1、September 2015DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDEPreisgruppe 28DIN 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!%Aa“2309362www.din.deDDIN EN 61158-5-13Industrielle Kommunikationsnetze Feldbusse Teil 5-13: Dienstfestlegungen des Application Layer(Anwendungsschicht) Typ 13-Elemente (IEC 61158-5-13:2014);Englische Fassung EN 61158-5-13:2014, nur auf CD-ROMIndustrial communication networks Fie
3、ldbus specifications Part 5-13: Application layer service definition Type 13 elements (IEC 61158-5-13:2014);English version EN 61158-5-13:2014, only on CD-ROMRseaux de communication industriels Spcifications des bus de terrain Partie 5-13: Dfinition des services de la couche application lments de ty
4、pe 13(CEI 61158-5-13:2014);Version anglaise EN 61158-5-13:2014, seulement en CD-ROMAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN EN 61158-5-13:2008-09Siehe Anwendungsbeginnwww.beuth.deGesamtumfang 71 SeitenDIN EN 61158-5-13:2015-09 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr
5、die von CENELEC am 2014-09-22 angenommene Europische Norm als DIN-Norm ist 2015-09-01. Fr DIN EN 61158-5-13:2008-09 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 Feldb
6、us“ 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) u
7、nverndert 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 Ve
8、rweisung 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 norm
9、ativen 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 i
10、st 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 b
11、estimmten 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 61158-5-13 verffentlicht. Zu deren Absch
12、nitt 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 Anwen
13、der in der Regel ebenfalls der engli-schen 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 industriellen
14、Automatisierungstechnik 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 13 fest. DIN EN 611
15、58-5-13:2015-09 3 nderungen Gegenber DIN EN 61158-5-13:2008-09 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) redaktionelle berarbeitung; b) neue Synchronisationsmglichkeiten eingefhrt. 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/A2: 2000-08 DIN EN 50170/A1: 2002-11 DIN EN 50170/A3: 2002-11 DIN EN 61158-5: 2005-05 DIN EN 61158-5-13: 2008-09 DIN EN 61158-5-13:2015-09 4 Nationaler Anhang NA (informativ) 1 AnwendungsbereichN1)1.1 Allgemeines Der Feldbus-Applic
17、ation 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 13-Feldbusse magebliche allgemeine Elemente fr zeit
18、kritischen 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 mit einem vorbestimm
19、ten 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 Menschenleben. Diese Norm
20、 definiert auf eine abstrakte Art und Weise den von auen sichtbaren Dienst, der vom Typ 13 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,
21、 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 Zielsetzung dieser Norm ist
22、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-Referenzmodells. Diese Norm b
23、eschreibt die Struktur und die Dienste des Typ 13-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, welche innerhalb vo
24、n 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 Anwendungsprozessobjekt(APO-) Kl
25、assen 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 werden, beinhalten si
26、e 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-Benutzern eine grere
27、Flexibilitt, um solch ein Objektverhalten zu N1)Die Nummerierung aus IEC 61158-5-13 wurde beibehalten. DIN EN 61158-5-13:2015-09 5 standardisieren. Zustzlich zu diesen Diensten sind in dieser Norm ebenfalls einige untersttzende Dienste festgelegt, um den Zugriff zum FAL bereitzustellen und somit bes
28、timmte 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 folglich die Ergnzung des OSI-Basisreferenz-modells mit der Anleitung der Entwic
29、klung 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 genormten Diensten, a
30、ls 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 erfllen, die nicht
31、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 legt keine individ
32、uellen 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 Konformitt durch
33、 die Implementierung der entsprechenden Application Layer-Protokolle erreicht, welche den Typ 13 der Application Layer-Dienste, wie in dieser Norm beschrieben, erfllen. 3.4 Spezielle Begriffe fr den Feldbus-Application Layer Typ 13 Fr die Anwendung dieses Teils von IEC 61158 gelten die folgenden Beg
34、riffe. 3.4.1 Anwendung (en: application) Funktion oder Datenstruktur, fr die Daten konsumiert oder produziert werden 3.4.2 Anwendungsobjekte (en: application objects) mehrere Objektklassen, die zur Laufzeit fr einen Nachrichtenaustausch im Netzwerk und innerhalb des Netzwerkgertes sorgen und diesen
35、verwalten 3.4.3 Anwendungsprozess (en: application process) Teil einer verteilten Anwendung in einem Netzwerk, der sich auf einem Gert befindet und eindeutig adres-siert wird 3.4.4 Anwendungsprozesskennung (en: application process identifier) unterscheidet mehrere in einem Gert verwendete Anwendungs
36、prozesse DIN EN 61158-5-13:2015-09 6 3.4.5 Anwendungsprozessobjekt (en: application process object) Komponente eines Anwendungsprozesses, die ber eine FAL-Anwendungsbeziehung identifizierbar und zu-gnglich ist Anmerkung 1 zum Begriff: Definitionen von Anwendungsprozessobjekten setzen sich aus einem
37、Satz von Werten fr die Attribute von deren Klasse zusammen (siehe Definition von Anwendungsprozessobjektklasse“). Auf die Definitionen von Anwendungsprozessobjekten kann mithilfe der Dienste des Objektverwaltungs-ASE der FAL von einem entfernten Standort aus zugegriffen werden. Objektverwaltungsdien
38、ste des FAL knnen zum Laden und Aktualisieren von Objektdefinitionen, zum Lesen von Objektdefinitionen und zur dynamischen Erstellung und Lschung von Anwendungs-objekten und deren Definitionen genutzt werden. 3.4.6 Anwendungsprozessobjektklasse (en: application process object class) Klasse von Anwen
39、dungsprozessobjekten, die in Bezug auf den Satz der ber das Netzwerk zugnglichen Attribute und Dienste der Anwendungsprozessobjekte definiert ist 3.4.7 Anwendungsbeziehung (en: application relationship) kooperative Verbindung zwischen zwei oder mehr Aufrufen von Anwendungsentitten zum Zweck des Info
40、r-mationsaustausches und der Koordination des gemeinsamen Betriebs Anmerkung 1 zum Begriff: Diese Beziehung wird entweder durch den Austausch von Protokolldateneinheiten der Anwendung oder als Ergebnis von Vorkonfigurationsaktivitten aktiviert. 3.4.8 Anwendungsdienstelement fr Anwendungsbeziehungen
41、(en: application relationship application service element) Anwendungsdienstelement, das die alleinigen Mittel fr den Aufbau und die Beendigung aller Anwendungs-beziehungen bereitstellt 3.4.9 Endpunkt der Anwendungsbeziehung (en: application relationship endpoint) Kontext und Verhalten einer Anwendun
42、gsbeziehung entsprechend der Sicht 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. 3.4.10 Attribut (en:
43、attribute) Beschreibung eines von 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 e
44、ines Objekts. Attribute knnen auch das Verhal-ten eines Objekts beeinflussen. Attribute werden in Klassenattribute und Instanzattribute unterteilt. 3.4.11 Verhalten (en: behavior) Anzeige dafr, wie das Objekt auf bestimmte Ereignisse reagiert 3.4.12 Kanal (en: channel) einzelner physikalischer oder
45、logischer Verbindungszweig eines Eingabe- oder Ausgabe-Anwendungs-objektes eines Servers zum Prozess DIN EN 61158-5-13:2015-09 7 3.4.13 Klasse (en: class) Menge von Objekten, die allesamt den gleichen Typ von Systemkomponenten reprsentieren Anmerkung 1 zum Begriff: Eine Klasse ist eine Verallgemeine
46、rung 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. 3.4.14 Klassenattribute (en: class attributes) Attribut, welches al
47、len Objekten innerhalb derselben Klasse gemeinsam ist 3.4.15 Klassencode (en: class code) eindeutige Kennung, die jeder Objektklasse zugewiesen ist 3.4.16 klassenspezifischer Dienst (en: class specific service) durch eine bestimmte Objektklasse definierter Dienst, um eine erforderliche Funktion ausz
48、ufhren, welche nicht als allgemeiner Dienst ausgefhrt wird Anmerkung 1 zum Begriff: Ein klassenspezifisches Objekt ist fr die Objektklasse, welche es definiert, eindeutig. 3.4.17 Client (en: client) a) Objekt, das die Dienste eines anderen (Server-)Objekts zur Ausfhrung einer Aufgabe nutzt; b) Initi
49、ator einer Nachricht, auf die ein Server reagiert 3.4.18 gesteuerter Knoten (en: controlled node) alle Knoten in einem Typ 13-Netzwerk, mit Ausnahme von einem (dem Steuerungsknoten), sind von diesem Typ 3.4.19 Verbindung (en: connection) logische Verknpfung zwischen Anwendungsobjekten, die sich innerhalb eines Gertes oder in unterschied-lichen Gerten befinden knnen Anmerkung 1 zum Begriff: Verbindungen knnen entweder Punkt-zu-Punk
