IEC 61784-1:2014

Industrial communication networks - Profiles - Part 1: Fieldbus profiles

IEC 61784-1:2014 defines a set of protocol specific communication profiles based primarily on the IEC 61158 series, to be used in the design of devices involved in communications in factory manufacturing and process control. This fourth edition cancels and replaces the third edition published in 2010 it constitutes a technical revision. The main changes are:
- update of the dated references to the IEC 61158 series, to IEC 61784-2, to the IEC 61784-3 series, to the IEC 61784-5 series and to IEC 61918 throughout the document;
- new profile family CPF 19;
- update of selection tables for CPF 1 and CPF 9.

Réseaux de communication industriels - Profils - Partie 1: Profils de bus de terrain

L'IEC 61784-1:2014 définit un jeu de profils de communication spécifiques au protocole, principalement fondé sur la série de normes IEC 61158, à utiliser pour la conception d'appareils employés en communication dans le cadre du contrôle de la fabrication et du processus en usine. Cette quatrième édition annule et remplace la troisième édition parue en 2010. Cette édition constitue une révision technique. Par rapport à l'édition précédente, les changements majeurs sont les suivants:
- la mise à jour des références datées à la série IEC 61158, à l'IEC 61784-2, à la série IEC 61784-3, à la série IEC 61784-5 et à l'IEC 61918 dans l'ensemble du document;
- une nouvelle famille de profils CPF 19;
- la mise à jour des tableaux de sélection pour CPF 1 et CPF 9.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 18-Aug-2014
• ICS: 35.100.20 - Data link layer
• ICS: 35.240.50 - IT applications in industry
• Technical Committee: SC 65C - Industrial networks
• Drafting Committee: WG 9 - TC 65/SC 65C/WG 9
• Current Stage: DELPUB - Deleted Publication
• Completion Date: 10-Apr-2019

Relations

• Revised: IEC 61784-1:2019 - Industrial communication networks - Profiles Part 1: Fieldbus profiles
• Effective Date: 05-Sep-2023
• Revises: IEC 61784-1:2010 - Industrial communication networks - Profiles - Part 1: Fieldbus profiles
• Effective Date: 05-Sep-2023

Standards Content (Sample)

IEC 61784-1


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Edition 4.0 2014-08



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Industrial communication networks – Profiles –
Part 1: Fieldbus profiles

Réseaux de communication industriels – Profils –
Partie 1: Profils de bus de terrain


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Part 1: Fieldbus profiles




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ELECTROTECHNIQUE

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ICS 35.100.20; 35.240.50 ISBN 978-2-8322-1706-1



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– 2 – IEC 61784-1:2014 © IEC 2014


CONTENTS


FOREWORD . 15

INTRODUCTION . 17


1 Scope . 18

2 Normative references . 19

3 Definitions . 23

3.1 Terms and definitions . 23

3.2 Abbreviations and symbols . 23

3.2.1 IEC 61158 abbreviations and symbols . 23
3.2.2 Other abbreviations and symbols . 24
3.3 Conventions . 24
3.3.1 Conventions common to all layers . 24
3.3.2 Physical layer . 26
3.3.3 Data-link layer . 26
3.3.4 Application layer . 27
4 Conformance to communication profiles . 27
5 Communication Profile Family 1 (FOUNDATION™ fieldbus) . 28
5.1 General overview . 28
5.2 Profile 1/1 (FOUNDATION™ H1) . 29
5.2.1 Physical layer . 29
5.2.2 Data-link layer . 47
5.2.3 Application layer . 118
5.3 Profile 1/2 (FOUNDATION™ HSE) . 120
5.3.1 Physical layer . 120
5.3.2 Data-link layer . 120
5.3.3 Network layer . 120
5.3.4 Transport layer . 120
5.3.5 Application layer . 120
5.4 Profile 1/3 (FOUNDATION™ H2) . 121
5.4.1 Physical layer . 121
5.4.2 Data-link layer . 124
5.4.3 Application layer . 124
6 Communication Profile Family 2 (CIP™) . 124

6.1 General overview . 124
6.2 Profile 2/1 (ControlNet) . 125
6.2.1 Physical layer . 125
6.2.2 Data-link layer . 126
6.2.3 Application layer . 128
6.3 Profile 2/2 (EtherNet/IP) . 129
6.3.1 Physical layer . 129
6.3.2 Data-link layer . 130
6.3.3 Application layer . 131
6.4 Profile 2/3 (DeviceNet) . 133
6.4.1 Physical layer . 133
6.4.2 Data-link layer . 133
6.4.3 Application layer . 135
7 Communication Profile Family 3 (PROFIBUS & PROFINET) . 136

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IEC 61784-1:2014 © IEC 2014 – 3 –


7.1 General overview . 136

7.2 Profile 3/1 (PROFIBUS DP). 138

7.2.1 Physical layer . 138

7.2.2 Data-link layer . 140

7.2.3 Application layer . 164

7.3 Profile 3/2 (PROFIBUS PA) . 223

7.3.1 Physical layer . 223

7.3.2 Data-link layer . 228

7.3.3 Application layer . 240

7.4 Profile 3/3 (PROFINET CBA)---Void . 241

8 Communication Profile Family 4 (P-NET®) . 241
8.1 General overview . 241
8.2 Profile 4/1 (P-NET RS-485) . 241
8.2.1 Physical layer . 241
8.2.2 Data-link layer . 242
8.2.3 Application layer . 243
9 Communication Profile Family 5 (WorldFIP®) . 244
9.1 General overview . 244
9.2 Profile 5/1 (WorldFIP) . 245
9.2.1 Physical layer . 245
9.2.2 Data-link layer . 247
9.2.3 Application layer . 249
9.3 Profile 5/2 (WorldFIP) . 255
9.3.1 Physical layer . 255
9.3.2 Data-link layer . 255
9.3.3 Application layer . 255
9.4 Profile 5/3 (WorldFIP) . 261
9.4.1 Physical layer . 261
9.4.2 Data-link layer . 261
9.4.3 Application layer . 261
10 Communication Profile Family 6 (INTERBUS®) . 262
10.1 General overview . 262
10.2 Profile 6/1 . 263
10.2.1 Physical layer . 263
10.2.2 Data-link layer . 265

10.2.3 Application layer . 267
10.3 Profile 6/2 . 268
10.3.1 Physical layer . 268
10.3.2 Data-link layer . 269
10.3.3 Application layer . 270
10.4 Profile 6/3 . 271
10.4.1 Physical layer . 271
10.4.2 Data-link layer . 271
10.4.3 Application layer . 272
11 Communication Profile Family 7 – Void. 273
12 Communication Profile Family 8 (CC-Link) . 274
12.1 General overview . 274
12.1.1 General . 274

---------------------- Page: 5 ----------------------
– 4 – IEC 61784-1:2014 © IEC 2014


12.1.2 Profile 8/1 . 274

12.1.3 Profile 8/2 . 275

12.1.4 Profile 8/3 . 275

12.2 Profile 8/1 . 275

12.2.1 Physical layer . 275

12.2.2 Data-link layer . 276

12.2.3 Application layer . 279

12.3 Profile 8/2 . 282

12.3.1 Physical layer . 282

12.3.2 Data-link layer . 282

12.3.3 Application layer . 282
12.4 Profile 8/3 . 282
12.4.1 Physical layer . 282
12.4.2 Data-link layer . 283
12.4.3 Application layer . 286
®
13 Communication Profile Family 9 (HART ) . 289
13.1 General Overview . 289
®
13.2 Profile 9/1, HART . 289
13.2.1 Physical layer . 289
13.2.2 Data-link layer . 290
13.2.3 Application layer . 291
13.3 Profile 9/2, WirelessHART® . 292
14 Communication Profile Family 16 (SERCOS) . 292
14.1 General overview . 292
14.2 Profile 16/1 (SERCOS I) . 292
14.2.1 Physical layer selection . 292
14.2.2 Data-link layer . 293
14.2.3 Application layer . 294
14.3 Profile 16/2 (SERCOS II) . 294
14.3.1 Physical layer . 294
14.3.2 Data-link layer . 295
14.3.3 Application layer . 296
15 Communication Profile Family 19 (MECHATRLINK) . 296
15.1 General overview . 296
15.2 Profile 19/1 (MECHATROLINK-II) . 296

15.2.1 Physical layer selection . 296
15.2.2 Data-link layer . 298
15.2.3 Application layer . 307
15.3 Profile 19/2 (M-III) . 313
15.3.1 Physical layer . 313
15.3.2 Data-link layer . 313
15.3.3 Application layer . 323
Annex A (informative) Communication concepts . 328
A.1 CPF 1 (FOUNDATION Fieldbus) communication concepts . 328
A.1.1 Overview. 328
A.1.2 Physical layer characteristics . 328
A.1.3 Data-link layer characteristics . 328
A.1.4 Application layer characteristics . 329

---------------------- Page: 6 ----------------------
IEC 61784-1:2014 © IEC 2014 – 5 –


A.1.5 Management characteristics . 329

A.2 CPF 2 (CIP) communication concepts . 329


A.2.1 Overview. 329

A.2.2 CIP common characteristics . 330

A.2.3 ControlNet . 330

A.2.4 EtherNet/IP . 331

A.2.5 DeviceNet . 332

A.3 CPF 3 (PROFIBUS & PROFINET) communication concepts . 332


A.3.1 Basic characteristics . 332

A.3.2 Physical layer profiles . 333
A.3.3 Communication feature list (GSD) . 334
A.3.4 PROFINET---Void . 334
A.4 CPF 4 (P-NET) communication concepts . 334
A.5 CPF 5 (WorldFIP) communication concepts . 336
A.5.1 Physical layer characteristics . 336
A.5.2 Data-link layer characteristics . 336
A.5.3 Application layer characteristics . 336
A.6 CPF 6 (INTERBUS) communication concepts . 336
A.7 CPF 8 (CC-LINK) communication concepts . 338
A.7.1 Basic characteristics . 338
A.7.2 Variants . 338
A.8 CPF 9 (HART) communication concepts . 339
A.9 CPF 16 (SERCOS) communication concepts . 339
Annex B (informative) Added value of IEC 61784-1. 341
Bibliography . 342

Figure 1 – Communication profile families and profiles . 18
Figure 2 – Example optical power budget for a 100/140 µm fiber system with a 16/16
optical passive star coupler. 46
Figure 3 – CP 3/2 Slave devices usable in applications. 138
Figure A.1 – Ring structure . 339
Figure A.2 – Topology example. 340


Table 1 – Relations of Communication Profile Families to type numbers . 19
Table 2 – Layout of profile (sub)clause selection tables . 24
Table 3 – Contents of (sub)clause selection tables . 25
Table 4 – Layout of service selection tables . 25
Table 5 – Contents of service selection tables . 26
Table 6 – Layout of parameter selection tables . 26
Table 7 – Contents of parameter selection tables . 26
Table 8 – Layout of class attribute selection tables . 27
Table 9 – Contents of class attribute selection tables . 27
Table 10 – CPF 1: overview of profile sets . 29
Table 11 – CP 1/1: PhL selection for communicating devices and their MAUs . 29
Table 12 – CP 1/1: PhL classification of MAUs and attached devices . 31

---------------------- Page: 7 ----------------------
– 6 – IEC 61784-1:2014 © IEC 2014


Table 13 – CP 1/1: PhL selection of Clause 16 for devices and their MAUs . 32

Table 14 – CP 1/1: PhL selection of Clause 12 for devices and their MAUs . 32


Table 15 – Void . 33

Table 16 – CP 1/1: PhL selection of recommended IS parameters for MAU classes

111, 112, 121, 122, 511 and 512 . 34

Table 17 – CP 1/1: PhL selection for media components. 35


Table 18 – CP 1/1: PhL selection of imperative IS parameters for media in FISCO
systems . 36


Table 19 – CP 1/1: PhL selection for power supplies . 37

Table 20 – CP 1/1: PhL selection of power supply types . 38
Table 21 – CP 1/1: PhL selection of permissible output voltage and IS parameters for
FISCO power supplies . 38
Table 22 – CP 1/1: PhL selection for terminators . 39
Table 23 – CP 1/1: PhL selection of IS parameters for terminators . 40
Table 24 – CP 1/1: PhL selection of Clause 12 for intrinsic safety barriers . 41
Table 25 – CP 1/1: PhL selection of recommended IS parameters for intrinsic safety
barriers and galvanic isolators (Entity
...