IEC 61491:1995
(Main)Electrical equipment of industrial machines - Serial data link for real-time communications between controls and drives
Electrical equipment of industrial machines - Serial data link for real-time communications between controls and drives
Defines a real-time optical serial interface between the control unit and its associate drives which is utilized to transmit periodic and non periodic data.
Equipement électrique des machines industrielles - Liaison de données sérielles pour communications en temps réel entre unités de commande et dispositifs d'entraînement
Définit une interface sérielle optique en temps réel entre la commande numérique et ses dispositifs d'entraînement associés, utilisées pour la transmission de données périodiques ou non.
General Information
Relations
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
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
9.3 Phase de transmission 1 (CP ). 242
9.4 Phase de transmission 2 (CP ). 246
9.5 Phase de transmission 3 (CP ). 248
9.6 Phase de transmission 4 (CP ) (Fin d'initialisation). 250
1491 IEC:1995 – 3 –
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
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
9.3 Communication phase 1 (CP ) . 243
9.4 Communication phase 2 (CP ) . 247
9.5 Communication phase 3 (CP ) . 249
9.6 Communication phase 4 (CP ) – end of initialization . 251
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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
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 secondaires. 100
21 Accès au support de transfert. 110
22 Intervalles de temps requis entre messages . 116
23 Validité des valeurs de commande et des temps d’acquisition de retour dans les dispositifs
d'entraînement. 116
24 Structure de bloc de données. 118
25 Zone de données du message de données relatives à la liaison principale . 120
26 Zone de données du message du dispositif d’entraînement . 122
27 Structure du message de synchronisation de la liaison principale . 124
28 Zone BOF . 124
29 Zone ADR. 124
30 Zone info. 126
31 Zone FCS . 126
32 Zone EOF . 126
33 Structure du message de données relatives à la liaison principale (MDT). 130
34 Zone info service de la liaison principale k. 134
35 Données d’exploitation . 134
36 Exemple de MDT (avec des enregistrements de données du message préconfiguré 2
relatifs au mode de fonctionnement en commande de vitesse) . 136
37 Structure de message du dispositif d’entraînement. 138
38 Zone info service du dispositif d’entraînement m . 142
39 Données d'exploitation . 142
40 Exemple de message du dispositif d'entraînement (message préconfiguré 2 relatif
au mode de fonctionnement en commande de vitesse). 144
41 Diagramme de synchronisation relatif au fonctionnement cyclique . 144
42 Fonction des éléments binaires en temps réel . 146
43 Configuration de transmission des données par la voie de service . 150
44 Schéma de traitement de la voie de service. 152
45 Schéma de traitement par étapes. 154
46 Etat de la machine pour l’exécution de la commande de procédure. 168
47 Exécution d’une commande de procédure sans interruption. 170
48 Exécution d’une commande de procédure avec interruption. 170
49 Exécution d’une commande de procédure avec message d’erreur. 172
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Tables Pages
23 States of error counters 1 in the drives for MDT-failures in CP . 263
24 States of error counters in the master for AT-failures . 265
25 States of error counters 2 in the drives for MST-failures. 265
26 States of error counters 2 in the drives for MDT-failures. 265
Figures
1 Topology. 35
2 Operation modes. 39
3 Overview of data field structure (CP and CP ) . 47
3 4
4 Transfer layers. 49
5 Timed access methods. 49
6 Communication cycle . 51
7 Topology. 63
8 Optical transmission line . 65
9 Structure of a single-core cable . 69
10 Optical signal envelope . 75
11 Display of jitter (J ). 77
noise
12 Input-output performance of a slave. 81
13 Example of an NRZI-coded signal. 87
14 General telegram structure . 87
15 Fill signal . 89
16 Functions of a master connection . 91
17 Valid transmitting signals during transitions from fill signal to telegram delimiters . 95
18 Valid transmitting signals during transitions from telegram delimiters to fill signal . 97
19 Functions of a slave connection. 97
20 Ring with two slaves. 101
21 Access to the transfer medium . 111
22 Required time intervals between telegrams. 117
23 Validity of command values and feedback acqusition times in the drives . 117
24 Data block structure . 119
25 Data fields of the master data telegram. 121
26 Data field of the drive telegram. 123
27 Structure of the master synchronization telegram. 125
28 BOF field . 125
29 ADR field . 125
30 Info field . 127
31 FCS field. 127
32 EOF field . 127
33 Structure of the master Data Telegram . 131
34 Master service info field k. 135
35 Operation data . 135
36 Example of MDT (with data records of standard telegram 2 for velocity
control operation mode) . 137
37 Structure of the drive telegram . 139
38 Drive-service info field m. 143
39 Operation data . 143
40 Example of a drive telegram (standard telegram 2 for velocity control operation mode) . 145
41 Timing diagram for cyclic operation . 145
42 Function of the real-time bits . 147
43 Service channel data transmission scheme. 151
44 Service channel handling diagram . 153
45 Step proceeding diagram. 155
46 State machine for procedure command execution . 169
47 Procedure command execution without interrupt . 171
48 Procedure command execution with interrupt . 171
49 Procedure command execution with error message. 173
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Figures Pages
50 Diagramme de synchronisation pour CP /CP . 190
3 4
51 Diagramme du type de changement d’échelle des données de position . 214
52 Diagramme du type de changement d’échelle pour les données de vitesse . 218
53 Diagramme du type de changement d’échelle pour les données de couple/force. 222
54 Diagramme du type de changement d’échelle pour les données d'accélération . 224
55 Exemple de l’ajustement du gain proportionnel pour la boucle de vitesse. 226
56 Exemple de l’ajustement du temps d’action intégral pour la boucle de vitesse . 228
57 Schéma de fonctionnement de la broche synchrone . 232
58 Schéma d’engrenages électroniques . 236
59 Diagramme temporel pour CP . 242
60 Structure du message de demande d’identification . 244
61 Structure du message d’acquittement d’identification . 244
62 Temps de départ de transmission des messages de CP . 246
63 Affectation d’un IDN ≠ 0 aux bits en temps réel (sans autre affectation active avant) . 268
64 Affectation d’un IDN = 0 aux bits en temps réel (avec autre affectation active avant) . 268
65 Affectation d’un IDN ≠ 0 aux bits en temps réel (autre affectation active avant). 270
66 Séquence des bits pour le retour à la position de référence commandé par le dispositif d’entraînement 272
67 Schéma de retour à la position de référence commandé par le dispositif d’entraînement. 272
68 Séquence de bits pour le retour à la position de référence sous le contrôle
de la commande numérique (cas 1). 276
69 Séquence de bits pour le retour à la position de référence sous le contrôle
de la commande numérique (cas 2.1). 278
70 Séquence de bits pour le retour à la position de référence sous le contrôle
de la commande numérique (cas 2.2). 278
71 Système de retour incrémenté . 280
72 Système de retour à codage de distance. 282
73 Séquence de bits pour activer le déplacement du système référencé. 282
74 Séquence de bits pour la mesure. 284
75 Diagramme de vitesse pour le positionnement de la broche (retour de vitesse > vitesse de
positionnement de la bro
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.
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