DIN EN 61158-5-4-2015 Industrial communication networks - Fieldbus specifications - Part 5-4 Application layer service definition - Type 4 elements (IEC 61158-5-4 2014) English ver.pdf

1、September 2015DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDEPreisgruppe 31DIN 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!%Ah“2308869www.din.deDDIN EN 61158-5-4Industrielle Kommunikationsnetze Feldbusse Teil 5-4: Dienstfestlegungen des Application Layer(Anwendungsschicht) Typ 4-Elemente (IEC 61158-5-4:2014);Englische Fassung EN 61158-5-4:2014, nur auf CD-ROMIndustrial communication networks Fieldbus

3、 specifications Part 5-4: Application layer service definition Type 4 elements (IEC 61158-5-4:2014);English version EN 61158-5-4:2014, only on CD-ROMRseaux de communication industriels Spcifications des bus de terrain Partie 5-4: Dfinition des services de la couche application lments de type 4(CEI 6

4、1158-5-4:2014);Version anglaise EN 61158-5-4:2014, seulement en CD-ROMAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN EN 61158-5-4:2008-09Siehe Anwendungsbeginnwww.beuth.deGesamtumfang 83 SeitenDIN EN 61158-5-4:2015-09 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 61158-5-4:2008-09 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 Deut

6、sche 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 bleibe

7、n 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 norm

8、ativen 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 bezi

9、eht 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

10、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 bestimmten Beding

11、ungen 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 61158-5-4 verffentlicht. Zu deren Abschnitt 1, der den A

12、nwendungsbereich 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 Benennun-gen 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 Automatisierungs

14、technik 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 4 fest. DIN EN 61158-5-4:2015-09 3

15、nderungen Gegenber DIN EN 61158-5-4:2008-09 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) redaktionelle berarbeitung. 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: 1997-07 DIN EN 50170/3: 1997-07 DIN EN 50254: 1999-07 DIN EN 5017

16、0/A2: 2000-08 DIN EN 50170/A1: 2002-11 DIN EN 50170/A3: 2002-11 DIN EN 61158-5: 2005-05 DIN EN 61158-5-4: 2008-09 DIN EN 61158-5-4:2015-09 4 Nationaler Anhang NA (informativ) 1 AnwendungsbereichN1)1.1 Allgemeines Der Feldbus-Application Layer (FAL) liefert Benutzerprogramme mit Hilfsmitteln fr den Z

17、ugriff auf die Feld-bus Kommunikationsumgebung. In dieser Hinsicht, kann der FAL als ein Fenster zwischen zugehrigen Anwendungsprogrammen betrachtet werden. Diese Norm stellt fr Typ 4-Feldbusse magebliche allgemeine Elemente fr zeitkritischen und nicht zeit-kritischen Datentransfer zwischen Anwendun

18、gsprogrammen 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 mit einem vorbestimmten Grad an Gewissheit erledigt werden. Das Scheitern der Erledigung

19、 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 Menschenleben. Diese Norm definiert auf eine abstrakte Art und Weise den von auen sichtbaren

20、Dienst, der vom Typ 4 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 verstellt werden knnen, b) Aktivitten und Ereignissen der Dienstprimitiven, c) den mit den A

21、ktivitten 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 Zielsetzung dieser Norm ist es, Dienste zu definieren, die bereitgestellt werden fr: den FAL-Benu

22、tzer 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-Referenzmodells. Diese Norm beschreibt die Struktur und die Dienste des Typ 4-Feldbus-Application

23、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, welche innerhalb von Anwendungsprozessen enthalten sind. Die FAL AE besteht aus einer Men

24、ge von objektorientierten Anwen-dungsdienstelementen (ASEs) und Layer-Management-Einheiten (LME), welche die AE verwalten. Die ASEs liefern Kommunikationsdienste, die auf einer Menge von zugehrigen Anwendungsprozessobjekt(APO-) Klassen arbeitet. Eine der FAL ASEs ist eine Management-ASE, welche eine

25、 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 werden, beinhalten sie keine Festlegung, was die anfragenden und antwortenden Anwendungen m

26、it 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-Benutzern eine grere Flexibilitt, um solch ein Objektverhalten zu N1)Die Nummerierung aus I

27、EC 611158-5-4 wurde beibehalten. DIN EN 61158-5-4:2015-09 5 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. 1.2 Spezifikationen Das hauptsc

28、hliche 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 Anleitung der Entwicklung der Application Layer-Protokolle fr die zeitkritische Kommunika-t

29、ion. Ein zweites Ziel ist das Bereitstellen von Migrationspfaden von bisherigen bestehenden industriellen Kommu-nikationsprotokollen. Es ist dieses letztere Ziel, welches zur Steigerung von unterschiedlichen genormten Diensten, als verschiedene Typen der IEC 61158, fhrt. Diese Spezifikation darf als

30、 Basis fr formelle Application-Programmierschnittstellen verwendet werden. Nichtdestotrotz ist es keine formelle Programmierschnittstelle, und jede derartige Schnittstelle hat Imple-mentierungsanforderungen zu erfllen, die nicht von dieser Spezifikation abgedeckt werden und Folgendes beinhalten: a)

31、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 legt keine individuellen Implementierungen oder Produkte fest, auch beschrnkt sie die Imp

32、le-mentierungen von Application Layer-Einheiten innerhalb eines industriellen Automatisierungssystems nicht. Es gibt keine Konformitt von Gerten zu dieser Application Layer-Dienstdefinitionsnorm. Stattdessen wird Konformitt durch die Implementierung der entsprechenden Application Layer-Protokolle er

33、reicht, welche den Typ 4 der Application Layer-Dienste, wie in dieser Norm beschrieben, erfllen. 3.6 Spezielle Begriffe fr den Feldbus-Application Layer Typ 4 Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.6.1 Anwendung (en: application) Funktion oder Datenstruktur, fr die Daten

34、konsumiert oder produziert werden 3.6.2 Anwendungsobjekte (en: application objects) mehrere Objektklassen, die zur Laufzeit fr einen Nachrichtenaustausch im Netzwerk und innerhalb des Netzwerkgertes sorgen und diesen verwalten 3.6.3 Anwendungsprozess (en: application process) Teil einer verteilten A

35、nwendung in einem Netzwerk, der sich auf einem Gert befindet und eindeutig adres-siert wird 3.6.4 Anwendungsprozesskennung (en: application process identifier) unterscheidet mehrere in einem Gert verwendete Anwendungsprozesse DIN EN 61158-5-4:2015-09 6 3.6.5 Anwendungsprozessobjekt (en: application

36、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 von deren Klasse zusammen (siehe Definition von Anwe

37、ndungsprozessobjektklasse“). Auf die Definitionen von Anwendungsprozessobjekten kann mithilfe der Dienste des Objektverwaltungs-ASE der FAL von einem entfernten Standort aus zugegriffen werden. Objektverwaltungsdienste des FAL knnen zum Laden und Aktualisieren von Objektdefinitionen, zum Lesen von O

38、bjektdefinitionen und zur dynamischen Erstellung und Lschung von Anwendungs-objekten und deren Definitionen genutzt werden. 3.6.6 Anwendungsprozessobjektklasse (en: application process object class) Klasse von Anwendungsprozessobjekten, die in Bezug auf den Satz der ber das Netzwerk zugnglichen Attr

39、ibute und Dienste der Anwendungsprozessobjekte definiert ist 3.6.7 Anwendungsbeziehung (en: application relationship) kooperative Verbindung zwischen zwei oder mehr Aufrufen von Anwendungsentitten zum Zweck des Infor-mationsaustausches und der Koordination des gemeinsamen Betriebs. Anmerkung 1 zum B

40、egriff: Diese Beziehung wird entweder durch den Austausch von Protokolldateneinheiten der Anwendung oder als Ergebnis von Vorkonfigurationsaktivitten aktiviert 3.6.8 Anwendungsdienstelement fr Anwendungsbeziehungen (en: application relationship application service element) Anwendungsdienstelement, d

41、as die alleinigen Mittel fr den Aufbau und die Beendigung aller Anwendungs-beziehungen bereitstellt 3.6.9 Endpunkt der Anwendungsbeziehung (en: application relationship endpoint) Kontext und Verhalten einer Anwendungsbeziehung entsprechend der Sicht und Verwaltung durch einen der Anwendungsprozesse

42、innerhalb der Anwendungsbeziehung Anmerkung 1 zum Begriff: Jeder Anwendungsprozess, der in die Anwendungsbeziehung eingeschlossen ist, verwaltet seinen eigenen Endpunkt der Anwendungsbeziehung. 3.6.10 Attribut (en: attribute) Beschreibung eines von auen sichtbaren Merkmals oder einer von auen sichtb

43、aren 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 auch das Verhal-ten eines Objekts beeinflussen. Attribu

44、te werden in Klassenattribute und Instanzattribute unterteilt. 3.6.11 Verhalten (en: behaviour) Anzeige dafr, wie das Objekt auf bestimmte Ereignisse reagiert DIN EN 61158-5-4:2015-09 7 3.6.12 Bitnummer (en: bit-no) kennzeichnet die Nummer eines Bits in einer Bitfolge oder einem Oktett 3.6.13 Kanal

45、(en: channel) einzelner physischer oder logischer Verbindungszweig eines Eingabe- oder Ausgabe-Anwendungsobjektes eines Servers zum Prozess 3.6.14 Klasse (en: class) Menge von Objekten, die allesamt den gleichen Typ von Systemkomponenten reprsentieren Anmerkung 1 zum Begriff: Eine Klasse ist eine Ve

46、rallgemeinerung 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. 3.6.15 Klassenattribute (en: class attributes) Attribut,

47、 welches allen Objekten innerhalb derselben Klasse gemeinsam ist 3.6.16 Klassencode (en: class code) eindeutige Kennung, die jeder Objektklasse zugewiesen ist 3.6.17 klassenspezifischer Dienst (en: class specific service) durch eine bestimmte Objektklasse definierter Dienst, um eine erforderliche Fu

48、nktion auszufhren, welche nicht als allgemeiner Dienst ausgefhrt wird Anmerkung 1 zum Begriff: Ein klassenspezifisches Objekt ist fr die Objektklasse, welche es definiert, eindeutig. 3.6.18 Client (en: client) a) Objekt, das die Dienste eines anderen (Server-)Objekts zur Ausfhrung einer Aufgabe nutz

49、t; b) Initiator einer Nachricht, auf die ein Server reagiert 3.6.19 Kommunikationsobjekte (en: communication objects) Komponenten, die einen Austausch von Nachrichten ber das Netzwerk zur Laufzeit bereitstellen und ver-walten BEISPIELE Verbindungsmanager-Objekt, UCMM-Objekt und Nachrichtenrouter-Objekt. 3.6.20 Verbindung (en: connection) logische Verknpfung zwischen Anwendungsobjekten, die sich innerhalb eines Gertes oder in unterschi