Electrical equipment of industrial machines - Serial data link for real-time communication between controls and drives

IEC/TR 61491:2010 presents an overview and guidance for IEC 61158, IEC 61784-1, IEC 61784-2 and IEC 61800-7 with respect to a real-time serial interface between the control unit and its associated devices, which is utilized to transmit periodic and non periodic data. This interface is intended to apply to industrial machines, such as machine tools, with multiple devices connected via this interface. This interface supports different operation modes. This first edition of the technical report cancels and replaces the second edition of IEC 61491, published in 2002. The changes are primarily to make reference to material that was moved to IEC 61158, IEC 61784 and IEC 61800-7 series of standards.

Equipement électrique des machines industrielles - Liaison des données sérielles pour communications en temps réel entre unités de commande et dispositifs d'entraînement

La CEI/TR 61491:2010 fournit une vue d'ensemble et des lignes directrices pour la série de normes CEI 61158, la CEI 61784-1, la CEI 61784-2 et la série de normes CEI 61800-7 en ce qui concerne l'interface sérielle en temps réel entre l'unité de commande et ses appareils associés, utilisée pour la transmission de données périodiques et non périodiques. Cette interface est destinée à s'appliquer aux machines industrielles, telles que les machines outils, comprenant l'ensemble des appareils raccordés via cette interface. Cette interface est compatible avec différents modes de fonctionnement. Cette première édition du rapport technique annule et remplace la deuxième édition de la CEI 61491 publiée en 2002. Les changements sont principalement liés aux références du matériel qui ont été incorporées dans les séries de normes CEI 61158, CEI 61784 et CEI 61800-7.

General Information

Status
Withdrawn
Publication Date
20-Jan-2010
Withdrawal Date
30-Dec-2014
Current Stage
WPUB - Publication withdrawn
Completion Date
31-Dec-2014
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Technical report
IEC TR 61491:2010 - Electrical equipment of industrial machines - Serial data link for real-time communication between controls and drives Released:1/21/2010
English and French language
17 pages
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Standards Content (Sample)

− 2 − 1491  CEI:1995

SOMMAIRE


Pages


AVANT-PROPOS. 10

INTRODUCTION. 12


Articles


1 Domaine d'application . 14


2 Références normatives. 14

3 Définitions et abréviations . 14

3.1 Définitions. 14
3.2 Abréviations. 20
4 Prescriptions générales . 32
4.1 Présentation générale. 32
4.2 Description générale du système.34
4.3 Transmission de données . 46
4.4 Initialisation. 56
4.5 Messages d'erreurs et d'état . 60
5 Moyen de transfert et couche physique. 60
5.1 Généralités. 60
5.2 Topologie. 60
5.3 Signaux optiques sur la ligne de transmission . 64
5.4 Caractéristiques de durée de la transmission binaire . 70
5.5 Codage binaire. 84
5.6 Messages et caractères de remplissage. 86
5.7 Connexion à la fibre optique. 88
6 Transfert de données et couches de liaison de données. 102
6.1 Généralités. 102
6.2 Structure de messages . 102
6.3 Synchronisation de la transmission (cycles de transmission) . 108
7 Structure de protocole . 118
7.1 Généralités. 118
7.2 Structure générale de protocole. 118
7.3 Echange de données cycliques (CP ) . 124
4
7.4 Echange non cyclique de données (voie de service). 148
8 Contenu des données . 172
8.1 Types de données et structure des données . 172
8.2 Paramètres généraux. 188

8.3 Définition du contenu des messages . 196
8.4 Modes de fonctionnement du dispositif d'entraînement . 204
8.5 Données d'exploitation standard . 204
8.6 Changement d'échelle relatif aux données d'exploitation . 210
8.7 Paramètres du dispositif d'entraînement. 226
8.8 Systèmes mécaniques. 236
9 Initialisation de l'interface SYSTEME . 240
9.1 Généralités. 240
9.2 Phase de transmission 0 (CP ). 240
0
9.3 Phase de transmission 1 (CP ). 242
1
9.4 Phase de transmission 2 (CP ). 246
2
9.5 Phase de transmission 3 (CP ). 248
3
9.6 Phase de transmission 4 (CP ) (Fin d'initialisation). 250
4

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CONTENTS


Page


FOREWORD. 11

INTRODUCTION. 13


Clause


1 Scope . 15


2 Normative references . 15

3 Definitions and abbreviations. 15
3.1 Definitions . 15
3.2 Abbreviations. 21
4 General requirements . 33
4.1 Overview .33
4.2 System overview. 35
4.3 Data transmission . 47
4.4 Initialization . 57
4.5 Error and status messages. 61
5 Transfer medium and physical layer. 61
5.1 General . 61
5.2 Topology. 61
5.3 Optical signals on the transmission line . 65
5.4 Time performance of bit transmission . 71
5.5 Bit coding . 85
5.6 Telegrams and fill characters . 87
5.7 Connection to the optical fiber . 89
6 Data transfer and data link layer . 103
6.1 General . 103
6.2 Telegram structure . 103
6.3 Timing of the transmission (communication cycles) . 109
7 Protocol structure . 119
7.1 General . 119
7.2 General protocol structure . 119
7.3 Cyclic data exchange (CP ) . 125
4
7.4 Non-cyclic data exchange (service channel) . 149
8 Data contents. 173

8.1 Data types and data structure. 173
8.2 General parameters . 189
8.3 Definition of telegram contents . 197
8.4 Drive operation modes . 205
8.5 Standard operation data . 205
8.6 Scaling of operation data. 211
8.7 Drive parameters . 227
8.8 Mechanics . 239
9 Initialization of the SYSTEM interface . 241
9.1 General . 241
9.2 Communication phase 0 (CP ) . 241
0
9.3 Communication phase 1 (CP ) . 243
1
9.4 Communication phase 2 (CP ) . 247
2
9.5 Communication phase 3 (CP ) . 249
3
9.6 Communication phase 4 (CP ) – end of initialization . 251
4

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Articles Pages


10 Traitement des erreurs . 252

10.1 Fonctions de sécurité des dispositifs d'entraînement. 252

10.2 Défaillance des messages . 254

10.3 Changement de phases de transmission . 256

10.4 Surveillance (présentation générale). 258
10.5 Réaction au délai d'attente de protocole de transport. 260
10.6 Réaction aux messages d'erreur dans la voie de service . 260

10.7 Compteurs d'erreurs dans les liaisons principale et secondaire . 262


11 Séquences fonctionnelles. 266

11.1 Généralités. 266

11.2 Affectation des bits en temps réel . 266

11.3 Retour à la position de référence . 270
11.4 Mesures. 284
11.5 Commande de procédure «positionnement de broche» . 284
11.6 Sélection d'ensembles de paramètres et du rapport d'engrenages . 290
11.7 Fonctions de démarrage/arrêt . 292
11.8 Commande de procédure d’axe de parc . 296
11.9 Commande de procédure d’arrêt complet du dispositif d’entraînement. 298
11.10 Commande de procédure de fonctionnement synchrone commandé par le
dispositif d’entraînement . 298
11.11 Commande de procédure d’engagement d’engrenages commandé par le
dispositif d’entraînement . 304
ANNEXES
A Numéros d’identification (IDN) classés par ordre numérique . 306
B Numéros d’identification (IDN) classés par ordre alphabétique. 320
C Description des IDN. 334
D Interface SYSTEME – Classes de conformité . 466
E Codage des caractères . 496
F Principes fonctionnels du circuit répéteur. 496
G Affaiblissement de la ligne de transmission. 502
H Détermination des tranches de temps de transmission. 506
I Traitement des données d’exploitation. 512
J Exécution des commandes de procédure . 524
TABLEAUX
1 Données de fonctionnement type relatives à une transmission cyclique . 40
2 Caractéristiques des données pour la transmission «non cyclique». 42
3 Spécifications relatives à l’émetteur (données pour λ ). 66
p
4 Spécifications relatives au récepteur (toutes les données pour λ ). 68
p
5 Spécifications techniques relatives aux câbles plastiques . 68
6 Données système relatives à la ligne de transmission optique . 70
7 Paramètres des données de transmission . 76

8 Signaux d'entrée possibles de la liaison secondaire . 82
9 Signaux de sortie possibles de la liaison secondaire . 82
10 Signaux corrects de sortie de la liaison secondaire . 84
11 Spécifications relatives au temps de réglage de l’horloge. 84
12 Fonctions fondamentales de la connexion . 88
13 Valeurs de la zone d'adresse pendant la transmission . 104
14 Valeurs de la zone d'adresse pendant la réception. 106
15 Messages d'erreurs . 160
16 Procédure de contrôle commande. 164
17 Acquitement de la commande de procédure (état des données). 164
18 Perte ou défaillance du message de synchronisation de la liaison principale (MST). 254
19 Défaillance du message de données relatives à la liaison principale (MDT) . 256
20 Défaillance des messages du dispositif d’entraînement (AT). 256
21 Etat des compteurs d'erreurs 1 dans la liaison principale . 262
22 Etat des compteurs d'erreurs 1 dans les dispositifs d’entraînement pour les défaillances
du MST dans CP et CP . 262
3 4

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Clause Page


10 Error handling . 253

10.1 Drive safety functions. 253

10.2 Failure of telegrams . 255
10.3 Changing the communication phases. 257

10.4 Monitoring (overview) . 259

10.5 Reaction to handshake timeout. 261

10.6 Reaction to error messages in the service channel . 261

10.7 Error counters in the master and the slave. 263


11 Functional sequences . 267
11.1 General. 267
11.2 Assignment of real-time bits . 267

11.3 Homing . 271
11.4 Measurements . 283
11.5 Position spindle procedure command. 285
11.6 Switching of parameter sets and the gear ratio. 291
11.7 Starting/stopping functions . 293
11.8 Park axis procedure command. 297
11.9 Positive stop drive procedure command. 299
11.10  Drive controlled synchronous operation procedure command . 299
11.11  Drive controlled gear engaging procedure command. 305
Annexes
A Identification numbers in numerical order . 307
B Identification numbers in alphabetical order . 321
C Description of IDNs . 333
D SYSTEM interface – Compliance classes . 467
E Coded character set . 495
F Functional principles of the repeater circuit . 497
G Attenuation on the transmission line. 503
H Determination of the transmission time-slots . 507
I Processing operation data . 513
J Command execution . 525
Tables
1 Typical operation data for cyclic transmission . 41
2 Typical data for 'non-cyclic' transmission . 43
3 Transmitter specifications (data for λ ). 67
p
4 Receiver specifications (all data for λ ) . 69
p
5 Cable specifications for plastic . 69
6 System data of the optical transmission line . 71
7 Transmission data parameters. 77
8 Possible slave input signals . 83

9 Possible slave output signals . 83
10 Valid slave output signals. 85
11 Specifications of the clock adjustment times . 85
12 Basic functions of the connection . 89
13 Address field values during transmitting. 105
14 Address field values during reception . 107
15 Error messages. 161
16 Procedure command control . 165
17 Procedure command acknowledgment (data status). 165
18 Loss or failure of master synchronization telegram (MST) . 255
19 Failure of master data telegrams (MDT). 257
20 Failure of drive telegrams (AT) . 257
21 States of error counters 1 in the master for MST and AT failures . 263
22 States of error counters 1 in the drives for MST-failures in CP and CP . 263
3 4

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Tableaux Pages


23 Etat des compteurs d'erreurs 1 dans les dispositifs d’entraînement pour les défaillances

du MDT en CP . 262
4

24 Etats des compteurs d’erreurs 2 dans la liaison principale pour les défaillances de l’AT . 264

25 Etats des compteurs d’erreurs 2 dans les dispositifs d’entraînement pour les défaillances MST . 264
26 Etats des compteurs d'erreurs 2 dans les dispositifs d’entraînement pour les défaillances MDT. 264

FIGURES

1 Topologie. 34

2 Modes de fonctionnement . 38

3 Aperçu général de la structure des zones de données (CP et CP ). 46
3 4

4 Couches de transfert . 48

5 Méthodes d'accès synchronisé. 48
6 Cycle de transmission . 50
7 Topologie. 62
8 Ligne de transmission optique. 64
9 Structure d'un câble unipolaire . 68
10 Enveloppe des signaux optiques. 74
11 Affichage de l’instabilité (J ). 76
bruit
12 Caractéristiques d'entrée et de sortie d'une liaison secondaire . 80
13 Exemple d'un signal codé en NRZI . 86
14 Structure générale d'un message. 86
15 Signal de remplissage . 88
16 Fonctions de connexion d’une liaison principale . 90
17 Signaux de transmission corrects pendant les transitions de signal de remplissage
en délimiteurs de messages. 94
18 Signaux de transmission corrects pendant les transitions de délimiteurs de messages
au signal de remplissage. 96
19 Fonctions de connexion d’une liaison secondaire.96
20 Boucle munie de deux liaisons secondai
...

Questions, Comments and Discussion

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