ICS 25.040 N 10
中华人民共和国国家标准化指导性技术文件
GB/Z 29619.1—2013
测量和控制数字数据通信 工业控制系统用现场总线 类型 8:INTERBUS 规范
第1部分：概述
Digital data communication for measurement and control--
Fieldbus for use in industrial control systems-
Type 8 : INTERBUS specification
Partl :Overview (IEC 61158 :2003,MOD)
2013-12-15实施
2013-07-19 发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会 发布 GB/Z 29619. 1---2013
目 次
前言范围规范性引用文件 3 符号和缩略语 INTERBUS 模型和体系结构 4.1 概要 4.2 协议组成 4.3 物理层(PhL) 4.4 数据链路层(DLL) 4.5 应用层(AL) 5通信行规 5.1 综述 5.2 行规6/1 5.3 行规6/2 5. 4 行规6/3 参考文献
ITT
1
2
1
:
图 1 网络拓扑结构图 2 参考模型
表1设备CP标识符分配表2CP 6/1:DLL服务选择,各类设备 DLL服务的分配表 3主站支持的 DLL协议数据宽度选择表 4　CP6/1:AL服务选择，各类设备 AL服务的分配表 5CP 6/2:DLL服务选择，各类设备 DLL服务的分配表6CP6/2:AL服务选择，各类设备AL服务的分配表 7 CP 6/2:AL 服务的 AR-Date-Send-Acknowledge 服务参数的选择表 8CP 6/3:DLL服务选择，各类设备 DLL服务的分配表9CP6/3:AL服务选择，各类设备AL服务的分配·
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11 12 GB/Z 29619.1—2013
前 言
GB/Z29619《测量和控制数字数据通信 工业控制系统用现场总线类型8：INTERBUS规范》目
前分为以下6个部分：
第1部分：概述；第2部分：物理层规范和服务定义；
一第3部分：数据链路服务定义；
第4部分：数据链路协议规范；第5部分：应用层服务的定义；第6部分：应用层协议规范。
本部分为GB/Z29619的第1部分。 本部分按照 GB/T 1.1—2009 和 GB/T 20000.2—2009 给出的规则起草。 GB/Z29619修改采用IEC61158：2003《测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线》的
部分内容，在技术内容上未作调整，在结构上划分成6个部分，以适应不同用户单独使用的需求。
为了使用方便，本部分做了下列编辑性修改： a）根据我国的实际使用情况，按照 GB/T 1.1一2009 的规定，对原文本进行了编辑性的修改，技
术内容完全一致； b）对原文引用其他国际标准中有被等同或修改采用为我国标准的，本部分用我国标准编号代替
对应的国际标准编号，其余未有等同或修改采用为我国标准的国际先进标准，在本部分中均被直接引用。
本部分由中国机械工业联合会提出。 本部分由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会（SAC/TC124)归口。 本部分起草单位：机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、清华大学、西南大学、北京钢铁设计研究
总院、上海自动化仪表股份有限公司、上海工业自动化仪表研究所、南京菲尼克斯电气有限公司。
本部分主要起草人：梅恪、郑旭、刘枫、包伟华、李百煌、刘朝晖。
I GB/Z 29619. 1—2013
测量和控制数字数据通信 工业控制系统用现场总线　类型 8：INTERBUS规范
第1部分：概述
1 范围
GB/Z29619的本部分描述了INTERBUS规范的结构，并就 INTERBUS通信原理给出简短的概述。
注1：本部分仅为用户提供叙述性信息。 此外规定了一组预定义的通信行规。 注2：在本部分中定义的通信行规等同于IEC61784-1:2003的通信行规集（CPF6)的行规。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 9387(所有部分）信息技术开放系统互连基本参考模型（ISO/IEC 7498,IDT) GB/Z29619.3测量和控制数字数据通信 工业控制系统用现场总线　类型8:INTERBUS规范第3部分：数据链路服务定义（GB/Z29619.3—2013,IEC61158:2003,MOD) GB/Z 29619.4测量和控制数字数据通信 工业控制系统用现场总线类型 8:INTERBUS 规范第4部分：数据链路协议规范（GB/Z29619.4-2013，IEC61158:2003,MOD) GB/Z29619.5测量和控制数字数据通信 工业控制系统用现场总线　类型8:INTERBUS 规范第5部分：应用层服务的定义(GB/Z29619.5—2013,IEC61158:2003,MOD) GB/Z29619.6测量和控制数字数据通信 工业控制系统用现场总线 类型 8:INTERBUS 规范第6部分：应用层协议规范(GB/Z29619.6—2013,IEC61158:2003,MOD)
3符号和缩略语
下列符号和缩略语适用于本文件。 AL
应用层应用进程应用关系应用服务元素基本链路层通信协议循环允余校验数据链路层(用作前缀) 数据链路层数据链路协议数据单元因特网(网际)协议媒体访问控制媒体附属单元外围设备数据链路
Application Layer Application Process Application Relationship Application Service Element Basic Link Layer Communication Protocol Cyclic Redundancy Check Data Link Layer (as a prefix) Data Link Layer DL-protocol-data-unit Internet Protocol Medium Access Control Medium Attachment Unit Peripherals Data Link
AP AR ASE BLL CP CRC DL- DLL DLPDU IP MAC MAU PDL
1 GB/Z 29619. 1—2013
PDU PhL TCP
Protocol data unit Physical Layer Transmission Control Protocol 传输控制协议
协议数据单元物理层
4　INTERBUS 模型和体系结构 4.1概要
INTERBUS是数字的串行通信系统，用于控制系统(如可编程序控制器)与工业传感器和执行器等现场设备之间的通信。这些设备包括简单限位开关和阀门，以及测量传感器、测量变送器与执行器，还可以包括复杂的高技术控制系统，如控制驱动、扭矩及过程的控制器等。
INTERBUS 网络使用中央主-从访问方式和环状拓扑结构，用于交换所连接的主站系统应用程序与从站应用程序之间的数据。协议给用户提供了两个数据传输通道：过程数据通道和参数通道。组合两种通道形成混合的网络通信结构。从主站开始的网段是第一个网段(一组从站），同时该网段可通过总线耦合器扩展更多网段。从站和总线耦合器不带地址，它们的地址由其在环中的位置决定（见图1）。
主站
环段
总线耦合器
从站
从站
环段(如本地总线)
总线耦合器
从站
从站
环段 (如远程总线)
总线耦合器
从站
图 1 网络拓扑结构
2 GB/Z 29619. 1—2013
有三种不同的设备类型：
主站主站开始第一个网段。它集中控制数据业务，给所有从站发送带有数据的集总顿，同时接收从站的
数据。主站促使从站去访问总线，也就是说，去发送或接收数据。
一从站从站被连接到网段。它从其前面的设备(主站或从站)接收数据并把数据传给下一个设备。从站将
集总帧(Summation Frame)给它的输入数据取出，在该处插人它的传出数据，旁路通过其他任何数据。
总线耦合器在一个网段中，总线耦合器是一种起连接作用的从站,具有连接另一个更低级网段的接口。从高层
网段来的输人数据被发送到低层网段的第一个从站，这些数据以环形方式传送并从这个网段的最后一个从站送回来。从其下层网段接收的数据再传输给高层网段中下一个设备。 4.2协议组成
INTERBUS 协议是按照三层现场总线参考模型建立模型（见图2）。INTERBUS:模型的基础是开放系统互连基本参考模型(GB/T 9387)的一部分。这个模型将协议细分为便于管理的多层规范。
应用层
1
1
数据链路层
物理层
媒体
图 2 参考模型
4.3物理层(PhL)
物理层从数据链路层接收数据单元，如果必要就通过增加通信帧信息将其封装，将位和顿信息编码成信号，发送物理信号到连接传输节点的传输媒体上。此外，物理层定义是由点对点连接的设备间的各种物理特征定义所组成。
为了简化系统安装和系统诊断，环形系统可使用单根电缆，因此拓扑结构类似于带分支线的总线系统。在这种情况下该环自动闭合在网段的最后一个从站上，数据通过每个设备附加的接口线路返回。 所以允许在网络上增加或移去设备。
规定了两种媒体附属单元(MAU)变型：
-基于双绞线媒体的RS422,根据拓扑结构速率最高达16Mbit/s; -光纤媒体,速率最高达 16 Mbit/s。
根据拓扑，总线设备的物理层包括一个或几个MAU。为了在一个电缆上实现环形结构，从站至少有 2个 MAU。 4.4数据链路层(DLL) 4.4.1概要
DLL协议提供优化的、并发的交换固定长度的输入/输出数据（过程数据通道)和可变长度的分段
3 GB/Z 29619. 1--2013
信息（参数通道）。它使用一个集总顿来全双工交换数据。这个特定协议满足现场总线应用中非常重要的两种需要。第一是网络具有在确定的时间内以一一致的路径扫描输人/输出数据的能力；第二是具有高的协议效率，在同样的传输率下它要大大高于那些面向报文通信系统的传输效率。
对总线段上每个从站来说，根据它在顿中的数据宽度确定一个固定的时间片。数据包的顺序是按照连接从站的物理顺序。周期数据(过程数据)和非周期数据(参数数据)同时传输。从站的参数数据在集总顿中使用的固定长度为2、4或8个八位位组,较长的报文(PDU)由DLL分割。所以顿长度对一个给定的配置是不变的，也不会受到报文传输的影响。
一个传输周期由主站启动并以一定的数据序列开始，这包括后面跟着输出数据的回送字。输出数据由主站送给从站，输人数据并发地由从站送到主站。在集总输出后所有输出数据都正确地送人相应的设备中。
后继的 32 位长的顿校验序列用于校验传输的数据。它由一个 16 位 CRC多项式来实现。由于采用点对点结构，差错校验机制总是发生在两个设备之间。由顿校验序列控制，交换和比较在所有设备中同时执行。因此全顿只需要一个CRC校验字。第二个16位用于传送校验和的状态。如果校验和状态表明无差错，则给出缓冲接收指示。
从站和总线耦合器都有一个设备代码，它包含这个设备的基本通信能力。包括通信通道、过程数据和/或参数通道支持能力，以及在集总顿中占有的位（数据宽度）。主站使用标识周期去读所有连接设备的设备代码，以确定当前配置。
GB/Z29619.3规定了数据链路层用户可使用的数据链路层服务，并在GB/Z29619.4中规定了相应协议。数据链路层(DLL)由三个子层组成：媒体访问控制（MAC)、基本链路层（BLL)和外围设备数据链路(PDL)。 4.4.2媒体访问控制（MAC)
媒体访问控制子层是DLL的一部分，控制设备之间媒体上数据的安全传输。为了使数据传输安全可靠，MAC子层按照 CRC多项式形式计算发送的 DLPDU的校验和，并通过数据链路接口传送到物理层。反之,MAC子层按照 CRC多项式形式计算接收的DLPDU 校验和,并将它与接收到的校验和相比较。主站与从站MAC子层的功能是不同的。从站只将目的为本从站的低层接收的数据传送给 MAC 用户。所有其他数据被送回子层，传递给下个从站。在总线主站，MAC用户传送所有数据给从属层,反之亦然。 4.4.3＇基本链路层（BLL)
基本链路层(BLL)是 DLL负责控制总线访问的部分。在周期方式时，主站 BLL必须接收来自较高子层的输出数据，将它传递到 MAC子层（2a子层），同时以一种安全的方式将来自 MAC的输人数据传递到 BLL用户。在 OSI模型中 BLL是数据链路层 2b 子层。 4.4.4外围设备数据链路(PDL)
外围设备数据链路是OSI参考模型的数据链路层2b子层，为发送过程数据（过程数据通道）提供用户服务，也为发送数据块(参数通道)提供服务。发送过程数据的服务允许非常有效和快速地发送过程相关的数据，如一个总线主站和从站之间的设定值和实际值。通常，过程数据具有简单的结构，但处于高度动态和更新之中。发送数据块的服务允许发送参数。 4.5应用层（AL) 4.5.1概要
应用层为通信双方提供访问通信对象的服务。这些服务采用下列方法以允许远程应用之间交互
4 GB/Z 29619. 1--2013
作用：
一定义应用资源(对象)的抽象模型，可以由用户通过使用AL服务处理； -每个 AL服务关联的原语（AL和 AL用户间交互作用)；一每个原语关联的参数; 每个服务原语有效顺序间的相互关系。 这些服务可以通过 INTERBUS过程数据通道或参数通道发送。虽然这些服务从应用的角度规定
了请求和响应是如何发布和传递的，但并未包括如何进行请求和响应应用的规范。
GB/Z29619.5定义了所提供的服务，GB/Z29619.6定义了对应的AL协议。 4.5.2数据的周期发送(过程数据通道)
过程数据通道允许非常有效和高速地传输与过程相关的数据，例如一个主站和从站之间设定值和实际值。通常，过程数据通道发送的数据都有一个简单的结构,但处于高度动态和更新之中。通过过程数据通道，应用程序可以直接访问 DLL。过程数据通道是 DLL 的个用户，所以使用 DLL 提供的服务。
对数据的周期发送,INTERBUS 使用推式发布者/预订者模式高效地传送数据。相应的应用关系协议机制（ARPM)为“网络调度单向缓冲”(BNU)。 4.5.3非周期发送（参数通道）
与过程数据通道并行，参数通道以非周期方式在两个通信伙伴间传送复杂结构数据。在参数通道中传递的数据对动态响应无要求，而且传输很少发生。它通常用于参数的初始化。
对数据的非周期传输 INTERBUS使用客户/服务器通信模式，主站和从站都可以做为客户或服务器。为非周期传输提供的两种 ARPM：“具有流量控制的用户发起双向队列式”(QUB-FC)和“透明模式用户发起双向队列式”(QUB-TM)。
5通信行规
5.1 综述
根据 INTERBUS 规范,确定了三种预定义的通信行规。每一种通信行规都提供一组完善的规定和附加限制,以保证 INTERBUS 设备能互操作。对一个独特的设备要进-步选择服务、参数和参数值。
三种被定义的通信行规为：
行规6/1 行规 6/1 定义了一般标准 INTERBUS行规。这个行规包括 AL、DLL和 PhL服务的选择以及符
合 INTERBUS应用访问的协议定义。
行规6/2 行规 6/2扩充了行规 6/1 的非周期数据交换能力。它规定通过 AR-Send-Data-Acknowledge 透明
访问 INTERBUS 设备。它适合带有其他协议栈如 TCP/IP和基于 TCP/IP 应用程序的设备。该协议栈使用 AR-Send-Data-Acknowledge 而不影响行规定义。
行规6/3 行规6/3使用一个简化的服务组，用于非周期数据交换，适合有限资源的 INTERBUS设备使用。 符合通信行规的主站或从站设备，依据 CP 标识符可以进一步细分。CP 标识符见表 1。
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