DIN EN 61158-6-4-2015 Industrial communication networks - Fieldbus specifications - Part 6-4 Application layer protocol specification - Type 4 elements (IEC 61158-6-4 2014) English.pdf

1、September 2015DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDEPreisgruppe 21DIN 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!%Be“2312766www.din.deDDIN EN 61158-6-4Industrielle Kommunikationsnetze Feldbusse Teil 6-4: Protokollspezifikation des Application Layer(Anwendungsschicht) Typ 4-Elemente (IEC 61158-6-4:2014);Englische Fassung EN 61158-6-4:2014, nur auf CD-ROMIndustrial communication networks Fiel

3、dbus specifications Part 6-4: Application layer protocol specification Type 4 elements (IEC 61158-6-4:2014);English version EN 61158-6-4:2014, only on CD-ROMRseaux de communication industriels Spcifications des bus de terrain Partie 6-4: Spcification du protocole de la couche application lments de t

4、ype 4(CEI 61158-6-4:2014);Version anglaise EN 61158-6-4:2014, seulement en CD-ROMAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN EN 61158-6-4:2008-09Siehe Anwendungsbeginnwww.beuth.deGesamtumfang 42 SeitenDIN EN 61158-6-4:2015-09 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr die

5、von CENELEC am 2014-09-23 angenommene Europische Norm als DIN-Norm ist 2015-09-01. Fr DIN EN 61158-6-4:2008-09 besteht eine bergangsfrist bis 2017-09-23. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN EN 61158-600:2013-08. Fr dieses Dokument ist das nationale Arbeitsgremium K 956 Feldbus“ d

6、er 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) unvern

7、dert 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 Verweis

8、ung im normativen Text (Verweisung auf ein Dokument ohne Angabe des Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die Verweisung auf die jeweils aktuellste Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments. Fr den Fall einer datierten Verweisung im norma

9、tiven Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in Bezug genommene Ausgabe des Dokuments. Der Zusammenhang der zitierten Dokumente mit den entsprechenden Deutschen Dokumenten ergibt sich, soweit ein Zusammenhang besteht, grundstzlich ber die Nummer der entsprechenden IEC-Publikation. Beispiel:

10、IEC 60068 ist 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 grnd

11、et, unter bestimmten 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 61158-6-4 verffentlicht. Zu d

12、eren Abschnitt 1, der den Anwendungsbereich 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 deut

13、schen Anwender in der Regel ebenfalls der englischen Benennungen 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 indu

14、striellen Au-tomatisierungstechnik wie beispielsweise Messeinrichtungen, Stellgliedern, Reglern und speicherpro-grammierbaren Steuerungen. Die Normen der Reihe DIN EN 61158 legen eine Anzahl von Feldbus-Protokolltypen fest. Die vorliegende Norm legt das Protokoll des Application Layer fr Typ 4 fest.

15、 DIN EN 61158-6-4:2015-09 3 nderungen Gegenber DIN EN 61158-6-4:2008-09 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 E

16、N 50254: 1999-07 DIN EN 50170/A2: 2000-08 DIN EN 50170/A1: 2002-11 DIN EN 50170/A3: 2002-11 DIN EN 61158-6: 2005-05 DIN EN 61158-6-4: 2008-09 DIN EN 61158-6-4:2015-09 4 Nationaler Anhang NA (informativ) 1 AnwendungsbereichN1)1.1 Allgemeines Der Feldbus-Application Layer (FAL) liefert Benutzerprogram

17、me 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 allgemeine Elemente fr zeitkritisch basierten und nicht zeitkritischen Datentransfer zwischen Anwe

18、ndungsprogrammen in einer Automatisierungsumgebung und zu materialabhngige Typ 4 Feldbus bereit. Der Begriff zeitkritisch“ (en: time-critical) wird verwendet um die Prsenz eines Zeitfensters darzustellen, in dem eine oder mehrere festgelegte Aktivitten mit einer bestimmten Stufe der Gewissheit erled

19、igt 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 Menschenleben. Diese Norm legt Interaktionen zwisch

20、en entfernten Anwendungen fest und definiert den von auen sicht-baren Verhalten, der vom Typ 4 des Feldbus-Application Layer bereitgestellt wird, in Form von: a) einer formellen abstrakten Syntax zur Festlegung der Application Layer-Protokoll-Dateneinheiten die zwischen kommunizierenden Anwendungsei

21、nheiten bermittelt werden, b) der bertragenen Syntax zur Festlegung der Codierungsregeln, welche auf die Application Layer-Daten-einheiten angewendet sind, c) des Anwendungskontext der Zustandsmaschine zur Festlegung des sichtbaren Dienstverhalten zwischen kommunizierenden Anwendungseinheiten, d) de

22、r Anwendungsbeziehung der Zustandsmaschine zur Festlegung des sichtbaren Kommunikations-verhalten zwischen kommunizierenden Anwendungseinheiten. Der Zweck dieser Norm ist es, das Protokoll zu definieren, welches bereitgestellt wird zur Festlegung der Leitungsdarstellung der Dienstprimitiven, welche

23、in IEC 61158-5-4 beschrieben sind und zur Festlegung des von auen sichtbaren Verhaltens verbunden mit ihrer bertragung. Diese Norm beschreibt das Protokoll des Typ 4 Feldbus Application Layer in bereinstimmung mit dem OSI-Basis-Referenzmodell (ISO/IEC 7498-1) und der OSI-Application Layer-Struktur (

24、ISO/IEC 9545). 1.2 Spezifikationen Das hauptschliche Ziel dieser Norm, ist das Festlegen der Syntax und des Verhaltens des Application Layer-Protokolls, welcher die in IEC 61158-5-4 beschriebenen Application Layer-Dienste, vermittelt. Ein zweites Ziel, ist das Bereitstellen von Migrationspfade von b

25、isherigen bestehenden industriellen Kommu-nikationsprotokollen. Es ist dieses letztere Ziel, welches zur Steigerung von unterschiedlichen Protokollen, die in Teilen der IEC 61158-6 genormt werden, fhrt. 1.3 Konformitt Diese Norm legt keine individuellen Implementierungen oder Produkte fest, noch bes

26、chrnkt sie die Imple-mentierungen von Application Layer-Einheiten innerhalb eines industriellen Automatisierungssystems. Kon-formitt wird erreicht, durch das Implementieren dieser Application Layer-Protokoll-Spezifikation. N1)Die Nummerierung aus IEC 61158-6-4 wurde beibehalten. DIN EN 61158-6-4:201

27、5-09 5 3.1 Referenzierte Begriffe 3.1.1 Begriffe ISO/IEC 7498-1 3.1.2 Begriffe ISO/IEC 8822 3.1.3 Begriffe ISO/IEC 9545 3.1.4 Begriffe ISO/IEC 8824-1 3.1.5 Begriffe Fieldbus data-link layer 3.2 Abkrzungen und Symbole 3.3 Grundstze 3.3.1 Allgemeines Konzept 3.3.2 Vereinbarungen fr Zustandsmaschinen d

28、es Typ 4 DIN EN 61158-6-4:2015-09 6 Leerseite EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EUROPISCHE NORM EN 61158-6-4 October 2014 ICS 25.040.40; 35.100.70; 35.110 Supersedes EN 61158-6-4:2008English Version Industrial communication networks - Fieldbus specifications - Part 6-4: Application layer protocol sp

29、ecification - Type 4 elements (IEC 61158-6-4:2014) Rseaux de communication industriels - Spcifications des bus de terrain - Partie 6-4: Spcification du protocole de la couche application - lments de type 4 (CEI 61158-6-4:2014) Industrielle Kommunikationsnetze - Feldbusse - Teil 6-4: Protokollspezifi

30、kation des Application Layer (Anwendungsschicht) - Typ 4-Elemente (IEC 61158-6-4:2014) This European Standard was approved by CENELEC on 2014-09-23. CENELEC members are bound to comply with the CEN/CENELEC Internal Regulations which stipulate the conditions for giving this European Standard the stat

31、us of a national standard without any alteration.Up-to-date lists and bibliographical references concerning such national standards may be obtained on application to the CEN-CENELEC Management Centre or to any CENELEC member. This European Standard exists in three official versions (English, French,

32、 German). A version in any other language made by translation under the responsibility of a CENELEC member into its own language and notified to the CEN-CENELEC Management Centre has the same status as the official versions. CENELEC members are the national electrotechnical committees of Austria, Be

33、lgium, Bulgaria, Croatia, Cyprus, the Czech Republic, Denmark, Estonia, Finland, Former Yugoslav Republic of Macedonia, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta, the Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Romania, Slovakia, Slovenia, Spain, Swed

34、en, Switzerland, Turkey and the United Kingdom. European Committee for Electrotechnical Standardization Comit Europen de Normalisation Electrotechnique Europisches Komitee fr Elektrotechnische Normung CEN-CENELEC Management Centre: Avenue Marnix 17, B-1000 Brussels 2014 CENELEC All rights of exploit

35、ation in any form and by any means reserved worldwide for CENELEC Members. Ref. No. EN 61158-6-4:2014 EDIN EN 61158-6-4:2015-09 EN 61158-6-4:2014 Foreword The text of document 65C/764/FDIS, future edition 2 of IEC 61158-6-4, prepared by SC 65C “Industrial networks“ of IEC/TC 65 “Industrial-process m

36、easurement, control and automation“ was submitted to the IEC-CENELEC parallel vote and approved by CENELEC as EN 61158-6-4:2014. The following dates are fixed: latest date by which the document has to be implemented at national level by publication of an identical national standard or by endorsement

37、 (dop) 2015-06-23 latest date by which the national standards conflicting with the document have to be withdrawn (dow) 2017-09-23 This document supersedes EN 61158-6-4:2008. Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. CENELEC

38、and/or CEN shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. This document has been prepared under a mandate given to CENELEC by the European Commission and the European Free Trade Association. Endorsement notice The text of the International Standard IEC 61158-6-4:2014 wa

39、s approved by CENELEC as a European Standard without any modification. In the official version, for Bibliography, the following notes have to be added for the standards indicated: IEC 61158-1 NOTE Harmonized as EN 61158-1. IEC 61158-4-4 NOTE Harmonized as EN 61158-4-4. IEC 61784-1 NOTE Harmonized as

40、 EN 61784-1. IEC 61784-2 NOTE Harmonized as EN 61784-2. 2 DIN EN 61158-6-4:2015-09 EN 61158-6-4:2014 CONTENTS INTRODUCTION.6 1 Scope 7 1.1 General .7 1.2 Specifications7 1.3 Conformance.8 2 Normative references .8 3 Terms, definitions, symbols, abbreviations and conventions 8 3.1 Referenced terms an

41、d definitions.8 3.2 Abbreviations and symbols 10 3.3 Conventions 10 4 FAL syntax description .12 4.1 FAL-AR PDU abstract syntax .12 4.2 Data types.14 5 Transfer syntaxes.14 5.1 APDU encoding .14 5.2 Variable object encoding and packing 18 5.3 Error codes .21 6 FAL protocol state machines.21 7 AP-con

42、text state machine .22 8 FAL service protocol machine (FSPM) 23 8.1 Primitives exchanged between FAL User and FSPM.23 8.2 FSPM states23 9 Application relationship protocol machine (ARPM).28 9.1 Primitives exchanged between ARPM and FSPM .28 9.2 ARPM States.29 10 DLL mapping protocol machine (DMPM)31

43、 10.1 Data-link Layer service selection31 10.2 Primitives exchanged between ARPM and DLPM .31 10.3 Primitives exchanged between DLPM and data-link layer31 10.4 DLPM states32 11 Protocol options .34 Bibliography .35 Annex ZA (normative) Normative references to international publications with their co

44、rresponding European publications36 3 DIN EN 61158-6-4:2015-09 EN 61158-6-4:2014 Figure 1 State transition diagram .11 Figure 2 APDU header structure 15 Figure 3 Instruction subfield of ControlStatus .15 Figure 4 Errorcode subfield of ControlStatus 15 Figure 5 Remaining subfields of ControlStatus .1

45、6 Figure 6 DataFieldFormat encoding16 Figure 7 Structure of request APDU body.16 Figure 8 Structure of response APDU body 17 Figure 9 Variable identifier.17 Figure 10 Code subfield of variable identifier17 Figure 11 Summary of FAL architecture .22 Figure 12 FSPM proxy object state machine.24 Figure

46、13 FSPM real object state machine .27 Figure 14 ARPM state machine29 Figure 15 DLPM state machine 32 Table 1 State machine description elements.11 Table 2 APDU header 12 Table 3 APDU body .13 Table 4 Transfer syntax for Array .19 Table 5 Transfer syntax for Structure .20 Table 6 Common variable obje

47、ct attributes.20 Table 7 Variable type identifiers.20 Table 8 FIFO variable object attributes.21 Table 9 Error codes .21 Table 10 Primitives exchanged between FAL-User and FSPM 23 Table 11 REQUEST.req FSPM constraints .24 Table 12 REQUEST.req FSPM actions.24 Table 13 RESPONSE.cnf FSPM constraints .2

48、6 Table 14 RESPONSE.cnf FSPM actions.26 Table 15 AR Send.ind proxy FSPM constraints.27 Table 16 AR Send.ind proxy FSPM actions 27 Table 17 AR Send.ind real FSPM constraints .28 Table 18 AR Send.ind real FSPM Actions.28 Table 19 Primitives issued by FSPM to ARPM28 Table 20 Primitives issued by ARPM t

49、o FSPM29 4 DIN EN 61158-6-4:2015-09 EN 61158-6-4:2014 Table 21 Primitives issued by ARPM to ARPM29 Table 22 AR Send.req ARPM constraints29 Table 23 AR Send.req ARPM actions .29 Table 24 AR Acknowledge.req ARPM constraints .30 Table 25 AR Acknowledge.req ARPM actions .30 Table 26 AR Send.ind ARPM constraints30 Table 27 AR Send.req ARPM actions .30 Table 28 Primitives issued by ARPM to