T/ZIIC 00 4-2021 中关村工业互联网产业联盟 团体标准 Zhongguancun industrial Internet Industry Alliance Group standard 并行TSN的EtherCAT通信规范 EtherCAT Communication Profile in Concurrent with TSN 2021-12-20发布 2021-12-20实施 中关村 工业互联网产业联盟 发布 全国团体标准信息平台 中关村工业互联网产业联盟团体标准 T/ZIIC 00 4-2021 I 目 次 前言 ................................ ................................ ................ II 引言 ................................ ................................ ................. I 1 术语与定义 ................................ ................................ ........ 1 1.1 定义 ................................ ................................ ............ 1 1.2 缩略语 ................................ ................................ .......... 1 2 范围 ................................ ................................ .............. 3 2.1 TSN 标准 ................................ ................................ ......... 3 2.2 EtherCAT 与IEEE802.1 网络的结合 ................................ .................. 4 2.3 基本原理 ................................ ................................ ......... 4 3 并行TSN的EtherCAT 通信规范 CP 12/3 ................................ ................. 5 3.1 总述 ................................ ................................ ............. 5 3.2 EtherCAT 设备协议中以太网协议字段和标识的运用 ................................ ..... 7 3.2.1 EtherCAT 设备协议（ EDP）标识元素 ................................ ................ 7 3.2.2 EtherCAT 流量标识 ................................ ............................... 8 3.2.3 EtherCAT 网络标识 ................................ ............................... 8 3.2.4 EtherCAT 数据流选择器 ................................ ........................... 9 3.2.5 EtherCAT 网段和寻址的用法 ................................ ....................... 9 3.3 以太网协议字段和 EAP标识的运用 ................................ .................. 10 3.3.1 EtherC AT自动化协议（ EAP）标识元素 ................................ ............. 10 3.3.2 EtherCAT EAP 服务器标识 ................................ ........................ 11 3.3.3 EtherCAT 数据流选择器 ................................ .......................... 11 3.3.4 EAP 组 ................................ ................................ ......... 12 3.4 设置EtherCAT 网段数据流适配器并集成至网桥的流程 ................................ . 12 全国团体标准信息平台 中关村工业互联网产业联盟团体标准 T/ZIIC 00 4-2021 II 前 言 本标准分为 3个部分： ——术语与定义 ——范围 ——并行TSN的通信规范 CP12/3 本标准起草单位： 北京东土科技股份有限公司、 中国科学院沈阳自动化研究所 本标准主要起草人： 薛百华、杨志家、汪扬 本标准为首次发布。 全国团体标准信息平台 中关村工业互联网产业联盟团体标准 T/ZIIC 00 4-2021 III 引 言 本标准是系列标准之一 ——以便于工业控制系统中通信网络的运用。 其间行规满足工业自动化市场的目标：以甄别实时以太网 （RTE）的通信网络。其间行规致力于确 定实时以太网 RTE的范畴，避免不同通信网络实现版本之间的南辕北辙。且其间行规仅限于参考 IEEE 802.3和IEEE 802.1 标准，以构建工业应用的主干基础设施。在本文档中不涉及应用层。 注意：目前并不存在唯一的 IEEE 802.1 标准。IEEE 802.1 标准委员会已经发布了该标准的多个版 本，本文档所采用的乃是行业默认的 IEEE 802.1 标准。 面向多种不同要素的异构网络需求 ——控制器与控制器之间的工业通信，以及一组现场设备之间 的通信——只要采用以太网技术，便可一并运用 IEEE 802.1 技术。然后，这种技术打包也可能会不尽如 人意——导致工业通信自动化网络丧失其所需的“现场”特性，包括： - 实时性 - 现场设备 (例如：驱动器 )的同步行动 - 高效、高频的微小数据记录的交换 - 可靠性与可得性。 其间行规充分利 用了确定的传输带宽和网络跨度，以改善以太网；并使得 EtherCAT 网段可适用化。 全国团体标准信息平台 中关村工业互联网产业联盟团体标准 T/ZIIC 00 4-2021 1 并行TSN的EtherCAT 通信规范 1 术语与定义 1.1 定义 就本文档中的术语和定义，来自 IEC 61158 系列、 IEC 61784 系列、 ISO/IEC 8802 -3、IEEE 802.1 系 列，以及以下术语和定义。 EtherCAT 网段 参照 CP 12/1或CP 12/2，连接的一组 EtherCAT 从站，其中一个从站能被连接至一个主站。 IEEE 802 网络 在数据链路层连接局域网 LAN或局域网 LAN端点的通 信设施。在 IEEE 802.1 规范中描述了网络元素 （网桥）的转发流程。 1.2 缩略语 就本文档中的术语，定义和缩略语，来自 IEC 61784 - 2-12 条款 3, 和IEEE 802.1 系列。 ADS Automation Device Specification 自动化设备规格 AoE ADS over EtherCAT EtherCAT 自动化设备规格 CP Communication Profile 通信行规 CPF Communication Profile Family 通信行规家族 DA Destination Address of an Ethernet frame 以太网帧的目的地址 DLS Data -Link Service (as a prefix) 数据链路服务（作为前缀） EAP EtherCAT Automation Protocol EtherCAT 自动化协议 EDP EtherCAT Device Protocol