GB/Z 19219-2003工業(yè)自動(dòng)化時(shí)限通信體系結(jié)構(gòu)時(shí)限通信系統(tǒng)的用戶需求和網(wǎng)絡(luò)管理

ICS25.040.40J07中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)化指導(dǎo)性技術(shù)文件GB/Z19219—2003/ISO/TR13283：1998工業(yè)自動(dòng)化時(shí)限通信體系結(jié)構(gòu)時(shí)限通信系統(tǒng)的用戶需求和網(wǎng)絡(luò)管理Industrialautomation--Time-criticalcommunicationsarchitectures--Userreguirementsandnetworkmanagementfortime-criticalcommunicationssystems（ISO/TR13283:1998.IDT)2003-06-26發(fā)布2004-01-01實(shí)施中華人民共和國發(fā)布國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局

GB/Z19219-2003/1SO/TR13283：1998三次前言ISO前言引言1范圍2規(guī)范性引用文件2.1引用標(biāo)準(zhǔn)2.2開發(fā)中的文件3術(shù)語和定義3.1TCCA術(shù)語3.2OSI基本參考模型術(shù)語3.3服務(wù)約定術(shù)語3.4開放分布處理基本參考模型術(shù)語3.5QoS基本框架結(jié)構(gòu)術(shù)語3.6TCNM術(shù)語·….….4時(shí)限通信系統(tǒng)的用戶需求4.14.2事務(wù)模型4.3用戶控制……104.4開放的集成問題有關(guān)定時(shí)的問題·4.54.6體系結(jié)構(gòu)的考慮……4.7TCCS和OSI…4.8TCCA的網(wǎng)絡(luò)管理4.9TCCN中的網(wǎng)絡(luò)管理「CCA中網(wǎng)絡(luò)管理的QoS需求55.1引言………………..…………·5.2網(wǎng)絡(luò)管理需求6TCNM的QoS模型6.16.2體系結(jié)構(gòu)原理……6.3QoS需求流836.46.5（N)-子系統(tǒng)與TCNM間的QoS數(shù)據(jù)流TCCA的QoS特性7.1引言……7.2QoS特性8TCNM中的QoS管理功能

GB/Z19219-2003/ISO/TR13283：19988.2QoS管理活動(dòng)的階段：：358.3QoS管理功能……TCCA中網(wǎng)絡(luò)管理的方法和機(jī)制379.19.2網(wǎng)絡(luò)管理方法和機(jī)制……31附錄A（規(guī)范性附錄）縮略語

GB/Z19219-2003/ISO/TR13283：1998本標(biāo)準(zhǔn)化指導(dǎo)性技術(shù)文件等同采用ISO/TR13283:1998《工業(yè)自動(dòng)化時(shí)限通信體系結(jié)構(gòu)時(shí)限通信系統(tǒng)的用戶需求和網(wǎng)絡(luò)管理)。ISO/TR13283:1998是由ISO/TC184/SC5/WG2“通信與互連”工作組起草制定的。TC184/SC5/WG2下設(shè)了一個(gè)專門工作小組，負(fù)責(zé)研究對時(shí)限通信體系結(jié)構(gòu)特別是對中間網(wǎng)絡(luò)的需求.并提出了此項(xiàng)技術(shù)報(bào)告。自動(dòng)化工廠是利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)分布式控制的。這種應(yīng)用場合中的通信系統(tǒng)，除要具有網(wǎng)絡(luò)的普通性能外.還應(yīng)具有解決惡劣條件下產(chǎn)生的各類問題的性能。在這樣的系統(tǒng)中.時(shí)間是一個(gè)很重要的因素。目前現(xiàn)場總線在自動(dòng)化工廠普遍推廣應(yīng)用.但在CIM和控制設(shè)備中.通用企業(yè)網(wǎng)(MAP)和現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)之間往往也需要有一個(gè)中間網(wǎng)絡(luò).這種網(wǎng)絡(luò)既能保證實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)傳輸(特別是時(shí)限信息）又可實(shí)現(xiàn)在遠(yuǎn)距離、條件差的環(huán)境下的運(yùn)行操作。這種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)大容量的數(shù)據(jù)傳輸和時(shí)限信息的傳輸，同時(shí)也應(yīng)支持實(shí)現(xiàn)應(yīng)變的各種方法。提出這種網(wǎng)絡(luò)需求以及為滿足這些需求應(yīng)采取的管理辦法，是本指導(dǎo)性技術(shù)文件的制定目的。該指導(dǎo)性技術(shù)文件是工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的一個(gè)重要技術(shù)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。本指導(dǎo)性技術(shù)文件的目的意義、好處與形成依據(jù)已在ISO前言引言中說明。本指導(dǎo)性技術(shù)文件的主要內(nèi)容包括.第1章：范圍：第2章：規(guī)范性引用文件;第3章：術(shù)語和定義：第4章：時(shí)限通信系統(tǒng)的用戶需求：第5章：TCCA中網(wǎng)絡(luò)管理的QoS需求：第6章：TCNM的QoS模型；第7章：TCCA的QoS特性：第8章：TCNM中的QoS管理功能;第9章：TCCA中網(wǎng)絡(luò)管理的方法和機(jī)制；附錄A：縮略語。隨著信息技術(shù)的發(fā)展和我國入世的實(shí)際需要，積極采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)已成為我國一項(xiàng)重大技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。所以本指導(dǎo)性技術(shù)文件等同采用了ISO/TR13283：1998制定我國國家標(biāo)準(zhǔn)。正文的制定遵循了對應(yīng)采用原則，技術(shù)內(nèi)容和條款與ISO/TR13283:1998標(biāo)準(zhǔn)基本相同.不同之處是針對文本中英文縮寫詞太多.所以增加了附錄A縮略語,以便標(biāo)準(zhǔn)的閱讀和使用。編排格式遵照GB/T1.1—2000《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則》.在范圍、引用標(biāo)準(zhǔn)等章節(jié)中刪除了個(gè)別不符合我國標(biāo)準(zhǔn)的字句。為了便于標(biāo)準(zhǔn)的使用，本指導(dǎo)性技術(shù)文件“目次”保留了ISO/TR13283:1998的細(xì)目。1該指導(dǎo)性技術(shù)文件對推動(dòng)我國制造業(yè)信息化標(biāo)準(zhǔn)化和提高企業(yè)系統(tǒng)集成水平有重要指導(dǎo)作用。本指導(dǎo)性技術(shù)文件的附錄A為規(guī)范性附錄。本指導(dǎo)性技術(shù)文件由中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出本指導(dǎo)性技術(shù)文件主要起草單位:北京機(jī)械工業(yè)白動(dòng)化研究所。本指導(dǎo)性技術(shù)文件由全國工業(yè)白動(dòng)化系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口本指導(dǎo)性技術(shù)文件主要起草人：黎曉東、魏文娟、郝淑芬、許瑩。

GB/Z19219-2003/ISO/TR13283：1998ISO前言ISO(國際標(biāo)準(zhǔn)化組織)是一個(gè)世界性國家標(biāo)準(zhǔn)團(tuán)體（ISO成員)的聯(lián)合機(jī)構(gòu)。國際標(biāo)準(zhǔn)的制定工作通常由ISO技術(shù)委員會(huì)完成。對技術(shù)委員會(huì)所設(shè)立的項(xiàng)目的感興趣的每個(gè)成員國都有權(quán)參加該委員會(huì)。與ISO有協(xié)作關(guān)系的國際組織、官方和非官方)也參與這些工作。ISO在電氣技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的各個(gè)方面與國際電工委員會(huì)（IEC)密切合作。ISO技術(shù)委員會(huì)的主要任務(wù)是制定國際標(biāo)準(zhǔn)。。在特殊情況下，技術(shù)委員會(huì)可以建議出版下述任何-種形式的技術(shù)報(bào)告：-第一種形式，雖經(jīng)多次務(wù)力，國際標(biāo)準(zhǔn)的出版工作仍得不到必要的支持第二種形式,當(dāng)某個(gè)項(xiàng)目仍處在技術(shù)開發(fā)之中.或者由于其他原因，有可能在將來，而不是現(xiàn)在·就某個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議，第三種形式，當(dāng)某個(gè)技術(shù)委員會(huì)已從作為正式出版的國際標(biāo)準(zhǔn)上收集到了不同類型的數(shù)據(jù)（例如“最新發(fā)展”)時(shí)。第一種和第二種形式的技術(shù)報(bào)告,在出版后三年內(nèi)就得審查決定它是否可以變成國際標(biāo)準(zhǔn)。第三種形式的技術(shù)報(bào)告不需要審查，直到它們所提供的數(shù)據(jù)被認(rèn)為不再有效或無用。ISO/TR13283是第三種形式的技術(shù)報(bào)告，由ISO/TC184技術(shù)委員會(huì)(工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)和集成）SC5分會(huì)(體系結(jié)構(gòu)和通信)準(zhǔn)備。很明顯地可以看出，按現(xiàn)在這種形式，ISO標(biāo)準(zhǔn)不能適應(yīng)時(shí)限通信。已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)至今主要用于通信，還不能為時(shí)限通信提供相應(yīng)的性能和應(yīng)變能力，特別是在時(shí)限和非時(shí)限通信共存的情況下。特別在許多CIM和控制設(shè)備中，需要在通用企業(yè)范圍網(wǎng)(即MAP)和現(xiàn)場總線網(wǎng)之間有一個(gè)中間網(wǎng)絡(luò)。這種中間網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該既能傳輸大量數(shù)據(jù)和時(shí)限信息，又能跨越很長的距離和在不友善的環(huán)境下進(jìn)行操作。為此,在ISO/TC184/SC5/WG2下設(shè)立了一個(gè)專門小組，研究對時(shí)限通信體系結(jié)構(gòu)的需求，特別是對中間網(wǎng)絡(luò)的需求，這樣就可以就現(xiàn)場總線內(nèi)對時(shí)限通信的要求所做的工作有一些增補(bǔ)，同時(shí)也就此提出一個(gè)技術(shù)報(bào)告。在通信系統(tǒng)必須遵守所規(guī)定的時(shí)間窗口的地方.在管理時(shí)限通信網(wǎng)絡(luò)時(shí).就必須對其中內(nèi)一些要求加以考慮。本技術(shù)報(bào)告的第二部分是對這些需求的管理和支持。圖1給出與其他標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系。時(shí)限網(wǎng)絡(luò)管理(TCNM)只定義管理一個(gè)TCCS網(wǎng)絡(luò)所必須的一些附加需求，不對有關(guān)配置管理、會(huì)計(jì)、保密和事故管理等方面的系統(tǒng)管理加以描述，除非在支持時(shí)限方面對它們有特殊需要，也就是說，對TCNM的支持在很大程度上直接影響著性能管理,同時(shí)，對利用時(shí)限服務(wù)完成其功能的其他一些領(lǐng)域也會(huì)有影響。本技術(shù)報(bào)告的重點(diǎn)是弄清楚緊密幫合的控制系統(tǒng)的通信需求，以及對這些要求的管理和支持。這項(xiàng)工作是要對工廠信息網(wǎng)（MAP)方面所做的工作加以補(bǔ)充.而工廠信息網(wǎng)的特點(diǎn)是在信息處理器(小型計(jì)算機(jī))和控制處理器(專用控制器)之間具有大的吞吐量和大的打包服務(wù)能力。這項(xiàng)工作還要對識別傳感器網(wǎng)絡(luò)(現(xiàn)場總線)所做的工作加以補(bǔ)充.主要是為簡單的車間用傳感器、執(zhí)行裝置和其他設(shè)備提供一個(gè)不太復(fù)雜的接口。時(shí)限通信體系結(jié)構(gòu)是否要面向連接的.還是無連接的.這方面還沒有明確的一致意見。如果能滿足要求，兩種解決方式都可以。然而，某些要求可能滿足具有其他要求的某種解決方案。由于MMS使用了面向連接的對話層，所以即使網(wǎng)絡(luò)和傳輸層是無連接的.總的服務(wù)也可能是面向連接的

GB/Z19219-2003/ISO/TR13283：1998本技術(shù)報(bào)告總結(jié)了已由任務(wù)小組確認(rèn)的對時(shí)限通信系統(tǒng)的用戶需求，并對每個(gè)需求加以簡要的解釋，同時(shí)還給出了管理和支持這些需求的建議ODP的基本支持時(shí)限通信的系統(tǒng)的基木參考模型管理框老模型用戶需求架結(jié)構(gòu)GB/T9387.1對性能安全·會(huì)計(jì)·結(jié)構(gòu)形式·故障管理的而求服務(wù)柜架結(jié)構(gòu)的質(zhì)量時(shí)限通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)質(zhì)量方法和機(jī)制ISo/IECJTCI/SC2I圖1與其他標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系

GB/Z19219-2003/ISO/TR13283：1998TCCS的通用需求時(shí)限通信系統(tǒng)（TCCS)是一種通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它最適合于其順序和通信模式在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)動(dòng)態(tài)變化的通信。然而，這樣的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也應(yīng)支持預(yù)定的靜態(tài)通信順序。時(shí)限通信是具有特定有界時(shí)間窗口的通信.在這個(gè)窗口內(nèi)必須完成具有一定必然性的一個(gè)或幾個(gè)動(dòng)作。TCCS提供使時(shí)限信息和非時(shí)限信息共存的能力。在分布的時(shí)限應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)·圍繞網(wǎng)絡(luò)的有算法、數(shù)據(jù)和控制結(jié)構(gòu)。只有在通信系統(tǒng)提供確實(shí)優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，特別是有關(guān)時(shí)間制約和相干性等時(shí),這種分布才有可能實(shí)現(xiàn)。要知道·所有的TCC系統(tǒng)在應(yīng)變要求方面和其他的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是不相同的。時(shí)間限制越緊·應(yīng)變就是一個(gè)越加重要的要求·因?yàn)槿绻麛?shù)據(jù)流不被微小的故障所干擾·能滿足緊迫時(shí)間限制的網(wǎng)絡(luò)就需要有很大的應(yīng)變能力。TCC體系結(jié)構(gòu)在需要時(shí)應(yīng)遵守〇SI基本參考模型,滿足第四章所確定的用戶需求?，F(xiàn)在的OSI標(biāo)淮并不能適應(yīng)時(shí)限通信，因?yàn)樗鼈儽緛淼哪康氖潜ＷC通用數(shù)據(jù)通信的傳輸，或者是滿足信息傳遞間的內(nèi)部通信要求。因此.現(xiàn)在的OSI模型和體系結(jié)構(gòu)需要修改和補(bǔ)充,以便支持TCC.TCCS的用戶需求白動(dòng)化工廠將網(wǎng)絡(luò)用于分布式控制應(yīng)用。這些應(yīng)用要求通信系統(tǒng)除能適應(yīng)正常的運(yùn)行外.還應(yīng)能適應(yīng)最壞情況下的運(yùn)行。在這種系統(tǒng)中，時(shí)間性非常重要。這種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該可以實(shí)現(xiàn)大量的數(shù)據(jù)傳輸和時(shí)限信息的傳輸.同時(shí)還應(yīng)該支持實(shí)現(xiàn)應(yīng)變的各種方法。如果需要,利用一個(gè)連接裝置就可很容易地使TCCS和主要的工廠數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)接口。由于要在非常奇刻的環(huán)境下運(yùn)行.需要高可靠的媒介和信號傳輸方法·因此，必須要有非常低的位錯(cuò)率和最少的中繼。用戶應(yīng)能定義通信的優(yōu)先次序和控制出錯(cuò)恢復(fù)機(jī)制。網(wǎng)絡(luò)管理功能應(yīng)該能分配資源、控制對TCC組的訪問，發(fā)現(xiàn)潛在的故障和已有的故障等。已確認(rèn)的用戶需求應(yīng)該允許時(shí)間窗口的概念在OSI內(nèi)實(shí)現(xiàn)。圖2給出TCC體系結(jié)構(gòu)、特性或?qū)傩?、時(shí)間窗口和需要時(shí)限通信的應(yīng)用系統(tǒng)之間的關(guān)系TCCA的網(wǎng)絡(luò)管理按照服務(wù)條款，可以從TCCS的用戶需求中將網(wǎng)絡(luò)管理的需求提取并轉(zhuǎn)換過來。制定這些服務(wù)條款是為了在時(shí)限通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的工作情況動(dòng)態(tài)變化的環(huán)境下，滿足用戶規(guī)定的時(shí)間限制。從QoS基礎(chǔ)框架結(jié)構(gòu)的角度來看.QoS需求是表達(dá)部分或全部網(wǎng)絡(luò)管理需求的信息。當(dāng)QoS需求在各實(shí)體之間傳送時(shí)，可以通過QoS參數(shù)將其作為機(jī)制的一部分表達(dá)出來。這些信息與用于時(shí)限通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行的策略有很大關(guān)系。在某些時(shí)限應(yīng)用中·所有的用戶要求不一定都要滿足。為此,對于一個(gè)TCCA或一個(gè)TCCA中的網(wǎng)絡(luò)管理，不一定都要滿足所規(guī)定的所有網(wǎng)絡(luò)管理需求。這意味著可能允許一些類別.它們滿足這些需求的特定子集。本技術(shù)報(bào)告不討論這些類別。

GB/Z19219-2003/1S0/TR13283：1998-個(gè)TCCA結(jié)構(gòu)請求特性或?qū)傩孕枰?CC時(shí)間相干性等的應(yīng)用被使用被描述時(shí)間窗口圖2TCC體系結(jié)構(gòu)、特性、時(shí)間窗口和需要時(shí)限通信的應(yīng)用之間的關(guān)系

GB/Z19219-2003/ISO/TR13283：1998工業(yè)自動(dòng)化時(shí)限通信體系結(jié)構(gòu)時(shí)限通信系統(tǒng)的用戶需求和網(wǎng)絡(luò)管理1范圍本標(biāo)準(zhǔn)化指導(dǎo)性技術(shù)文件提出了系統(tǒng)支持時(shí)限通信系統(tǒng)的系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)管理的用戶需求。這種網(wǎng)絡(luò)管理是針對應(yīng)用過程中或各應(yīng)用過程之間在同等對同等或多同等通信中的時(shí)限通信體系結(jié)構(gòu)的。本指導(dǎo)性技術(shù)文件利用ISO/IECJTCI/SC21/WG7所開發(fā)的QoS基本框架的概念和術(shù)語·將支持時(shí)限通信的系統(tǒng)的用戶要求轉(zhuǎn)換成管理和支持時(shí)限通信網(wǎng)絡(luò)的QoS需求。本指導(dǎo)性技術(shù)文件還描述了時(shí)限通信系統(tǒng)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)管理的模型、特性和功能。本指導(dǎo)性技術(shù)文件針對用于離散零件制造應(yīng)用的時(shí)限通信系統(tǒng).然而.這些時(shí)限通信系統(tǒng)也可應(yīng)用在其他的場合，包括過程控制等本指導(dǎo)性技術(shù)文件著重討論事件驅(qū)動(dòng)應(yīng)用的時(shí)限通信系統(tǒng)。在這種事件驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中，通信的信息流和網(wǎng)絡(luò)配置動(dòng)態(tài)地變化。當(dāng)然·本指導(dǎo)性技術(shù)文件也可用于狀態(tài)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用,在這種應(yīng)用中通信模式和配置都是靜態(tài)的。2規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過在本指導(dǎo)性技術(shù)文件的引用而成為本指導(dǎo)性技術(shù)文件的條款。凡是注日斯的引用文件.其隨后所有的修改單(不包括勒誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本指導(dǎo)性技術(shù)文件.然而鼓勵(lì)根據(jù)本指導(dǎo)性技術(shù)文件達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件.其最新版本適用于本指導(dǎo)性技術(shù)文件。2.1引用標(biāo)準(zhǔn)GB/T9387.1-1998基本參考模型信息技術(shù)：開放系統(tǒng)互連第1部分：基本模型(idtISO/IEC7498-1:1994GB/T9387.4—1996信息處理系統(tǒng)開放系統(tǒng)互連基本參考模型第4部分：管理框架(idt1SO7498-4:1989）工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)GB/T16720.1-1996制造報(bào)文規(guī)范第1部分：服務(wù)定義(eqvISO/IEC9506-1:1990）工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)GB/T16720.2-1996制造報(bào)文規(guī)范第2部分：協(xié)議規(guī)范（eqvISO/IEC9506-2：1990）GB/T17142-1997信息技術(shù)開放系統(tǒng)互連系統(tǒng)管理綜述(idtISO/IEC10040:1992)GB/T17143.1—1997信息技術(shù)開