全分布式工业控制网络第1部分：总则

全分布式工业控制网络第1部分：总则

国家标准 GB/36417.1一2018 全分布式工业控制网络第1部分:总则 Fully-distributedindustrialeontrolnetwork一Part1:General 2018-06-07发布 2019-01-01实施 国家市场监督管理总局 发布 币国国家标准化管理委员会国家标准
GB;/T36417.1一2018 目 次 前言 范围 2 规范性引用文件 术语和定义 缩略语 全分布式工业控制网络架构 基本要求 6.1网络拓扑要求 6.2通信协议要求 性能要求 7.1可确定性要求 7.2可信性要求 附录A(资料性附录)工业通信协议中文解释 参考文献
GB;/T36417.1一2018 前 言 GB/T36417《全分布式工业控制网络》分为4个部分 第1部分:总则; 第2部分;术语 第3部分:接口通用要求; -第4部分:异构网络技术规范 本部分为GB/T36417的第1部分 本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 本部分由机械工业联合会提出 本部分由全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会(SAC/TC124)归口 本部分起草单位:科学院沈阳自动化研究所、机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、中车青 岛四方机车车辆股份有限公司、广州科学院沈阳自动化研究所分所、罗克韦尔自动化()有限公 司.深圳万讯自控股份有限公司、电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司,东北大学、东风设计 研究院有限公司、重庆邮电大学、工程物理研究院动力部,菲尼克斯电气(南京)研发工程中心有限 公司、西门子()有限公司、上海自动化仪表有限公司、施耐德电气()有限公司、云南云电同方科 技有限公司、电信股份有限公司上海研究院、陕西鼓风机集团)有限公司、东莞思谷数学科技有限 公司、上海斗文计算机系统集成工程有限公司、航空工业集团公司北京航空精密机械研究所、贝加 莱工业自动化()有限公司 本部分主要起草人:于海斌、曾鹏、刘阳、李栋、俞雪婷、柳晓菁、昌任远、柳少华肖金超、华辩 成继勋、张晋宾、姚红良、游和平,黄庆卿、魏曼、李云、,张龙、许斌、张庆军、王勇,张玉龙、邓安明,王艺、 常洁、路建强、王瑜辉、楼志斌、周才池、李静、王谨秋
GB;/T36417.1一2018 全分布式工业控制网络第1部分:总则 范围 GB/T36417的本部分规定了全分布式工业控制网络架构,基本要求,性能要求及信息安全要求 本部分适用于离散制造行业和过程行业的全分布式工业控制网络的规划和构建 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/T222392008信息安全技术信息系统安全等级保护基本要求 GB/T36417.22018全分布式工业控制网络第2部分;术语 IEC62264-1 企业控制系统集成第1部分:模型和术语Enterprise-controlsystenm integration一Partl1:Modelsandterminology commmunicationnetworks IC61784(所有部分工业通信网络(Industrial IEC62591 工业通信网络 无线通信网络和通信协议 wireessHARTIndustrial communicationnetworksWirelesscommunicationnetworkandcommunicationprofilesWire lessHART IEC62601工业通信网络现场总线规范wIA-PA通信网络和通信协议(Industrialcommuni cationnetworksFieldbusspecificationsWIA-PAcommunicationnetworkandcommunicationpro fle) 工业通信网络无线通信网络和通信协议IsA100.1la(Industrialnetworks IEC62734 wirelesscommunicationnetworkand lesISA100.1la lcommuniceaionprofile 工业网络无线通信网络和通信协议wIAFA(Industrialnetworks-wireless IEC62948 ommuniceationnetworkandcommunieationprofle一wIAFA 术语和定义 GB/T36417.22018界定的以及下列术语和定义适用于本文件 为便于使用.以下重复列出了 GB/T36417.2一2018中的一些术语和定义 3.1 网络network 对各个实体及其互联所作的一种安排 [GB/T5271.18一2008，定义18.01.01] 3.2 网络拓扑networktopolog 对网络中的分支和节点的略图式安排
GB/T36417.1一2018 [GB/T5271.18一2008，定义18.01.04] 3.3 分布式网络distributednetwork -种分布式计算网络系统,具有较高的可靠性,且网络易于扩充 [GB/T36417.2-2018，定义2.6] 3.4 工业控制系统(IS)industrialcontrolsystem 由执行计算和工业控制的主机、装置和设备集成在一起,用来控制工业生产、传输或分配的系统 [IEC/PAs62443-3:2008，定义3.1.28] 3.5 工业控制网络(ICN)industrialcontrolnetwork 连接ICS设备的网络， 个工厂可能同时存在不同的ICN,它们可能与远程设备和工厂外部资源相 连接 [GB/T36417.2一2018，定义2.8] 3.6 全分布式工业控制网络ful-dlistributedindustrialcontrolnetwork 连接分布在企业/工厂不同地点(如车间、工段、单元等)的Ics设备,用于完成控制(包括现场回路 控制、监测和管理的信息交互,满足工业应用确定性、可信性、安全性要求的工业控制网络 [GB/T36417.2-2018，定义2.12] 3. ministicdelhay 确定性时延detern 除非出现失败或者干扰,与网络流量无关的、端到端时延具有最大范围的一种通讯系统特点 [[IEC61850-90-12;2015,定义3.1.12] 3.8 安全域seeurityzone 具有相同安全要求的逻辑资产或物理资产的集合 [GB/T36417.2一2018，定义2.10叮 3.9 边界boundary 软件,硬件或者其他物理屏障,限制进人系统或者部分系统的软件,硬件或者其他物理屏障 [GB/T36417.2一2018，定义2.11] 缩略语 下列缩略语适用于本文件 ERP企业资源计划(EterpriseResourcePlanming) FI;现场总线接口(FieldbusInterface CN:工业控制网络(IndustryControlNetwork IcS:工业控制系统(IndustrialControlSystem)
GB;/T36417.1一2018 全分布式工业控制网络架构 本部分网络架构的说明基于IEC62264功能层次模型(见IEC62264-1)进行 在IEC62264的功能层次模型中,将功能层级划分为l.evel0,Level1,Level2level3和level4 五个层次,各层次分别为 Level0;定义了实际的物理过程 Level1:;定义了对物理过程感知和操作的生产活动 L.evel2;定义了对物理过程的监控活动 Level3;定义了生产期望最终产品的工作流,包括记录维护,生产调整 L.evel4;定义了生产所需业务相关的活动,生产相关的活动包括建立生产安排(如材料的使用、交 付、运输、库存等级的确定和确保原料及时、正确的送达 功能层次模型见图1(各层级的具体分工见IEC62264-1) Leed4 业务计划和物流 来生产来杜都使用.运输 确定库存等级、操作管理等 管理 实时性 工厂生产调度 月、周、 日 运行管理等 Level3: 工作流处方控制来生产期望的终端产品 制遗运行和控制 维护记录和优化生产过程，调度生 细 分派生产、详细的生产调 化生产调度过程，保证可靠性等 度、可靠性保障等 实时性 日 工作班时、小时、分钟、秒 Leel2 监控，管理控制和自动控制生产过程 实时性 离散控 小时、分钟、秒 连续控 批控制 制 .eve1: 传感数据采集和生产过程控制 实时性 秒、亚秒 Leve0: 实际的生产过私 图1功能层次模型 全分布式工业控制网络是一个随着场景变化可以动态调整的网络,主要与场景,功能的分布层次相 关 全分布式工业控制网络架构见图2 按照当前工业应用场景功能的划分,结合工业网络技术的发 展趋势,全分布式工业控制网络的发展是逐步变化的,可分为三种类型,其中 a 类型I;该类型全分布式工业控制网络采用三层网络架构,对L.evel1到level2层进行网络整 合/集成,保持level3,level4层网络的分层,各层之间以接口的形式实现信息的互联与集成
GB/T36417.1一2018 适用于较传统的工业控制网络; b 类型l;该类型全分布式工业控制网络采用部分扁平化的网络架构,将l.evel1到level3层级 网络融合在同一个层级的网络中,各层之间以接口的形式实现信息的互联与集成 适用于传 统工业控制网络的升级改进， 类型:该类型全分布式工业控制网络采用完全扁平化的网络架构,拆除ISA95功能模型中 各层级对应的网络划分,将Level1到level4的分层网络融合在同一个网络中,从而实现从底 层L.evel1到顶层L.evel4如ERP系统")的全面互联与集成 注:ERP系统”表示ERP系统中与全分布式工业控制网络相关的子系统 Level4 leel3 Level2 L.cvel lLevel0 类型！ 类型I 类型m SA95层次模型 全分布工业控制网络模型 图2全分布式工业控制网络架构 6 基本要求 6.1网络拓扑要求 全分布式工业控制网络中的网络拓扑可以为星形拓扑、总线型拓扑、环形拓扑、树形拓扑、网型拓扑 以及混合型网络拓扑 6.2通信协议要求 全分布式工业控制网络中的通信协议可以采用IEc61784、IEc62591、IEc62601、IEc62734、 IEC62948定义说明的各类通信协议,各标准包含协议内容说明如下 在IEc61784中定义的下列类型现场总线 FoundationFieldbus CIP; PROFIBUs. P-NET; worldFIP; INTERBUS; CC-ILink;
GB;/T36417.1一2018 HART; -Modbus; SERC(OS; MECHATRoL.INK IEC制定的下列无线现场总线标准: -IEC62591:wirelessHART; EC626o1wIA-PA EC62734:ISsA100.1la -IEC62948:W1A-FA IEC61784中定义的下列工业以太网类型 EtherNet/IP; PROFINET:; PNETonlIP CC-LinkIE; Vnet/IP; EtherCAT EthernetPOwERLINK EPA; -Modbus/TCP; SERCOSIIl; RAPIEnet; MECHATROLINK-IIm 随着工业网络技术的发展,全分布式工业控制网络的通信协议不仅限于上述协议 注上述全分布式工业控制网络可采用的通信协议的中文解释参见附录A 性能要求 7.1可确定性要求 在全分布式工业控制网络中,根据不同应用场景,对可确定性要求分为两类,分别为弱确定性时延 要求和强确定性时延要求,适用区域如下 弱确定性时延要求:适用于信息集成和确定性时延较低要求的自动化应用区域,如全分布式工 业控制网络的终端设备与ERP系统”应用的通信; 强确定性时延要求,适用于信息互连和确定性时延要求较高的工厂自动化应用区域.如全分布 式工业控制网络中各子网或终端间数据通信,网络传输时延宜小于10ms;或100个节点下的 伺服运动控制应用场合,网络传输时延宜小于1 mS 7.2可信性要求 全分布式工业控制网络的可信性要求包括对全分布式工业控制网络的功能/能力的要求,检查方法 见表1
GB/T36417.1一2018 表1可信性检查表 功能/能力 检查方法 的检查项目 描述全分布式工业控制网络如何诊断内部故障及保证在故障情况下的运行安全 可能执行的诊 断机制 1,闪存故障; 2.无空闲时间 3.参比电压故障; 4.驱动电流故障; 5,辅助传感器放障 工业控制网络设备可能提供以下信息， 全分布式工业 1.I/o处理器错误 控制网络诊断 2.输出不运行; 3.静态参数丢失; 4.校准数据读数错误 检查执行哪种诊断 .在线自动、连绩或间断 2,在线由用户启动; 3.离线 制造商是否提供检测内部故障的覆盖率 全分布式工业控制网络是否侦测由不正确或无意识的操作和维护行为导致的错误和故障,如: l.接插件接错位置; 2.执行了不完整或不正确的启动过程; 侦测误操作 3.进行机械调整时碰触到临近零件造成短路 4.网络设备置于不正确的安全保护登记; 5,电源线、接插件、印刷电路板反接 可以分为两类报警 l.过程报警 报警设置可由用户调整; 报警 2.自测试报警 这类报警通常是用户不可更改的 检查报警是自动在线产生,或仅当用户要求时,或以其他方式产生 列出制造商指定的维护级别部件的更换、整个设备的更换) 确定维护所需的时间 维护需要什么工具 可维护性 列出预防和预测性维护的程序 是否执行判断全分布式工业控制网络运行退化的措施和算法 平均故障修复时间MTTR 提供平均故障间隔时间的数值和来源 1.公开数据库; 可靠性 2.现场经验 是否提供或有可供选择的全部冗余 平均无故障时间MTBF
GB;/T36417.1一2018 附 录 A 资料性附录 工业通信协议中文解释 FoundationFieldbus， 专有名词 CIP 专有名词 PROFIBUS: 专有名词 PNET: 专有名词 worldFIP 专有名词 NTERBUS 专有名词 CC-Link: 专有名词(Control ol&.CommunicationLink HART: 专有名词 Modlbus， 专有名词 SERcOS 专有名词(SerialRealTimeCommuniceation Speeification,串行实时通 信协议 MECHATROLINK: 专有名词 wireessHART 专有名词 WIA-PA lessNetworkfor rialAutomation-ProcessAuto 专有名词(wirele hmdusn mation,用于过程自动化的工业无线网络 WIA-FA 专有名词(wirdlessNetworkorlndustrialAutomaionFactoryAuto mation,用于工厂自动化的工业无线网络 ISA100.1la 专有名词 EtherNet/IP: 专有名词(EtherNet/IndustrialProtocol PROFINET 专有名词 PNETonIP 专有名词 专有名间 CC-LinkIE 专有名间 Vnet/IP: 专有名间 EtherCAT EthernetPOWERLINK 专有名间 EPA: 专有名词(EthernetforPlantAutomation Modbus/TCP 专有名词 SERCOSIII: 专有名词
GB/T36417.1一2018 考文献 参 [1]GB/T5271.18一2008信息技术词汇第18部分;分布式数据处理 forindustrial [2]IEC'/PAs62448-3;2008Security lprocessmeasurementandcontrol一Part3: Networkand systemsecurity IEC61850-90-12:2015 Communicationnetworksand for [3 powerutility automa systems tionPart90-12wWideareanetwork engineringsadedline

深入了解全分布式工业控制网络第1部分：总则GB/T36417.1-2018

在现代工业生产过程中，随着信息技术和通信技术的快速发展，全分布式工业控制网络作为一种新型的智能化生产技术，越来越广泛地被应用于各行各业。

全分布式工业控制网络是指通过分布式计算、分布式存储、分布式传感器和分布式执行机构等手段，实现对生产流程的全面监测和调控。与传统的集中式控制网络相比，全分布式工业控制网络具有分布式性、自治性、弹性和鲁棒性等优势。

而GB/T36417.1-2018则是全分布式工业控制网络的技术规范标准之一，其中主要涉及全分布式工业控制网络的总则。该标准规定了全分布式工业控制网络的术语和定义、应用领域、功能要求、技术要求、测试方法、标志、包装、运输和贮存等方面的内容。

其中，全分布式工业控制网络的功能要求主要包括以下几个方面：数据采集与传输、控制指令下发与执行、应急措施、系统自诊断与维护等。而在技术要求方面，则包括网络拓扑结构、通讯协议、信息安全、容错性和伸缩性等方面。

此外，该标准还明确了全分布式工业控制网络的测试方法和标志要求。其中，测试方法主要包括网络连接测试、功能测试、性能测试和可靠性测试等方面；而标志要求则包括网络拓扑图、节点列表、通讯协议、应用软件和硬件等方面。

总之，全分布式工业控制网络是现代工业生产中不可或缺的一种技术手段，而GB/T36417.1-2018则为全分布式工业控制网络提供了技术规范标准，为相关企业和机构提供了重要的技术支持和保障。

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