DIN EN 61158-5-3-2015 Industrial communication networks - Fieldbus specifications - Part 5-3 Application layer service definition - Type 3 elements (IEC 61158-5-3 2014) English ver.pdf

1、September 2015DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDEPreisgruppe 52DIN 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 35.100.70; 35.160!%AX“2308853www.din.deDDIN EN 61158-5-3Industrielle Kommunikationsnetze Feldbusse Teil 5-3: Dienstfestlegungen des Application Layer(Anwendungsschicht) Typ 3-Elemente(IEC 61158-5-3:2014);Englische Fassung EN 61158-5-3:2014, nur auf CD-ROMIndustrial communication networks Fieldbus

3、specifications Part 5-3: Application layer service definition Type 3 elements(IEC 61158-5-3:2014);English version EN 61158-5-3:2014, only on CD-ROMRseaux de communication industriels Spcifications des bus de terrain Partie 5-3: Dfinition des services de la couche application lments de type 3(CEI 611

4、58-5-3:2014);Version anglaise EN 61158-5-3:2014, seulement on CD-ROMAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN EN 61158-5-3:2013-01Siehe Anwendungsbeginnwww.beuth.deGesamtumfang 453 SeitenDIN EN 61158-5-3:2015-09 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr die von CENELEC

5、am 2014-09-22 angenommene Europische Norm als DIN-Norm ist 2015-09-01. Fr DIN EN 61158-5-3:2013-01 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“ der DKE Deuts

6、che 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) unverndert bleiben

7、 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 Verweisung im norma

8、tiven 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 normativen Text bezie

9、ht 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 als EN 60068 a

10、ls 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 bestimmten Bedingu

11、ngen 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 61158-5-3 verffentlicht. Zu deren Abschnitt 1, der den An

12、wendungsbereich fest-legt, 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 Anwender in der Regel

13、ebenfalls der englischen 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 Automatisierungst

14、echnik wie beispielsweise Messeinrichtungen, Stellgliedern, Reglern und speicher-programmierbaren Steuerungen. Die Normen der Reihe DIN EN 61158 legen eine Anzahl von Feldbus-Pro-tokolltypen fest. Die vorliegende Norm legt die Dienste des Application Layer fr Typ 3 fest. DIN EN 61158-5-3:2015-09 3 n

15、derungen Gegenber DIN EN 61158-5-3:2013-01 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) redaktionelle berarbeitung von Tabelle A.15 und A.16; b) Liste der Patente auf den neuesten Stand gebracht. Frhere Ausgaben DIN V 19245-1: 1988-01 DIN 19245-1: 1991-04 DIN 19245-2: 1991-04 DIN EN 50170/1: 1997-07 DI

16、N 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 61158-5: 2005-05 DIN EN 61158-5-3: 2008-09, 2013-01 DIN EN 61158-5-3:2015-09 4 Nationaler Anhang NA (informativ) 1 AnwendungsbereichN1)1.1 Allgemeines

17、 Die Norm ist eine von vielen aus einer Reihe, welche erzeugt wurden, um die Verbindung von Gerten eines Automatisierungssystems zu vereinfachen. Sie ist verwandt mit anderen Normen in der Zusammenstellung, wie vom Drei-Schicht(en: three-layer)-Feldbusreferensmodell beschrieben und in IEC 61158 fest

18、gelegt. Dieser Teil enthlt spezifischen Inhalt zum Feldbus Typ 3. Der Feldbus-Application Layer (FAL) liefert Benutzerprogramme mit Hilfsmitteln fr den Zugriff auf die Feld-bus-Kommunikationsumgebung. In dieser Hinsicht kann der FAL als ein Fenster zwischen zugehrigen Anwendungsprogrammen betrachtet

19、 werden. Diese Norm stellt fr Typ 3-Feldbusse magebliche allgemeine 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

20、 darzustellen, in dem eine oder mehrere festgelegte Aktivitten mit 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 m

21、it dazugehrigem Risiko fr Gerte, Anlage und mglicherweise Menschenleben. Diese Norm definiert auf eine abstrakte Art und Weise den von auen sichtbaren Dienst, der vom Typ 3 des Feldbus-Application Layer bereitgestellt wird, in Form von: a) einem abstrakten Modell fr das Beschreiben von Anwendungsres

22、sourcen (Objekten), die von Benutzern mittels FAL-Diensten verstellt 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 Akti

23、vitten und Ereignissen und ihren gltigen Ablufen. Die Zielsetzung 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 Ap

24、plication Layer und dem Systemmanagement des Feldbus-Referenzmodells. 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 Pro

25、tokolle sind von FAL-Anwendungseinheiten (AE) bereitgestellt, welche 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 Kommunika

26、tionsdienste, die auf einer Menge von zugehrigen Applikationsprozessobjekt(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. N1)Die Nummerierung aus IEC 61158-5-3 wurde beibehalten. D

27、IN EN 61158-5-3:2015-09 5 Obwohl diese Dienste, aus dem Blickwinkel der Anwendung, beschreiben, wie Anfrage und Antwort ausgege-ben und abgegeben werden, beinhalten sie keine Festlegung, was die anfragenden und antwortenden Anwendungen mit diesen vorzunehmen haben. Die Verhaltensaspekte der Anwendun

28、gen sind nicht festgelegt, nur eine Definition, welche Anfragen und Antworten diese senden/empfangen knnen, ist beschrieben. Dies erlaubt den FAL-Benutzern eine grere Flexibilitt, um solch ein Objektverhalten zu standardisieren. Zustzlich zu diesen Diensten sind in dieser Norm ebenfalls einige unter

29、sttzende Dienste festgelegt, um den Zugriff zum FAL bereitzustellen und somit bestimmte Aspekte des Betriebs zu steuern 1.2 Spezifikationen Das hauptschliche Ziel dieser Norm ist es, fr zeitkritische Kommunikation geeignete Eigenschaften der konzeptionellen Application Layer-Dienste festzulegen und

30、folglich die Ergnzung des OSI-Basisreferenz-modells mit der Anleitung 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 l

31、etztere Ziel, welches zur Steigerung von unterschiedlichen genormten 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 d

32、erartige Schnittstelle hat Imple-mentierungsanforderungen zu erfllen, 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

33、Anweisungs- und Antwortprimiti-ven. 1.3 Konformitt Diese Norm legt 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 d

34、ieser Application Layer-Dienstdefinitionsnorm. Stattdessen wird Konformitt durch die Implementierung der entsprechenden Application Layer-Protokolle erreicht, welche den Typ 3 der Application Layer-Dienste, wie in dieser Norm beschrieben, erfllen. 3.2 Spezielle Begriffe fr den Feldbus-Application La

35、yer Typ 3 Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.2.1 Zugriffsschutz (en: access protection) Beschrnkung der Nutzung eines Anwendungsobjekts auf einen Client 3.2.2 Adresszuweisungstabelle (en: address assignment table) Zuordnung des internen E/A-Datenobjektspeichers des Cl

36、ients zu den dezentralen Eingabe- und Ausgabe-datenobjekten 3.2.3 zuweisen (en: allocate) eine Ressource aus einem allgemeinen Bereich fr die ausschlieliche Nutzung durch eine spezifische Enti-tt zuordnen DIN EN 61158-5-3:2015-09 6 3.2.4 Anwendung (en: application) Funktion oder Datenstruktur, fr di

37、e Daten konsumiert oder produziert werden 3.2.5 Interoperabilitt auf Application Layer (en: application layer interoperability) Fhigkeit von Anwendungsentitten, mithilfe der Dienste des FAL, koordinierte und kooperative Operationen auszufhren 3.2.6 Anwendungsobjekte (en: application objects) mehrere

38、 Objektklassen, die zur Laufzeit fr einen Nachrichtenaustausch im Netzwerk und innerhalb des Netzwerkgertes sorgen und diesen verwalten 3.2.7 Anwendungsprozesskennung (en: application process identifier) unterscheidet mehrere in einem Gert verwendete Anwendungsprozesse 3.2.8 Anwendungsprozessobjekt

39、(en: application process object) Komponente eines Anwendungsprozesses, die ber eine FAL-Anwendungsbeziehung identifizierbar und zugnglich ist Anmerkung 1 zum Begriff: Definitionen von Anwendungsprozessobjekten setzen sich aus einem Satz von Werten fr die Attribute ihrer Klasse zusammen (siehe Defini

40、tion von Klasse von Anwendungsprozessobjekten“). Auf die Definitio-nen von Anwendungsprozessobjekten kann mithilfe der Dienste des Objektverwaltungs-ASE der FAL von einem entfern-ten Standort aus zugegriffen werden. Objektverwaltungsdienste des FAL knnen zum Laden und Aktualisieren von Objektdefinit

41、ionen, zum Lesen von Objektdefinitionen und zur dynamischen Erstellung und Lschung von Anwendungsobjekten und deren Definitionen genutzt werden. 3.2.9 Anwendungsprozessobjektklasse (en: application process object class) Klasse von Anwendungsprozessobjekten, die in Bezug auf den Satz der ber das Netz

42、werk zugnglichen Attribute und Dienste der Anwendungsprozessobjekte definiert ist 3.2.10 Anwendungsbeziehung (en: application relationship) kooperative Verbindung zwischen zwei oder mehr Aufrufen von Anwendungsentitten zum Zweck des Infor-mationsaustausches und der Koordination des gemeinsamen Betri

43、ebs. Anmerkung 1 zum Begriff: Diese Beziehung wird entweder durch den Austausch von Protokolldateneinheiten der Anwendung oder als Ergebnis von Vorkonfigurationsaktivitten aktiviert. 3.2.11 Anwendungsdienstelement fr Anwendungsbeziehungen (en: application relationship application service element) An

44、wendungsdienstelement, das die alleinigen Mittel fr den Aufbau und die Beendigung aller Anwendungs-beziehungen bereitstellt DIN EN 61158-5-3:2015-09 7 3.2.12 Endpunkt der Anwendungsbeziehung (en: application relationship endpoint) Kontext und Verhalten einer Anwendungsbeziehung entsprechend der Sich

45、t und Verwaltung durch einen der Anwendungsprozesse innerhalb der Anwendungsbeziehung Anmerkung 1 zum Begriff: Jeder Anwendungsprozess, der in die Anwendungsbeziehung eingeschlossen ist, verwaltet seinen eigenen Endpunkt der Anwendungsbeziehung. 3.2.13 Attribut (en: attribute) Beschreibung eines von

46、 auen sichtbaren Merkmals oder einer von auen sichtbaren Funktion eines Objekts Anmerkung 1 zum Begriff: Die Attribute eines Objekts enthalten Informationen zu vernderlichen Teilen eines Objekts. Sie liefern blicherweise Statusinformationen oder steuern den Betrieb eines Objekts. Attribute knnen auc

47、h das Verhal-ten eines Objekts beeinflussen. Attribute werden in Klassenattribute und Instanzattribute unterteilt. 3.2.14 Verhalten (en: behavior) Anzeige dafr, wie das Objekt auf bestimmte Ereignisse reagiert 3.2.15 Kanal (en: channel) einzelner physischer oder logischer Verbindungszweig eines Eing

48、abe- oder Ausgabe-Anwendungsobjektes eines Servers zum Prozess 3.2.16 kanalbezogene Diagnose (en: channel related diagnosis) Informationen in Bezug auf ein spezifisches Element eines Eingabe- oder Ausgabe-Anwendungsobjektes, die zu Wartungszwecken bereitgestellt werden BEISPIEL Gltigkeit von Daten.

49、3.2.17 Klasse (en: class) Menge von Objekten, die allesamt den gleichen Typ von Systemkomponenten reprsentieren Anmerkung 1 zum Begriff: Eine Klasse ist eine Verallgemeinerung eines 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. 3.2.18 Klassenattribute (en: cl