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GB/T 39561.1-2020

基本信息

标准号: GB/T 39561.1-2020

中文名称:数控装备互联互通及互操作第1部分:通用技术要求

标准类别:国家标准(GB)

标准状态:现行

出版语种:简体中文

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相关标签: 数控 装备 互联互通 通用 技术

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出版信息

相关单位信息

标准简介

GB/T 39561.1-2020.Interconnection and interoperation of numerical control equipment-Part 1:General technical requirement.
1范围
GB/T 39561的本部分规定了数控装备与数控装备之间、数控装备与生产线集成系统之间以及数控装备与上层管理系统之间互联互通及互操作的技术要求,包括系统架构和基本要求。
GB/T 39561.1适用于数控装备的控制及数据采集。
2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/T 36324-2018信息安全技术工业控制系统信息安全分级规范
3术语、定义和缩略语
3.1 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1.1
数控装备 numerical controlled equipment
采用内置数字控制装置的制造装备,可完成一类或几类零件制造加工的数控机床及辅助设备的总称。
注:数控装备包括具有数控功能的金属切削机床(数控机床).各种冷加工数控设备以及机械制造用途的工业机器人等。
3.1.2
协议映射 protocol mapping
将一种通信协议通过软件的方式转换为另外一种通信协议,并保持原通信的功能和语义。
3.1.3
互联互通 interconction
两个设备之间至少有一条在物理上兼容的连接线路.设备之间通信协议能够兼容并且能互相理解对方信息资源的语义,进行端到端的数据交换。
3.1.4
互操作 interoperation
数控装备间通过相互交换信息,并将这些信息利用到自身的功能中,与其他数控装备进行正确的协作。
注:改写GB/T 33899-2017.定义3.4.

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标准内容

ICS29.020
中华人民共和国国家标准
GB/T39561.1—2020
数控装备互联互通及互操作
第1部分:通用技术要求
Interconnection and interoperation of numerical control equipment-Part1:General technical requirement2020-12-14发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2021-07-01实施
GB/T39561.1—2020
规范性引用文件
术语、定义和缩略语
术语和定义
缩略语
互联互通及互操作系统的架构
基本要求
通信接口要求
数据格式要求
系统性能要求
信息安全要求
附录A(资料性附录)
参考文南
数控装备互联互通及互操作的典型系统示例前言
GB/T39561《数控装备互联互通及互操作》包含以下部分:第1部分:通用技术要求;
第2部分:设备描述模型;
一第3部分:面向实现的模型映射;第4部分:数控机床对象字典;
第5部分:工业机器人对象字典;第6部分:数控机床测试与评价;第7部分:工业机器人测试与评价本部分为GB/T39561的第1部分。本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。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。GB/T39561.1—2020
本部分起草单位:国家机床质量监督检验中心、重庆大学、沈阳高精数控智能技术股份有限公司、清华大学、机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、广州数控设备有限公司、北京凯恩帝数控技术有限责任公司、重庆机床集团有限公司、山东建筑大学、北京航空航天大学、中国石油大学(北京)、固高科技(深圳)有限公司、富土康工业互联网股份有限公司、沈机(上海)智能系统研发设计有限公司、山东易码智能科技股份有限公司、东莞市名菱工业自动化科技有限公司、广东南方职业学院、浙江新益智能驱动科技有限公司、浙江思纳克热流道科技有限公司、重庆海特克系统集成有限公司。本部分主要起草人:黄祖广、萍、易润忠、薛瑞娟、胡毅、邵珠峰、赵艳领、姬帅、赵钦志、陶飞、王金江、蒋峰、刘丹、唐建锐、杨洪丽、陈剑、龚小云、欧阳渺安、刘广杰、赵桢、闻帅杰、陈凯、王漫江、戴幸平、缪炳南、金维新。
1范围
数控装备互联互通及互操作
第1部分:通用技术要求
GB/T39561.1—2020
GB/T39561的本部分规定了数控装备与数控装备之间、数控装备与生产线集成系统之间以及数控装备与上层管理系统之间互联互通及互操作的技术要求,包括系统架构和基本要求本部分适用于数控装备的控制及数据采集2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/T36324一2018信息安全技术工业控制系统信息安全分级规范3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1.1
数控装备numericalcontrolledequipment采用内置数字控制装置的制造装备,可完成一类或几类零件制造加工的数控机床及辅助设备的总称。
注:数控装备包括具有数控功能的金属切削机床(数控机床)、各种冷加工数控设备以及机械制造用途的工业机器人等。
协议映射protocolmapping
将一种通信协议通过软件的方式转换为另外一种通信协议,并保持原通信的功能和语义。3.1.3
interconnection
互联互通
两个设备之间至少有一条在物理上兼容的连接线路,设备之间通信协议能够兼容并且能互相理解对方信息资源的语义,进行端到端的数据交换。3.1.4
互操作interoperation
数控装备间通过相互交换信息,并将这些信息利用到自身的功能中,与其他数控装备进行正确的协作。
注:改写GB/T33899—2017.定义3.4。3.1.5
设备描述模型devicedescriptionmodel对设备资源和能力进行数字化描述的数据结构和函数集合。GB/T39561.1—2020
模型映射modelmapping
将设备描述模型转换为一种或多种通信协议的方法和过程。3.2
缩略语
下列缩略语适用于本文件。
API:应用程序接口(ApplicationProgrammingInterface)COM:串行通信端口(ClusterCommunicationPort)DDE:动态数据交换机制(DynamicDataExchange)DNC:分布式数控(DistributedNumericalControl)ERP:企业资源计划(EnterpriseResourcePlanning)IP:因特网协议(InternetProtocol)MDC:制造数据采集(ManufacturingDataCollection)MES:制造执行系统(ManufacturingExecutionSystem)NC:数值控制(NumericalControl)OPCUA:开放平台通信统一架构(OpenPlatformCommunicationUnifiedArchitecture)PLM:产品生命周期管理(ProductLifecycleManagement)SCADA:数据采集与监控(SupervisoryControlAndDataAcquisition)TCP:传输控制协议(TransmissionControlProtocol)效互联互通及互操作系统的架构4
在离散制造系统中,互联互通的主体包括数控装备、将数控装备集成为生产线的集成控制系统、对数控装备进行数据采集和监控的MDC、SCADA等软件系统、对数控机床进行数控程序管理的DNC系统以及车间层的制造过程管理软件系统MES等各种业务管理软件系统等。数控装备与其他软硬件系统构成的互联互通系统在智能制造系中的位置见图1。数控装备的互联互通采用客户端/服务器结构,其中被访问的数控装备作为服务器,访问的数控装备或DNC、MDC和SCADA等作为客户端,按照互联互通规定的数据字典及其对应的访问方式获得数控装备的信息,通常至少支持查询和发布/订阅等模式,MES等车间层管理软件可以直接与数控装备通信实现数据采集,也可通过MDC,SCADA等软件系统实现与数控装备的互联互通2
打联打通工操作树络应用范围
企业管陈层bZxz.net
智能制造系经的典型渠构
PI.M系统
T.RP系统
GB/T39561.1—2020
间臂控层
SCATIA
装各控制屋
来数控系统器人拉系统教工控
回编程逻华控净圈单片机/茂入式设各物坪!
问服系统
远程输入检
交趣器
互联互通互操作网络在智能制造系统中的位置图1
数控装备互联互通及互操作的数据的映射包括数控设备的模型描述及建模规则、模型映射的方法以及访问接口等内容,可满足信息采集、数控装备的时序控制、过程控制、启停控制、程序传输、诊断报警信息等应用,见图2。
太他标法数据模型
数控装各
VTCunnx模型
激控装
OPC-UA实型
模判映射方法
共型数控装备的对象宁典(标准模型用划)数控床对象字具
数控机床
注:MTconnect为数控设备互联通信协议工业机器人对象学典
其独机振动化装各
)设备拮述模型模
原始数垢
物备(包招传感馨)
二业办器人
其科机振已动化装各
数控装备的数据模型映射
5基本要求
5.1概述
实现数控装备的互联互通及互操作,其中数控装备的控制系统应具备网络接口,其他装备或软件系统可通过该接口实现对数控装备信息的获取和控制。数控装备的互联互通互操作接口应满足数控装备控制系统、生产线控制系统等通过服务器软件接口提供本装备(系统)对外的信息访问和功能控制接口,其应用场景和实现方式参见附录A。3
GB/T39561.1—2020
通信接口要求
数控装备互联互通及互操作接口的物理层介质可以支持电缆、光纤等有线方式,也可采用无线局域网等无线通信方式,宜优先采用有线通信方式。数控装备互联互通及互操作接口的链路层应保证其数据顿传输延迟应低于收发双方对延迟的最长允许时间要求,并具有适当的亢余。要实现数控装备互联互通及互操作,通信系统宜采用具有通信实时性保障能力的数据链路层通信协议,如采用IEC61784-2:2019等的实时以太网协议。数控装备应具备独立的IP地址,其互联互通接口网络层和传输层应支持TCP/IP协议,可通过局域/广域网络进行远程访问。
数据格式要求
互联互通及互操作的数控装备数据应遵循确定的建模方法,并提供信息的语义,可实现软件的自动识别和集成,推荐采用元数据描述文件的方式提供。4系统性能要求
互联互通及互操作的数控装备在通信交互时,通信所产生的负荷不应导致控制系统自身显著变慢,出现停滞、失步等运行故障,影响正常功能的使用5信息安全要求
数控装备互联互通的信息安全应遵循GB/T36324一2018的要求,根据应用场景和企业实际需求,设定所需的安全等级。
A.1应用场景
附录A
(资料性附录)
数控装备互联互通及互操作的典型系统示例数控装备互联互通及互操作的典型应用场景一般包括以下三种,见图A.1:GB/T39561.1—2020
数控装备与其他多台数控装备组合成一套更复杂的组合数控装备或者生产线时的数控装备之间的互联互通:
数控装备与生产线控制系统之间的互联互通:c)数控装备与数据采集系统/生产管理系统之间的互联互通。微销采集系就/牛产管具紧
客户端
赶务器接!
激控装
客户端
生产线控系统
服务器接口
服务器接
数拉装画
客户端
客户端
图A.1数控装备互联互通及互操作的应用场景符合互联互通要求的数控装备及生产线控制系统,可通过服务器接口提供本装备(系统)对外的信息访问和功能控制接口,以及反映这些信息接口语义的元信息。其他装备/系统通过客户端软件访问服务器提供的接口,读取装备(系统)数据及进行功能控制等。为了理解服务器提供的信息的语义以及软件的自动识别和集成,装备(系统)同时通过服务器接口对外提供数据的语义信息互联互通的核心是为信息建模和数据传输两大内容制定统一的标准,使得一个客户端软件可不加修改地访问符合标准的任意装备/系统的服务器端接口。设备描述模型是从信息的角度对数控装备进行的描述,其将设备本身提供的数据、功能等信息组织成标准的层次化结构,并允许其他系统/软件通过通信协议进行访问。A.2实现方法
数控装备的互联互通实现方法可有多种,其中典型包括NC内置实现方式和外置适配器方式。NC内置式的一种实现方式见图A.2。GB/T39561.1—2020
数控系统/机器人控制
系统软件(进程)
控制装置
进程间道信
没备活述模型的缺件实现(进程)插窄
OPEA协议
唤乐插件
MTsunniel 协
议映射插件
图A.2内置实现方式
***协以货射
作为信息模型软件实现的进程,通过(一般是NC/机器人控制系统确定的)进程间通信机制(操作系统SOCKET、DDE、COM、TCP/IP等)与NC/工业机器人控制系统通信,读取信息或者发出控制。软件提供统一的插件接口,采用MTconnect及按GB/T33863.1—2017、GB/T33863.5—2017的OPCUA等以实现协议作为软件插件模块,将信息模型透明地转换为实现协议。对于数控装备厂商尚未予支持的其他数控装备,可以采用外置式的实现方案。一种外置适配器的实现方法见图A.3。
数控系统,划器人控别系统致\:(进程)机床/机人控制装片
道信:TCI/U、现场线等
过三内组件
证程问通信
广商特定AIIE:件
绒助传器
传感器数拍来集虹件
个进程内纠书/光程间五岩
设备描述模型的教件实现(进程)持件
OPCUA协设
读射信件
运配器
Mtcomnecr协
设映射插件
图A.3外置适配器实现方式
中+办汉庆射
通过开发适配的软件或者软硬件一体的适配器装置,采用厂商特定的API组件通过数控装置提供的专用通信接口和通信协议,实现与数控装置的通信。厂商特定API组件可以实现为设备描述模型实现软件的进程内组件,也可采用进程间通信机制。还可增加传感器对数控装备原数控装置未能提供的信息进行采集,实现对数控装备信息模型更完整支持。GB/T33863.1—2017
参考文献
OPC统一架构
为第1部分:概述和概念
GB/T33863.5—2017
OPC统一架构
为第5部分:信息模型
GB/T33899—2017工业物联网仪表互操作协议GB/T39561.1—2020
IEC61784-2:2019Industrial communicationnetworksProfilesPart2:Additional field[4]
busprofilesforreal-timenetworksbasedonISO/IEC8802-3
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