransfer zwischen Anwendungsprogrammen in einer Automatisierungsumgebung bereit. Der Begriff zeitkritisch“ (en: time-critical) wird verwendet, um die Prsenz eines Zeitfensters darzustellen, in dem eine oder mehrere festgelegte Aktivitten m

18、it einem vorbestimmten Grad an Gewissheit erledigt werden. Das Scheitern der Erledigung der festgelegten Aktivitt innerhalb des Zeitfensters trgt das Risiko des Betriebsausfalls der Anwendung mit und somit das aufgeforderte Eingreifen mit dazugehrigem Risiko fr Gerte, Anlage und mglicherweise Mensch

19、enleben. Diese Norm definiert auf eine abstrakte Art und Weise den von auen sichtbaren Dienst, der vom Typ 2 des Feldbus-Application Layer bereitgestellt wird, in Form von: a) einem abstrakten Modell fr das Beschreiben von Anwendungsressourcen (Objekten), die von Benutzern mittels FAL-Diensten verst

20、ellt werden knnen, b) Aktivitten und Ereignissen der Dienstprimitiven, c) den mit den Aktivitten und Ereignissen der Dienstprimitiven verbundenen Parametern, sowie der Form, die sie einnehmen und d) dem Zusammenhang zwischen diesen Aktivitten und Ereignissen und ihren gltigen Ablufen. Die Zielsetzun

21、g dieser Norm ist es, Dienste zu definieren, die bereitgestellt werden fr: den FAL-Benutzer an der Grenze zwischen dem Benutzer und dem Application Layer des Feldbus-Referenzmodells und das Systemmanagement an der Grenze zwischen dem Application Layer und dem Systemmanagement des Feldbus-Referenzmod

22、ells. Diese Norm beschreibt die Struktur und die Dienste des Typ 2-Feldbus-Application Layer in berein-stimmung mit dem OSI-Basis-Referenzmodell (ISO/IEC 7498-1) und der OSI-Application Layer-Struktur (ISO/IEC 9545). FAL-Dienste und Protokolle sind von FAL-Anwendungseinheiten (AE) bereitgestellt, we

23、lche innerhalb von Anwendungsprozessen enthalten sind. Die FAL AE besteht aus einer Menge von objektorientierten Anwen-dungsdienstelementen (ASEs) und Layer-Management-Einheiten (LME), welche die AE verwalten. Die ASEs liefern Kommunikationsdienste, die auf einer Menge von zugehrigen Anwendungsproze

24、ssobjekt(APO-) Klassen arbeitet. Eine der FAL ASEs ist eine Management-ASE, welche eine Menge gemeinsamer Dienste fr das Management der Instanzen der FAL-Klassen bereitstellt. Obwohl diese Dienste, aus dem Blickwinkel der Anwendung, beschreiben, wie Anfrage und Antwort ausgege-ben und abgegeben werd

25、en, beinhalten sie keine Festlegung, was die anfragenden und antwortenden Anwendungen mit diesen vorzunehmen haben. Die Verhaltensaspekte der Anwendungen sind nicht festgelegt, nur eine Definition, welche Anfragen und Antworten diese senden/empfangen knnen, ist beschrieben. Dies erlaubt den FAL-Benu

26、tzern eine grere Flexibilitt, um solch ein Objektverhalten zu standardisieren. Zustzlich zu diesen Diensten sind in dieser Norm ebenfalls einige untersttzende Dienste festgelegt, um den Zugriff zum FAL bereitzustellen und somit bestimmte Aspekte des Betriebs zu steuern. N1)Die Nummerierung aus IEC 6

27、1158-5-22 wurde beibehalten. DIN EN 61158-5-22:2015-08 5 1.2 Spezifikationen Das hauptschliche Ziel dieser Norm ist es, fr zeitkritische Kommunikation geeignete Eigenschaften der konzeptionellen Application Layer-Dienste festzulegen und folglich die Ergnzung des OSI-Basisreferenz-modells mit der Anl

28、eitung der Entwicklung der Application Layer-Protokolle fr die zeitkritische Kommunika-tion. Ein zweites Ziel ist das Bereitstellen von Migrationspfaden von bisherigen bestehenden industriellen Kommu-nikationsprotokollen. Es ist dieses letztere Ziel, welches zur Steigerung von unterschiedlichen geno

29、rmten Diensten, als verschiedene Typen der IEC 61158, fhrt. Diese Spezifikation darf als Basis fr formelle Application-Programmierschnittstellen verwendet werden. Nichtdestotrotz ist es keine formelle Programmierschnittstelle, und jede derartige Schnittstelle hat Imple-mentierungsanforderungen zu er

30、fllen, die nicht von dieser Spezifikation abgedeckt werden und Folgendes beinhalten: a) die Gren und Oktett-Folgen von verschiedenen Multi-oktett-Dienstparametern, b) die Korrelation von gepaarten Anfrage- und Indikationsprimitiven oder Anweisungs- und Antwortprimiti-ven. 1.3 Konformitt Diese Norm l

31、egt keine individuellen Implementierungen oder Produkte fest, auch beschrnkt sie die Imple-mentierungen von Application Layer-Einheiten innerhalb eines industriellen Automatisierungssystems nicht. Es gibt keine Konformitt von Gerten zu dieser Application Layer-Dienstdefinitionsnorm. Stattdessen wird

32、 Konformitt durch die Implementierung der entsprechenden Application Layer-Protokolle erreicht, welche den Typ 2 der Application Layer-Dienste, wie in dieser Norm beschrieben, erfllen. 3.5 Spezielle Begriffe fr den Feldbus-Application Layer Typ 22 3.5.1 Anwendung (en: application) Funktion, fr die D

33、aten ausgetauscht werden 3.5.2 Anwendungsobjekt (en: application object) Reprsentation einer bestimmten Komponente innerhalb eines Gertes 3.5.3 azyklische Daten (en: acyclic data) Daten, die von Zeit zu Zeit zu bestimmten Zwecken bertragen werden 3.5.4 Bit (en: bit) Informationseinheit, die aus eine

34、r 0 oder 1 besteht Anmerkung 1 zum Begriff: Ein Bit ist die kleinste Dateneinheit, die bertragen werden kann. 3.5.5 Zelle (en: cell) Synonym fr ein einzelnes DL-Segment, welches das RTFL-Kommunikationsmodell einsetzt DIN EN 61158-5-22:2015-08 6 3.5.6 Kanal (en: channel) Pfad, der fr die bertragung v

35、on Daten bereitgestellt wird 3.5.7 Client (en: client) Objekt, das durch Initiieren einer Nachricht die Dienste eines Servers nutzt, um eine Aufgabe auszufhren 3.5.8 Kommunikationszyklus (en: communication cycle) festgelegte Zeitdauer, innerhalb der das Root-Gert leere Rahmen fr die Initiierung der

36、zyklischen Kommu-nikation ausgibt, bei der Daten ber den zyklischen Datenkanal und den Nachrichtenkanal bertragen wer-den 3.5.9 Verbindung (en: connection) logische Verknpfung zwischen zwei Anwendungsobjekten 3.5.10 Zykluszeit (en: cycle time) Dauer eines Kommunikationszyklus 3.5.11 zyklisch (en: cy

37、clic) Ereignisse, die sich regelmig wiederholen 3.5.12 zyklische Kommunikation (en: cyclic communication) periodischer Austausch von Telegrammen 3.5.13 zyklische Daten (en: cyclic data) Daten, die regelmig und wiederholt zu bestimmten Zwecken bertragen werden 3.5.14 zyklischer Datenkanal (CDC) (en:

38、cyclic data channel, CDC) Teil einer oder mehrerer DLPDUs, der fr zyklische Daten reserviert ist 3.5.15 Daten (en: data) allgemeine Bezeichnung fr jegliche ber einen Feldbus bertragene Informationen 3.5.16 Gert (en: device) an den Feldbus angeschlossene physische Entitt 3.5.17 Fehler (en: error) Nic

39、htbereinstimmung zwischen einem berechneten, beobachteten oder gemessenen Wert oder Zustand und dem festgelegten oder theoretisch richtigen Wert oder Zustand DIN EN 61158-5-22:2015-08 7 3.5.18 Fehlercode (en: error code) Identifikationsnummer eines bestimmten Fehlertyps 3.5.19 Gateway (en: gateway)

40、Gert, das als Verbindungselement zwischen verschiedenen Protokollen agiert 3.5.20 Index (en: index) Position eines Objekts innerhalb des Objektverzeichnisses 3.5.21 Kommunikation zwischen Zellen (en: inter-cell communication) Datenbermittlung zwischen einem RTFL-Gert und einem RTFN-Gert oder zwische

41、n einem RTFL-Gert und einem anderen RTFL-Gert in verschiedenen Zellen, die ber ein RTFN miteinander verbunden sind 3.5.22 Schnittstelle (en: interface) gemeinsam genutzte Grenze zwischen zwei funktionalen Einheiten, die durch funktionale Merkmale, Signal-merkmale oder entsprechend andere Merkmale fe

42、stgelegt ist 3.5.23 Kommunikation innerhalb von Zellen (en: intra-cell communication) Datenbermittlung zwischen einem RTFL-Gert und einem anderen RTFL-Gert in der gleichen Zelle 3.5.24 logische Doppellinie (en: logical double line) Reihung des Root-Gertes und smtlicher gewhnlicher Gerte, die die Kom

43、munikations-DLPDU in Vor-wrts- und Rckwrtsrichtung verarbeiten 3.5.25 Zuordnungsparameter (en: mapping parameters) Satz von Werten, der die Verbindung zwischen Anwendungsobjekten und Prozessdatenobjekten festlegt 3.5.26 Master-Uhr (en: master clock) globale Zeitbasis fr den PCS-Mechanismus 3.5.27 Na

44、chricht (en: message) geordnete Folge von Oktetten fr die bermittlung von Daten 3.5.28 Nachrichtenkanal (MSC) (en: message channel, MSC) Teil einer oder mehrerer DLPDUs, der fr azyklische Daten reserviert ist 3.5.29 Netzwerk (en: network) Menge von Gerten, die ber ein bestimmtes Kommunikationsmedium

45、 miteinander verbunden sind, ein-schlielich zwischengeschalteter Repeater, Bridges, Router und Gateways unterer Schichten DIN EN 61158-5-22:2015-08 8 3.5.30 gewhnliches Gert OD (en: ordinary device; OD) Slave im Kommunikationssystem, der RTFL fr den zyklischen und azyklischen Datenaustausch mit ande

46、ren gewhnlichen Gerten in derselben logischen Doppellinie einsetzt 3.5.31 przise Uhrensynchronisation PCS (en: precise clock synchronisation; PCS) Mechanismus zur Synchronisation von Uhren in RTFL-Gerten und zur Aufrechterhaltung einer globalen Zeitbasis 3.5.32 Prozessdaten (en: process data) Daten,

47、 die zu Verarbeitungszwecken zyklisch oder azyklisch bertragen werden 3.5.33 Prozessdatenobjekt (en: process data object) zweckbestimmtes Datenobjekt, das zu Verarbeitungszwecken zyklisch oder azyklisch bertragen wird 3.5.34 Protokoll (en: protocol) Vereinbarung ber die Datenformate, Zeitabfolgen un

48、d die Fehlerkorrektur fr den Datenaustausch von Kom-munikationssystemen 3.5.35 Root-Gert RD (en: root device; RD) Master im Kommunikationssystem, der den zyklischen und azyklischen RTFL-Datenaustausch fr eine logi-sche Doppellinie organisiert, initiiert und steuert 3.5.36 RTFL (en: real time frame l

49、ine; RTFL) Kommunikationsmodell fr die Datenbermittlung in einer logischen Doppellinie 3.5.37 RTFN (en: real time frame network; RTFN) Kommunikationsmodell fr die Datenbermittlung in einem vermittelten Netzwerk 3.5.38 Rundlaufzeit (en: round trip time) bertragungszeit, die eine DLPDU vom Root-Gert zum letzten gewhnlichen Gert in Vorwrts- und Rck-wrtsrichtung bentigt 3.5.39 Subindex (en: sub-index