測量和控制數字數據通信 工業控制系統用現場總線 類型2：ControlNet和EtherNet/IP規范 第4部分：網絡層及傳輸層 現行
Digital data communication for measurement and control—Fieldbus for use in industrial control systems—Type 2:ControlNet and EtherNet/IP specification—Part 4:Network and transport layer
標準號：GB/Z 26157.4-2010
基本信息
標準號：GB/Z 26157.4-2010
發布時間：2011-01-14
實施時間：2011-06-01
首發日期：2011-01-14
出版單位：中國標準出版社查看詳情>
起草人：鄭旭、梅恪、陳開泰、王錦標、彭瑜、劉楓、包偉華、夏德海、董景辰、阮于東、李百煌、王春喜、王玉敏
出版機構：中國標準出版社
標準分類： 工業自動化與控制裝置綜合
ICS分類：工業自動化系統
提出單位：中國機械工業聯合會
起草單位：機械工業儀器儀表綜合技術經濟研究所、清華大學、西南大學、北京鋼鐵設計研究總院、中國儀器儀表協會、中國機電一體化技術應用協會、上海自動化儀表股份有限公司、上海工業自動化儀表研究所、上海電器科學研究所(集團)有限公司、羅克韋爾自動化研究(上海)有限公司
歸口單位：全國工業過程測量和控制標準化技術委員會(SAC/TC 124)
發布部門：中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局 中國國家標準化管理委員會
主管部門：全國工業過程測量和控制標準化技術委員會(SAC/TC 124)
標準簡介
本指導性技術文件規定了在確定的控制網絡上的一個節點的網絡和傳輸層的要求。本指導性技術文件適用于確定的控制網絡的網絡和傳輸層對應于符合GB/T9387的七層ISO模型的層3和層4。
標準摘要
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IEC61158:2003《測量和控制數字數據通信 工業控制系統用現場總線》包括了10種現場總線 類型: ———類型1:IEC技術報告; ———類型2:ControlNet和Ethernet/IP; ———類型3:PROFIBUS; ———類型4:P-Net; ———類型5:FFHSE; ———類型6:SwiftNet; ———類型7:WorldFIP; ———類型8:Interbus; ———類型9:FFAL; ———類型10:PROFINET。 本標準化指導性技術文件修改采用IEC61158:2003《測量和控制數字數據通信 工業控制系統用現場總線 類型2:ControlNet和EtherNet/IP規范 第4部分:網絡和傳輸層》。 由于IEC61158系列標準將10種現場總線技術混合在一起進行編寫,不便于國內的工程技術及相關人員對各種總線技術的閱讀和理解,因此全國工業過程測量和控制標準化技術委員會在采用國際標準時,只采用了其中在國內有廣泛應用的類型2:ControlNet和EtherNet/IP規范的相關技術內容,并根據技術開發人員的習慣將其分為10個部分進行編寫。在技術內容上與國際標準沒有差異,為方便我國用戶使用,在文本結構編排上進行了適當調整,并按GB/T1.1的要求進行編寫。 GB/Z26157《測量和控制數字數據通信 工業控制系統用現場總線 類型2:ControlNet和Ether-Net/IP規范》分為如下10個部分: GB/Z26157.1 一般描述; GB/Z26157.2 物理層和介質; GB/Z26157.3 數據鏈路層; GB/Z26157.4 網絡層及傳輸層; GB/Z26157.5 數據管理; GB/Z26157.6 對象模型; GB/Z26157.7 設備行規; GB/Z26157.8 電子數據表; GB/Z26157.9 站管理; GB/Z26157.10 對象庫。 本指導性技術文件為第4部分。 本指導性技術文件由中國機械工業聯合會提出。 本指導性技術文件由全國工業過程測量和控制標準化技術委員會歸口(SAC/TC124)。 本指導性技術文件起草單位:機械工業儀器儀表綜合技術經濟研究所、清華大學、西南大學、北京鋼鐵設計研究總院、中國儀器儀表協會、中國機電一體化技術應用協會、上海自動化儀表股份有限公司、上海工業自動化儀表研究所、上海電器科學研究所(集團)有限公司、羅克韋爾自動化研究(上海)有限公司。 本指導性技術文件主要起草人:鄭旭、梅恪、陳開泰、王錦標、彭瑜、劉楓、包偉華、夏德海、董景辰、阮于東、李百煌、王春喜、王玉敏。 |
標準目錄
| 前言 Ⅶ 引言 Ⅷ 1 范圍 1 2 未連接報文管理器(UCMM) 1 2.1 概述 1 2.2 外部接口 2 2.3 PDU 格式 3 2.4 UCMM 客戶機 4 2.5 UCMM 服務器 5 2.6 例子(資料性) 9 2.7 保持器UCMM 11 3 報文路由(MR)對象 11 3.1 概述 11 3.2 路徑 11 3.3 外部接口(SDU) 17 3.4 報文路由器報頭(PDU) 17 4 連接管理器(CM)對象 18 4.1 服務數據單元(SDU) 18 4.2 參數 22 4.3 連接管理器服務(PDU) 28 4.4 錯誤代碼 37 5 傳輸連接 44 5.1 傳輸的含義 44 5.2 用于討論傳輸服務的工具(資料性) 44 5.3 傳輸連接的組件 45 5.4 創建傳輸連接 48 5.5 綁定傳輸到網絡連接的生產者和消費者 48 5.6 傳輸類型 50 6 傳輸類 53 6.1 類 53 6.2 類0(Null或Base) 53 6.3 類1(重復檢測) 56 6.4 類2(確認) 62 6.5 類3(證實-Verified) 69 6.6 類4至類6公共元素 79 6.7 類4(不堵塞) 83 6.8 類5(非阻塞,分段) 92 6.9 類6(多播,分段) 104 6.10 重試定時器 119 7 應用連接 121 7.1 連接 121 7.2 生產觸發(Productiontrigger)、傳輸類和RPI 121 7.3 輪詢(Polling) 122 8 TCP/IP封裝 122 8.1 簡介(資料性) 122 8.2 TCP/IP上的CIPPDU 123 8.3 連接管理器 124 8.4 類0和類1連接數據 127 8.5 IP多播范圍和地址分配 128 8.6 封裝協議 129 8.7 命令描述 132 8.8 會話管理 137 8.9 通用數據包格式 138 9 ControlNet物理層上的TCP/IP 140 9.1 IPLpackets(固定標簽0x85) 140 9.2 以太網Lpackets(固定標簽0x89) 140 9.3 TCP/IP在ControlNet上的舉例 141 圖1 與ISO/OSI模型的關系 1 圖2 客戶機狀態轉換圖 4 圖3 高端服務器狀態轉換圖 6 圖4 低端UCMM 服務器狀態轉換圖 8 圖5 具有一個未完成處理的報文的UCMM 流程圖 9 圖6 同時具有多個未完成處理報文的UCMM 的流程圖 10 圖7 段類型 12 圖8 端口段 12 圖9 網絡連接參數 23 圖10 優先級/片時間 25 圖11 連接建立超時 26 圖12 通信模型中傳輸服務的上下關系 44 圖13 應用至應用的數據傳送圖 44 圖14 一個鏈路生產者的數據流圖 45 圖15 狀態轉換圖(StateTransitionDiagram-STD) 45 圖16 鏈路消費者的數據流圖 46 圖17 鏈路消費者的狀態轉換圖 47 圖18 觸發器 47 圖19 T-PDU 緩存器 48 圖20 綁定傳輸實例到一個沒有反方向數據路徑的傳輸連接的生產者和消費者 49 圖21 綁定傳輸實例到一個有反方向數據路徑的傳輸連接的生產者和消費者 49 圖22 當傳輸連接沒有反方向數據路徑時,綁定傳輸實例到多播連接的生產者和消費者 50 圖23 當傳輸連接有反方向數據路徑時,綁定傳輸實例到多播連接的生產者和消費者 50 圖24 使用客戶傳輸類0和服務器傳輸類0的數據流圖 54 圖25 使用傳輸類0時數據傳送的序列圖 54 圖26 類0客戶狀態轉換圖 55 圖27 類0服務器狀態轉換圖 56 圖28 使用客戶傳輸類1和服務器傳輸類1的數據流圖 57 圖29 用客戶傳輸類1和服務器傳輸類1的數據傳送序列圖 57 圖30 類1客戶狀態轉換圖(STD) 58 圖31 類1服務器狀態轉換圖(STD) 60 圖32 使用客戶傳輸類2和服務器傳輸類2的數據流圖 63 圖33 用客戶傳輸類2和服務器傳輸類2且沒有返回數據時的數據傳送圖 63 圖34 使用客戶傳輸類2和服務器傳輸類2且有返回數據時的數據傳送序列圖 64 圖35 類2客戶狀態轉換圖(STD) 65 圖36 類2服務器STD 67 圖37 使用客戶傳輸類3和服務器傳輸類3的數據流圖 70 圖38 使用客戶傳輸類3和服務器傳輸類3且沒有返回數據時的數據傳送序列圖 71 圖39 使用客戶傳輸類3和服務器傳輸類3且有返回數據時的數據傳送序列圖 72 圖40 類3客戶狀態轉換圖(STD) 73 圖41 類3服務器狀態轉換圖(STD) 76 圖42 用傳輸類4和類5的數據流圖 79 圖43 傳輸類4和類5的基本結構 80 圖44 類6基本結構 81 圖45 類4到類6的通用狀態轉換圖 82 圖46 使用傳輸類4時報文交換的序列圖 84 圖47 彼此覆蓋寫的報文的序列圖 85 圖48 用傳輸類4時列隊的報文交換的序列圖 86 圖49 用傳輸類4時重試的序列圖 87 圖50 采用傳輸類4的空閑流量的序列圖 88 圖51 類4傳輸發送器STD 89 圖52 類4接收器STD 91 圖53 使用傳輸類5的三分段序列圖 94 圖54 使用傳輸類5有重試的分段序列圖 95 圖55 使用傳輸類5的二分段序列圖 96 圖56 用傳輸類5異常中斷的報文序列圖 96 圖57 類5發送器STD 97 圖58 類5接收器STD 100 圖59 傳輸類6的數據流圖 104 圖60 用傳輸類6時報文交換的序列圖 106 圖61 用傳輸類6時重試的序列圖 106 圖62 用傳輸類6時空閑流量的序列圖 107 圖63 要求覆蓋寫了Null的序列圖 108 圖64 響應覆蓋寫了null的ACK的序列圖 108 圖65 用傳輸類6的三分段序列圖 109 圖66 用傳輸類6有重試的分段序列圖 110 圖67 用傳輸類6的二分段序列圖 110 圖68 用傳輸類6異常中斷的報文序列圖 111 圖69 類6客戶STD 112 圖70 類6服務器STD 115 圖71 重試定時器 120 圖72 重試定時器狀態轉換圖 120 圖73 ControlNet與ISO/OSI模型的對應 123 圖74 用化身ID的連接ID 125 圖75 偽隨機連接ID 126 圖76 封裝報文 130 表1 UCMM 命令代碼 3 表2 UCMM 客戶機狀態事件矩陣 4 表3 高端UCMM 服務器的狀態事件矩陣 6 表4 低端UCMM 服務器的狀態事件矩陣 8 表5 UCMM 事務 10 表6 可能的端口段例子 13 表7 邏輯段 13 表8 網絡段 15 表9 超時乘法因子 24 表10 時間片單位 25 表11 連接ID的選擇 27 表12 連接管理器的類特定服務 29 表13 unconnected_reply的連接成功格式 34 表14 失敗時unconnected_reply的格式 35 表15 連接管理器服務請求錯誤代碼 37 表16 狀態事件矩陣(StateEventMatrix-SEM) 46 表17 狀態事件矩陣(SEM) 47 表18 通知 48 表19 傳輸類 53 表20 類0客戶狀態事件矩陣 55 表21 類0服務器狀態事件矩陣 56 表22 類1客戶狀態事件矩陣(SEM) 59 表23 類1服務器狀態事件矩陣(SEM) 60 表24 類2客戶狀態事件矩陣(SEM) 65 表25 類2服務器SEM 68 表26 類3客戶SEM 74 表27 類3服務器狀態事件矩陣(SEM) 76 表28 傳輸類4和類5中的寫和觸發事件 79 表29 類4到類6首部格式 81 表30 類4到類6的通用狀態事件矩陣 82 表31 類4發送器SEM 89 表32 類4接收器SEM 91 表33 類5發送器SEM 98 表34 類5接收器狀態事件矩陣(SEM) 101 表35 類6客戶SEM 112 表36 類6服務器SEM 116 表37 重試定時器SEM 120 表38 生產觸發、傳輸類和RPI如何確定何時產生數據 122 表39 TCP/IP鏈路地址實例 125 表40 類0和類1的UDP數據格式 127 表41 封裝報頭 130 表42 封裝命令碼 130 表43 封裝狀態碼 131 表44 可選標記 132 表45 Nop封裝報頭 132 表46 RegisterSession報頭 132 表47 RegisterSession數據部分 133 表48 選項標志 133 表49 RegisterSession應答 133 表50 RegisterSession應答,數據部分 133 表51 UnRegisterSession報頭 134 表52 ListServices報頭 134 表53 ListServices應答 134 表54 ListServices數據部分 135 表55 服務類型碼 135 表56 通信性能標記 135 表57 SendRRData報頭 135 表58 SendRRData數據部分 136 表59 SendRRData應答 136 表60 SendUnitData報頭 136 表61 SendUnitData數據部分 137 表62 通用數據包格式 138 表63 地址和數據項結構 138 表64 地址類型ID 138 表65 數據類型ID 139 表66 空值地址類型 139 表67 連接地址類型 139 表68 序列地址類型 139 表69 UCMM 數據類型 140 表70 連接數據類型 140 表71 Sockaddrinfo項 140 |
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