GB/T 18759.3-2009
基本信息
标准号： GB/T 18759.3-2009
中文名称：机械电气设备 开放式数控系统 第3部分：总线接口与通信协议
标准类别：国家标准(GB)
标准状态：现行
发布日期：2009-06-11
实施日期：2009-11-01
出版语种：简体中文
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相关标签： 机械 电气设备 开放式 数控系统 总线 接口 通信协议
标准分类号
关联标准
出版信息
出版社：中国标准出版社
标准价格：0.0 元
出版日期：2009-11-01
相关单位信息
标准简介
GB/T 18759.3-2009 机械电气设备 开放式数控系统 第3部分：总线接口与通信协议 GB/T18759.3-2009 标准下载解压密码：www.bzxz.net
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标准内容
ICS29.020
中华人民共和国国家标准
GB/T18759.3—2009
机械电气设备
开放式数控系统
第3部分：总线接口与通信协议
Electrical equipment of machines-Open numerical control system-Part 3 : Fieldbus interface and communication protocol2009-06-11发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会國
2009-11-01实施
规范性引用文件
术语和定义
基本要求
物理层
数据链路层
应用层·
用户层行规
附录A（规范性附录）
附录B(规范性附录）
附录C（资料性附录）
总线结构
总线模型
总线安全导则
数据类型定义
文献目录
数据链路层模型
ADLL服务处理模型
ADLL地址管理
应用层模型
状态机
控制信息数据结构
命令数据结构
应答数据结构…
应答状态数据结构
伺服状态数据结构
低位优先位元串结构
高位优先位元串结构
命令分组定义
管理命令组
传感器命令组
表4驱动命令组
表5I/O命令组
表 6CONN_SET命令参数
表？PARM_RD命令参数
表8PRAM_WR命令参数·
GB/T18759.3-2009
GB/T18759.3—2009
表9SPARM_WR命令参数
表10ID_RD命令参数
表11UNIT_CFG命令参数
表12ALM_RD命令参数
表13ALM_CLR命令参数
SERV_ON命令参数
SERV_OFF命令参数
CORD_SET命令参数
MOT_HOLD命令参数
MON_SET命令参数.
PAROS_CTR命令参数
INTPO_CTR命令参数
FD.CTR命令参数.
ZR_RET命令参数
LAT_INTPO命令参数
EX_POS命令参数
VEL_CTR命令参数
TRQLCTR命令参数
SPIND_CTR命令参数
DATA_RW_ASYN命令参数
DATA_WR_SYN命令参数
GB/T18759《机械电气设备开放式数控系统》分为如下儿部分：第1部分：总则；
第2部分：体系结构；
第3部分：总线接口与通信协议；第4部分：硬件平台（暂定名称）；第5部分：软件平台（暂定名称）；第6部分：通用技术条件（暂定名称)；第7部分：试验与验收（暂定名称）。GB/T18759.3—2009
本部分为GB/T18759的第3部分，规定了机械电气设备用开放式数控系统中总线接口与通信协议。
本部分的附录A、附录B为规范性附录，附录C为资料性附录。本部分由中国机械工业联合会提出。本部分由全国工业机械电气系统标准化技术委员会（SAC/TC231)归口。本部分负责起草单位：中国科学院沈阳计算技术研究所有限公司、国家机床质量监督检验中心。本部分参加起草单位：北京凯恩帝数控技术有限责任公司、北京和利时电机技术有限公司、沈阳高精数控技术有限公司、山东大学机械学院、浙江大学、广州数控设备有限公司、武汉华中数控股份有限公司、大连光洋数控技术有限公司、大连理工大学、华南理工大学、北京航空航天大学机械学院。本部分主要起草人：于东、黄祖广、杨洪丽、王健、张承瑞、冯冬芹、王字晗、何平、尹震宇、任清荣、陈虎、王永青、胡毅、刘明烈、裴海龙、刘艳强。m
1范围
机械电气设备开放式数控系统
第3部分：总线接口与通信协议
GB/T18759.3—2009
GB/T18759的本部分规定了机械电气设备开放式数控系统中总线接口和通信协议规范，目的在于实现机械电气设备开放式数控系统中数控装置、传感器、驱动、I/O等装置之间传输命令和应答，以支持装置间的互操作。
本部分适用于金属加工机械、纺织机械、印刷机械、缝制机械、塑料和橡胶机械、本工机械等电气设备用的开放式数控系统。其他工业机械设备用的开放式数控系统亦可参照执行。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过GB/T18759的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。
GB5226.1-2008机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件（IEC60204-1:2005，IDT)
GB/T9387.1-1998信息技术开放系统互连基本参考模型第1部分：基本模型（idtISO/IEC7498-1:1994)
GB/T16262.1—2006
IEC8824-1:2002.IDT2
GB/T17626.2—2006
抽象语法记法一（ASN.1）第1部分：基本记法规范（ISO/信息技术
电磁兼容
GB/T17626.3—2006
6电磁兼容
3:2002,IDT）
GB/T17626.4—2008
4-4:2004,IDT)
试验和测量技术静电放电抗扰度试验（IEC61000-4-2：2001，试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验（IEC61000-4-电磁兼容子
试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验（1EC61000GB/T17967--2000信息技术开放系统互连基本参考模型OSI服务定义约定（idtISO/IEC 10731:1994)
GB/T18759.1--2002机械电气设备开放式数控系统第1部分：总则GB/T18759.2一2006机械电气设备开放式数控系统第2部分：体系结构IEC61158-5：2003工业控制系统用现场总线第5部分：应用层服务定义3术语和定义
下列术语和定义适用于本部分。3.1
应用协议数据单元applicationprotocoldataunit在应用层协议中规定的数据单元，由控制信息与用户数据负载组成。1
GB/T18759.3—2009
状态机state machine
表示有限个状态以及在这些状态之间的转移和动作等行为的数学模型。3.3
客体标识符objectidentifier
与无歧义地标识它的客体相关的全局唯一值。[GB/T16262.1—2006,3.6.47]
类型 type
已命名的值集合。
[GB/T16262.1—2006,3.6.74]
应用进程applicationprocess
在开放实系统中，为具体应用执行信息处理的元素。[GB/T9387.1-1998,4.1.4]］
顿frame
包括目的地址、源地址、长度字段、数据、填充和顿检验序列。3.7
网络network
开放式数控系统中由数控装置、驱动装置、I/O装置、检测装置等构成的互连系统。3.8
服务service
由本层向上一层用户提供的能力和特性。3.9
目的地址destinationaddress
数据顿准备发往的站点。
源地址source address
发送数据顿的站点。
开放式数控系统opennumericalcontrolsystem指应用软件构筑于遵循公开性、可扩展性、兼容性原则的系统平台之上的数控系统，使应用软件具备可移植性、互操作性和人机界面的一致性。[GB/T18759.1—2002,3.1]
开放式数控系统应用编程接口
opennumericalcontrol systemapplicationprogramminginterface开放式数控系统应用软件与系统软件平台之间的及与开放式数控系统应用软件之间的接口。[GB/T18759.1-2002,3.10]
互操作性
interoperability
a）两个或多个系统交换信息并相互使用已交换的信息的能力。b）两个或两个以上系统可互相操作的能力。[GB/T18759.1—2002,3.14]
装置/设备device
GB/T18759.3—2009
开放式数控系统中具有控制或检测功能（特定功能行为）的单元或单元集合，如数控装置、驱动装置、I/O装置、检测装置。
总线fieldbus
连接开放式数控系统中装置间的数字式、双向、多点的通信系统。3.16
站点station
总线中具有唯地址标识的通信节点，一个装置至少包含一个站点。3.17
主站master station
总线中控制、管理其他站点的站点。3.18
从站slavestation
总线中受主站监视和控制的站点。3.19
协议protocol
总线中控制数据通信的一组规则，具有语法、语义、同步三要素。3.20
总线体系结构fieldbusarchitecture总线中各层及其协议的集合，由物理层、数据链路层、应用层、用户层行规组成。3.21
物理层physicallayer
接口和通信媒体的机械和电气规范。3.22
数据链路层datalinklayer
控制对通信媒体的访问，执行差错检测，由抽象数据链路子层和实数据链路子层组成。3.23
抽象数据链路子层abstractdatalink sublayer提供应用层与实数据链路子层协议数据的转换。3.24
实数据链路子层
realdatalinksublayer
制造商和用户选定的符合现有国际标准或国家标准的总线数据链路通信规范。3.25
应用层applicationlayer
为用户程序提供访问总线通信环境的规则，定义允许装置间相互通信的协议。3.26
用户层行规userlayerprofile
以格式化的数据结构形式给出的与行业有关的装置的特征、功能特性及行为的规范。3.27
命令command
一组能够被站点识别以完成特定功能的代码。3
GB/T18759.3—2009
应答 response
站点针对已接收命令而产生的反馈信息。3.29
封装 encapsulating
将抽象数据链路子层数据顿直接装入实数据链路子层数据中，作为后者的数据部分。3.30
映射mapping
根据实数据链路子层数据顿结构规范，将抽象数据链路子层数据顿分解并构成前者的数据部分。3.31
周期通信periodiccommunication站点间以固定时间间隔进行的数据交换。3.32
非周期通信aperiodiccommunication站点间以非固定时间间隔进行的数据交换。3.33
communicationperiod
通信周期
周期通信的时间间隔。
实时通信real-timecommunication可预见的具有特定时效的通信。3.35
传输transportation
应用层间的数据交换。bzxZ.net
连接connection
站点间的数据传输通路，以支持站点间命令与应答的传输。3.37
同步传输synchronoustransportation确保站点间时间状态行为一致性的传输。3.38
抖动jitter
信号或行为的实际发生时间与理想时间的偏差。3.39
循环穴余校验cyclicredundancycheck利用线性编码理论，将比特模式表示为一个多项式的差错检验方法。3.40
总线安全fieldbussafety
防止系统资源与系统运行受到损坏和非正常停止而采用的安全措施。3.41符号及缩略语
Abstract Data Link subLayer
Application Layer
Application LayerProtocol
抽象数据链路子层
应用层
应用层协议
4基本要求
4.1概述
ApplicationProtocol
ApplicationProtocolDataUnit
Application ProgrammingInterfaceCyclic Redundancy Check
Data Link Layer
InternationalElectrotechnicalCommissionInstitute of Electrical &ElectronicEngineersInternational Standardization OrganizationObjects Dictionary
OpenNumericalControl system
Open System Interconnection
Protocol Data Unit
PHYsical layer
Real Data Link subLayer
应用协议
GB/T18759.3—2009
应用协议数据单元
应用编程接口
循环穴余校验
数据链路层
国际电工委员会
国际电气与电子工程师协会
国际标准化组织
对象字典
开放式数控系统
开放系统互连
协议数据单元
物理层
实数据链路子层
开放式数控系统总线是用于连接系统装置间的数字式、双向、多点的通信系统。为了满足系统对周期性、实时性、同步、可靠性、安全及开放的要求，本部分以ISO/OSI开放系统互连参考模型为基础，并对其加以改造，由物理层、数据链路层、应用层与用户层行规组成。为了兼顾现有的国际、国家标准或事实标准，满足数控系统的开放要求，本部分对应用层和用户层行规进行了定义，并通过将链路层划分为抽象数据链路子层与实数据链路子层，以便用户选用现有标准协议或引人新的标准。4.2总线结构
开放式数控系统由数控装置、伺服驱动装置、主轴驱动装置、传感器装置、I/O装置等组成，装置间需通过总线等通信设备来支持装置间的互操作。总线由站点、通信介质与设备组成，如图1所示。数控
通信介质
传感器
图1总线结构
站点」
站点为装置的数据发送与接收设备，其基本功能是将装置产生的命令与应答经编码，变换为便于传送的信号形式，以送往通信介质。产生命令的站点为主站，产生应答的站点为从站。通信介质为站点间信号传递所经的媒介。通信设备为确保信号可靠传递的插头、插座及中继器等设备。为了实现开放式数控系统控制、检测、参数调整、故障诊断等功能，装置的站点间需建立连接，并生成相关功能所需的命令与应答。4.3总线要求
针对开放式数控系统的控制要求，总线接口与通信协议应满足如下要求：周期通信：为满足装置的转矩、速度与位置等控制的采样周期要求，总线应支持周期通信方式。通信周期应根据装置的控制要求进行调整。5
GB/T18759.3—2009
实时通信：为满足装置的转矩、速度与位置等控制的响应时间，总线通信应支持实时通信。同步/异步传输：为满足开放式数控系统的多轴联动插补与快移等功能要求，总线应支持同步/异步传输。
可靠通信：针对工业现场不可避免的干扰，总线应具有差错处理机制，以支持可靠通信。安全通信：为防止总线与装置的运行受到损坏和非正常停运，总线应支持安全通信。开放：为确保不同厂家装置间的互操作，并适应控制技术与通信技术的不断发展，总线应具有开放性，以便引入新的技术与产品。4.4总线模型
为了满足开放式数控系统总线的要求，模型以ISO/OSI开放系统互连参考模型为基础，并对其加以改造，由物理层、数据链路层、应用层与用户层行规组成，如图2所示。用户层行规
应用层
命令/应答
传感器
抽象数据链路子层（ADDL）
实数据链路子层（可选RDLL）
如：××××、××××.的DLI物理层（可选）
如：××××、××××……的物理层图2总线模型
用户层行规：装置特征、功能特性和行为的规范。用户层行规以格式化数据结构形式定义，包括管理、传感器、驱动与I/O四种类别的数据定义，以确保装置间的互操作，支持面向应用的实现。应用层：应用层维护站点间的安全、可靠的数据传输通路，并为用户层行规的命令与应答提供传输服务。应用层服务由连接管理、同步传输、异步传输和传输管理等服务组成。数据链路层：数据链路层为应用层提供周期、实时、无差错的数据链路。为了便于用户针对不同系统的性能要求而选用不同通信技术，数据链路层划分为抽象数据链路子层（ADLL）和实数据链路子层(RDLL）。抽象数据链路子层规定了数据链路层的服务与协议，为应用层提供通信服务并实现与实数据链路子层的数据交换。实数据链路子层允许用户自定义或选用现有国际或国家标准，在本部分中不作规定。
物理层：为了便于用户引人新的通信技术，本部分对物理层不做具体规定，只给出选用时的一般要求。
5物理屡
5.1概述
物理层协调总线在物理媒体中传送比特流所需的各种功能，定义总线接插件和传输媒体的机械和电气规约，以及为发生传输所必须完成的过程和功能。6
GB/T18759.3—2009
本协议不具体规定物理层规范，用户可选定符合国际或国家标准的物理层规范。5.2机械接口
机械接口要求总线插座/插头采用符合国际或国家标准的接插单元。5.3电气接口协议
用户所采用的总线的物理层应遵循符合国际或国家标准的电气接口协议规范。5.4总线拓扑
总线拓扑方式可采用树状、链式或环状。5.5电磁兼容测试项目及指标
总线通信电缆电磁兼容测试应符合GB/T17626系列标准。5.6安全
物理层安全要求详见附录A。
6数据链路层
6.1概述
数据链路层实现应用层与物理层之间数据交互，完成应用层APDU到物理层传输的数据顿之间的转换及对各个站点的寻址和地址管理，实现点到点的可靠数据传输。针对开放式数控系统的要求，数据链路层划分为抽象数据链路子层（ADLL）及实数据链路子层(RDLL），以允许用户自定义或选用已有的数据链路通信规范。6.2数据链路层模型
本部分对数据链路层服务的实现不做具体规定，仅将数据链路层提供的协议规范、服务内容、性能指标及对应用层的接口加以规范，并将规范化的服务接口、协议规范划分为抽象数据链路子层，约束各数据链路层服务的服务内容和性能，数据链路层服务内容的具体实现开放给用户，允许用户自定义或选用已有的数据链路通信规范。数据链路层模型如图3所示。ADLL
ADLL服务
通信服务
周期读非周期读
周期写非周期写
服务解释器
管理服务
Mailbox
服务接口
差错数据
服务管理
ADLL-RDLL服务映射管理
RDLL服务
用户定文
RDLLPHY接口
对象字典
服务！协议
对象对象
字典字典
地址管理
RDLL地址
图3数据链路层模型
AP数据
DL状态
DL控制
ADLL数据管理
ADLL协议映射管理
映射/封装
RDLL教据
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中华人民共和国国家标准
GB/T18759.3—2009
机械电气设备
开放式数控系统
第3部分：总线接口与通信协议
Electrical equipment of machines-Open numerical control system-Part 3 : Fieldbus interface and communication protocol2009-06-11发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会國
2009-11-01实施
规范性引用文件
术语和定义
基本要求
物理层
数据链路层
应用层·
用户层行规
附录A（规范性附录）
附录B(规范性附录）
附录C（资料性附录）
总线结构
总线模型
总线安全导则
数据类型定义
文献目录
数据链路层模型
ADLL服务处理模型
ADLL地址管理
应用层模型
状态机
控制信息数据结构
命令数据结构
应答数据结构…
应答状态数据结构
伺服状态数据结构
低位优先位元串结构
高位优先位元串结构
命令分组定义
管理命令组
传感器命令组
表4驱动命令组
表5I/O命令组
表 6CONN_SET命令参数
表？PARM_RD命令参数
表8PRAM_WR命令参数·
GB/T18759.3-2009
GB/T18759.3—2009
表9SPARM_WR命令参数
表10ID_RD命令参数
表11UNIT_CFG命令参数
表12ALM_RD命令参数
表13ALM_CLR命令参数
SERV_ON命令参数
SERV_OFF命令参数
CORD_SET命令参数
MOT_HOLD命令参数
MON_SET命令参数.
PAROS_CTR命令参数
INTPO_CTR命令参数
FD.CTR命令参数.
ZR_RET命令参数
LAT_INTPO命令参数
EX_POS命令参数
VEL_CTR命令参数
TRQLCTR命令参数
SPIND_CTR命令参数
DATA_RW_ASYN命令参数
DATA_WR_SYN命令参数
GB/T18759《机械电气设备开放式数控系统》分为如下儿部分：第1部分：总则；
第2部分：体系结构；
第3部分：总线接口与通信协议；第4部分：硬件平台（暂定名称）；第5部分：软件平台（暂定名称）；第6部分：通用技术条件（暂定名称)；第7部分：试验与验收（暂定名称）。GB/T18759.3—2009
本部分为GB/T18759的第3部分，规定了机械电气设备用开放式数控系统中总线接口与通信协议。
本部分的附录A、附录B为规范性附录，附录C为资料性附录。本部分由中国机械工业联合会提出。本部分由全国工业机械电气系统标准化技术委员会（SAC/TC231)归口。本部分负责起草单位：中国科学院沈阳计算技术研究所有限公司、国家机床质量监督检验中心。本部分参加起草单位：北京凯恩帝数控技术有限责任公司、北京和利时电机技术有限公司、沈阳高精数控技术有限公司、山东大学机械学院、浙江大学、广州数控设备有限公司、武汉华中数控股份有限公司、大连光洋数控技术有限公司、大连理工大学、华南理工大学、北京航空航天大学机械学院。本部分主要起草人：于东、黄祖广、杨洪丽、王健、张承瑞、冯冬芹、王字晗、何平、尹震宇、任清荣、陈虎、王永青、胡毅、刘明烈、裴海龙、刘艳强。m
1范围
机械电气设备开放式数控系统
第3部分：总线接口与通信协议
GB/T18759.3—2009
GB/T18759的本部分规定了机械电气设备开放式数控系统中总线接口和通信协议规范，目的在于实现机械电气设备开放式数控系统中数控装置、传感器、驱动、I/O等装置之间传输命令和应答，以支持装置间的互操作。
本部分适用于金属加工机械、纺织机械、印刷机械、缝制机械、塑料和橡胶机械、本工机械等电气设备用的开放式数控系统。其他工业机械设备用的开放式数控系统亦可参照执行。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过GB/T18759的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。
GB5226.1-2008机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件（IEC60204-1:2005，IDT)
GB/T9387.1-1998信息技术开放系统互连基本参考模型第1部分：基本模型（idtISO/IEC7498-1:1994)
GB/T16262.1—2006
IEC8824-1:2002.IDT2
GB/T17626.2—2006
抽象语法记法一（ASN.1）第1部分：基本记法规范（ISO/信息技术
电磁兼容
GB/T17626.3—2006
6电磁兼容
3:2002,IDT）
GB/T17626.4—2008
4-4:2004,IDT)
试验和测量技术静电放电抗扰度试验（IEC61000-4-2：2001，试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验（IEC61000-4-电磁兼容子
试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验（1EC61000GB/T17967--2000信息技术开放系统互连基本参考模型OSI服务定义约定（idtISO/IEC 10731:1994)
GB/T18759.1--2002机械电气设备开放式数控系统第1部分：总则GB/T18759.2一2006机械电气设备开放式数控系统第2部分：体系结构IEC61158-5：2003工业控制系统用现场总线第5部分：应用层服务定义3术语和定义
下列术语和定义适用于本部分。3.1
应用协议数据单元applicationprotocoldataunit在应用层协议中规定的数据单元，由控制信息与用户数据负载组成。1
GB/T18759.3—2009
状态机state machine
表示有限个状态以及在这些状态之间的转移和动作等行为的数学模型。3.3
客体标识符objectidentifier
与无歧义地标识它的客体相关的全局唯一值。[GB/T16262.1—2006,3.6.47]
类型 type
已命名的值集合。
[GB/T16262.1—2006,3.6.74]
应用进程applicationprocess
在开放实系统中，为具体应用执行信息处理的元素。[GB/T9387.1-1998,4.1.4]］
顿frame
包括目的地址、源地址、长度字段、数据、填充和顿检验序列。3.7
网络network
开放式数控系统中由数控装置、驱动装置、I/O装置、检测装置等构成的互连系统。3.8
服务service
由本层向上一层用户提供的能力和特性。3.9
目的地址destinationaddress
数据顿准备发往的站点。
源地址source address
发送数据顿的站点。
开放式数控系统opennumericalcontrolsystem指应用软件构筑于遵循公开性、可扩展性、兼容性原则的系统平台之上的数控系统，使应用软件具备可移植性、互操作性和人机界面的一致性。[GB/T18759.1—2002,3.1]
开放式数控系统应用编程接口
opennumericalcontrol systemapplicationprogramminginterface开放式数控系统应用软件与系统软件平台之间的及与开放式数控系统应用软件之间的接口。[GB/T18759.1-2002,3.10]
互操作性
interoperability
a）两个或多个系统交换信息并相互使用已交换的信息的能力。b）两个或两个以上系统可互相操作的能力。[GB/T18759.1—2002,3.14]
装置/设备device
GB/T18759.3—2009
开放式数控系统中具有控制或检测功能（特定功能行为）的单元或单元集合，如数控装置、驱动装置、I/O装置、检测装置。
总线fieldbus
连接开放式数控系统中装置间的数字式、双向、多点的通信系统。3.16
站点station
总线中具有唯地址标识的通信节点，一个装置至少包含一个站点。3.17
主站master station
总线中控制、管理其他站点的站点。3.18
从站slavestation
总线中受主站监视和控制的站点。3.19
协议protocol
总线中控制数据通信的一组规则，具有语法、语义、同步三要素。3.20
总线体系结构fieldbusarchitecture总线中各层及其协议的集合，由物理层、数据链路层、应用层、用户层行规组成。3.21
物理层physicallayer
接口和通信媒体的机械和电气规范。3.22
数据链路层datalinklayer
控制对通信媒体的访问，执行差错检测，由抽象数据链路子层和实数据链路子层组成。3.23
抽象数据链路子层abstractdatalink sublayer提供应用层与实数据链路子层协议数据的转换。3.24
实数据链路子层
realdatalinksublayer
制造商和用户选定的符合现有国际标准或国家标准的总线数据链路通信规范。3.25
应用层applicationlayer
为用户程序提供访问总线通信环境的规则，定义允许装置间相互通信的协议。3.26
用户层行规userlayerprofile
以格式化的数据结构形式给出的与行业有关的装置的特征、功能特性及行为的规范。3.27
命令command
一组能够被站点识别以完成特定功能的代码。3
GB/T18759.3—2009
应答 response
站点针对已接收命令而产生的反馈信息。3.29
封装 encapsulating
将抽象数据链路子层数据顿直接装入实数据链路子层数据中，作为后者的数据部分。3.30
映射mapping
根据实数据链路子层数据顿结构规范，将抽象数据链路子层数据顿分解并构成前者的数据部分。3.31
周期通信periodiccommunication站点间以固定时间间隔进行的数据交换。3.32
非周期通信aperiodiccommunication站点间以非固定时间间隔进行的数据交换。3.33
communicationperiod
通信周期
周期通信的时间间隔。
实时通信real-timecommunication可预见的具有特定时效的通信。3.35
传输transportation
应用层间的数据交换。bzxZ.net
连接connection
站点间的数据传输通路，以支持站点间命令与应答的传输。3.37
同步传输synchronoustransportation确保站点间时间状态行为一致性的传输。3.38
抖动jitter
信号或行为的实际发生时间与理想时间的偏差。3.39
循环穴余校验cyclicredundancycheck利用线性编码理论，将比特模式表示为一个多项式的差错检验方法。3.40
总线安全fieldbussafety
防止系统资源与系统运行受到损坏和非正常停止而采用的安全措施。3.41符号及缩略语
Abstract Data Link subLayer
Application Layer
Application LayerProtocol
抽象数据链路子层
应用层
应用层协议
4基本要求
4.1概述
ApplicationProtocol
ApplicationProtocolDataUnit
Application ProgrammingInterfaceCyclic Redundancy Check
Data Link Layer
InternationalElectrotechnicalCommissionInstitute of Electrical &ElectronicEngineersInternational Standardization OrganizationObjects Dictionary
OpenNumericalControl system
Open System Interconnection
Protocol Data Unit
PHYsical layer
Real Data Link subLayer
应用协议
GB/T18759.3—2009
应用协议数据单元
应用编程接口
循环穴余校验
数据链路层
国际电工委员会
国际电气与电子工程师协会
国际标准化组织
对象字典
开放式数控系统
开放系统互连
协议数据单元
物理层
实数据链路子层
开放式数控系统总线是用于连接系统装置间的数字式、双向、多点的通信系统。为了满足系统对周期性、实时性、同步、可靠性、安全及开放的要求，本部分以ISO/OSI开放系统互连参考模型为基础，并对其加以改造，由物理层、数据链路层、应用层与用户层行规组成。为了兼顾现有的国际、国家标准或事实标准，满足数控系统的开放要求，本部分对应用层和用户层行规进行了定义，并通过将链路层划分为抽象数据链路子层与实数据链路子层，以便用户选用现有标准协议或引人新的标准。4.2总线结构
开放式数控系统由数控装置、伺服驱动装置、主轴驱动装置、传感器装置、I/O装置等组成，装置间需通过总线等通信设备来支持装置间的互操作。总线由站点、通信介质与设备组成，如图1所示。数控
通信介质
传感器
图1总线结构
站点」
站点为装置的数据发送与接收设备，其基本功能是将装置产生的命令与应答经编码，变换为便于传送的信号形式，以送往通信介质。产生命令的站点为主站，产生应答的站点为从站。通信介质为站点间信号传递所经的媒介。通信设备为确保信号可靠传递的插头、插座及中继器等设备。为了实现开放式数控系统控制、检测、参数调整、故障诊断等功能，装置的站点间需建立连接，并生成相关功能所需的命令与应答。4.3总线要求
针对开放式数控系统的控制要求，总线接口与通信协议应满足如下要求：周期通信：为满足装置的转矩、速度与位置等控制的采样周期要求，总线应支持周期通信方式。通信周期应根据装置的控制要求进行调整。5
GB/T18759.3—2009
实时通信：为满足装置的转矩、速度与位置等控制的响应时间，总线通信应支持实时通信。同步/异步传输：为满足开放式数控系统的多轴联动插补与快移等功能要求，总线应支持同步/异步传输。
可靠通信：针对工业现场不可避免的干扰，总线应具有差错处理机制，以支持可靠通信。安全通信：为防止总线与装置的运行受到损坏和非正常停运，总线应支持安全通信。开放：为确保不同厂家装置间的互操作，并适应控制技术与通信技术的不断发展，总线应具有开放性，以便引入新的技术与产品。4.4总线模型
为了满足开放式数控系统总线的要求，模型以ISO/OSI开放系统互连参考模型为基础，并对其加以改造，由物理层、数据链路层、应用层与用户层行规组成，如图2所示。用户层行规
应用层
命令/应答
传感器
抽象数据链路子层（ADDL）
实数据链路子层（可选RDLL）
如：××××、××××.的DLI物理层（可选）
如：××××、××××……的物理层图2总线模型
用户层行规：装置特征、功能特性和行为的规范。用户层行规以格式化数据结构形式定义，包括管理、传感器、驱动与I/O四种类别的数据定义，以确保装置间的互操作，支持面向应用的实现。应用层：应用层维护站点间的安全、可靠的数据传输通路，并为用户层行规的命令与应答提供传输服务。应用层服务由连接管理、同步传输、异步传输和传输管理等服务组成。数据链路层：数据链路层为应用层提供周期、实时、无差错的数据链路。为了便于用户针对不同系统的性能要求而选用不同通信技术，数据链路层划分为抽象数据链路子层（ADLL）和实数据链路子层(RDLL）。抽象数据链路子层规定了数据链路层的服务与协议，为应用层提供通信服务并实现与实数据链路子层的数据交换。实数据链路子层允许用户自定义或选用现有国际或国家标准，在本部分中不作规定。
物理层：为了便于用户引人新的通信技术，本部分对物理层不做具体规定，只给出选用时的一般要求。
5物理屡
5.1概述
物理层协调总线在物理媒体中传送比特流所需的各种功能，定义总线接插件和传输媒体的机械和电气规约，以及为发生传输所必须完成的过程和功能。6
GB/T18759.3—2009
本协议不具体规定物理层规范，用户可选定符合国际或国家标准的物理层规范。5.2机械接口
机械接口要求总线插座/插头采用符合国际或国家标准的接插单元。5.3电气接口协议
用户所采用的总线的物理层应遵循符合国际或国家标准的电气接口协议规范。5.4总线拓扑
总线拓扑方式可采用树状、链式或环状。5.5电磁兼容测试项目及指标
总线通信电缆电磁兼容测试应符合GB/T17626系列标准。5.6安全
物理层安全要求详见附录A。
6数据链路层
6.1概述
数据链路层实现应用层与物理层之间数据交互，完成应用层APDU到物理层传输的数据顿之间的转换及对各个站点的寻址和地址管理，实现点到点的可靠数据传输。针对开放式数控系统的要求，数据链路层划分为抽象数据链路子层（ADLL）及实数据链路子层(RDLL），以允许用户自定义或选用已有的数据链路通信规范。6.2数据链路层模型
本部分对数据链路层服务的实现不做具体规定，仅将数据链路层提供的协议规范、服务内容、性能指标及对应用层的接口加以规范，并将规范化的服务接口、协议规范划分为抽象数据链路子层，约束各数据链路层服务的服务内容和性能，数据链路层服务内容的具体实现开放给用户，允许用户自定义或选用已有的数据链路通信规范。数据链路层模型如图3所示。ADLL
ADLL服务
通信服务
周期读非周期读
周期写非周期写
服务解释器
管理服务
Mailbox
服务接口
差错数据
服务管理
ADLL-RDLL服务映射管理
RDLL服务
用户定文
RDLLPHY接口
对象字典
服务！协议
对象对象
字典字典
地址管理
RDLL地址
图3数据链路层模型
AP数据
DL状态
DL控制
ADLL数据管理
ADLL协议映射管理
映射/封装
RDLL教据
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