FZ/T 90108-2010
基本信息
标准号： FZ/T 90108-2010
中文名称：棉纺设备网络管理通信接口和规范
标准类别：纺织行业标准(FZ)
标准状态：现行
出版语种：简体中文
下载格式：.zip .pdf
下载大小：5067859
标准分类号
关联标准
出版信息
相关单位信息
标准简介
FZ/T 90108-2010.
1范围
FZ/T 90108规定了棉纺设备进行数字化联网,实现设备集中管理的监控网络的基本要求.网络设备的基本要求、网络设备的通信接口规范.棉纺设备的数据信息结构。
FZ/T 90108适用于棉纺设备(见附录A)的联网。棉纺设备制造商在开发，设计、生产时应考虑本标准的规定,棉纺生产企业在进行集中控制系统建设以及选择棉纺设备时也可参考本标准。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。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标准,然而.鼓励根据本标准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标准。
GB/T15157.7频率低于3MHz的印制板连接器第7部分:有质量评定的具有通用插合特性的8位固定和自由连接器详细规范
GB/T 15192纺织机械用图形符号
GB/T15629.3信息处理系统局城网第3部分:带碰攛检测的载波侦听多址访同(CSMA/
CD)的访向方法和物理层规范
GB/T 15969.5- -2002 可编程序控制器 第 5部分:通信
GB/T 16657.2工业通信网络 现场总线规范第2 部分:物理层规范和服务定义
3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
现场总线fieldbus
应用在制造自动化或过程自动化的现场设备之间.现场设备与控制装置之间的双向,串行和多点的数字通信技术。
开放系统open system
在通信系统中的--种计算机网络,设计使正确执行的应用程序能在多个厂商提供的不同的平台上运行,能与其他应用程序互操作,并且为用户相互作用提供- -个统- - 风格的界面.
3.3网关
gateway
一个网络连接到另一个网络的关口。该网络设备在需要时可将一个网络 所用的接口和协议转换为另一个不同网络所用的接口和协议。
节点node
在控制网络中和通信媒体相连接的- -个智 能设备。
[GB/T 20299.4- 2006,定义 3. 22]
1范围
FZ/T 90108规定了棉纺设备进行数字化联网,实现设备集中管理的监控网络的基本要求.网络设备的基本要求、网络设备的通信接口规范.棉纺设备的数据信息结构。
FZ/T 90108适用于棉纺设备(见附录A)的联网。棉纺设备制造商在开发，设计、生产时应考虑本标准的规定,棉纺生产企业在进行集中控制系统建设以及选择棉纺设备时也可参考本标准。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。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标准,然而.鼓励根据本标准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标准。
GB/T15157.7频率低于3MHz的印制板连接器第7部分:有质量评定的具有通用插合特性的8位固定和自由连接器详细规范
GB/T 15192纺织机械用图形符号
GB/T15629.3信息处理系统局城网第3部分:带碰攛检测的载波侦听多址访同(CSMA/
CD)的访向方法和物理层规范
GB/T 15969.5- -2002 可编程序控制器 第 5部分:通信
GB/T 16657.2工业通信网络 现场总线规范第2 部分:物理层规范和服务定义
3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
现场总线fieldbus
应用在制造自动化或过程自动化的现场设备之间.现场设备与控制装置之间的双向,串行和多点的数字通信技术。
开放系统open system
在通信系统中的--种计算机网络,设计使正确执行的应用程序能在多个厂商提供的不同的平台上运行,能与其他应用程序互操作,并且为用户相互作用提供- -个统- - 风格的界面.
3.3网关
gateway
一个网络连接到另一个网络的关口。该网络设备在需要时可将一个网络 所用的接口和协议转换为另一个不同网络所用的接口和协议。
节点node
在控制网络中和通信媒体相连接的- -个智 能设备。
[GB/T 20299.4- 2006,定义 3. 22]
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标准内容
ICS59.120.01
中华人民共和国纺织行业标准
FZ/T90108—2010
棉纺设备网络管理通信接口和规范Application requirements of communication interface of network managementfor cottonspinningpreparatoryand cotton spinningmachinery2010-08-16发布
中华人民共和国工业和信息化部发布
2010-12-01实施
FZ/T90108—2010
1范围
规范性引用文件
术语和定义
缩略语
监控网络的基本要求
5.1棉纺设备监控网络总体结构及基本要求5.2主干控制网络的结构及其基本要求5.3设备组控制网络的结构及其基本要求6网络设备的基本要求
6.1中央监控中心的基本要求
6.2设备组监控中心的基本要求
网关的基本要求
6.4棉纺设备通信的基本要求
网络设备的通信接口规范
7.1物理接口
7.2通信协议
8棉纺设备的数据信息
8.1一般要求
8.2数据信息
8.3棉纺设备数据结构
附录A（规范性附录）
附录B（资料性附录）
参考文献
设备标识中棉纺设备类型代码
梳棉机的数据结构示例
本标准的附录A为规范性附录，附录B为资料性附录。本标准由中国纺织工业协会提出。本标准由全国纺织机与附件标准化技术委员会归口。FZ/T90108—2010
本标准由中国纺织机械器材工业协会、西门子（中国）有限公司、无锡市华明自动化技术有限公司、上海二纺机股份有限公司、经纬纺机股份榆次分公司、青岛宏大纺织机械股份有限公司，江苏宏源纺机股份有限公司、天津宏大纺织机械有限公司，湖北天门纺织机械有限公司、郑州纺织机械股份有限公司、马佐里（东台）纺机有限公司、立达（常州）纺织仪器有限公司、中达电通股份有限公司、欧姆龙自动化（中国)有限公司、北京众仁智杰科技有限公司、北京经纬纺机新技术有限公司负责起草。本标准主要起草人：曾延波，孙凉远、季土光、昌吕渭贤，叶平，季旭芳、周锦碚、季增润、宋钦文，张始荣、杨长青、吴洪武、吴林、何斌、谢国伟、向阳、李振、关鹏、刘广喜、陈峰。I
FZ/T90108—2010
随着自动化技术从单机控制向多机控制、向工厂自动化发展，纺织生产企业对生产过程中产量、质量、设备运行状态等信息实行在线采集和处理，并在车间或企业管理层应用计算机网络进行监视、管理的需求不断增长。为了引导不同厂家开发、生产的棉纺设备满足使用厂设备联网的要求，编制了FZ/T90108一2010，以规范各棉纺设备通信的接口和协议。本标准不包含设备级控制单元的详细要求。本标准旨在解决网络通信中棉纺设备与设备组监控中心或与中央监控中心之间数据的互连互通，数据信息的具体内容由设备制造方、设备使用方和网络集成方协商确定。1范围
棉纺设备网络管理通信接口和规范FZ/T90108—2010
本标准规定了棉纺设备进行数字化联网，实现设备集中管理的监控网络的基本要求、网络设备的基本要求、网络设备的通信接口规范、棉纺设备的数据信息结构。本标准适用于棉纺设备（见附录A）的联网。棉纺设备制造商在开发、设计、生产时应考虑本标准的规定，棉纺生产企业在进行集中控制系统建设以及选择棉纺设备时也可参考本标准。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。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标准，然而，鼓励根据本标准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标准。GB/T15157.7频率低于3MHz的印制板连接器第7部分：有质量评定的具有通用插合特性的8位固定和自由连接器详细规范GB/T15192纺织机械用图形符号
GB/T15629.3信息处理系统局域网第3部分：带碰撞检测的载波侦听多址访问（CSMA/CD)的访问方法和物理层规范
GB/T15969.5—2002可编程序控制器第5部分：通信GB/T16657.2工业通信网络现场总线规范第2部分：物理层规范和服务定义3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。3.1
现场总线fieldbus
应用在制造自动化或过程自动化的现场设备之间、现场设备与控制装置之间的双向、串行和多点的数字通信技术。
开放系统opensystem
在通信系统中的一种计算机网络，设计使正确执行的应用程序能在多个厂商提供的不同的平台上运行，能与其他应用程序互操作，并且为用户相互作用提供一个统一风格的界面。3.3
网关gateway
一个网络连接到另一个网络的关口。该网络设备在需要时可将一个网络所用的接口和协议转换为另一个不同网络所用的接口和协议。3.4
节点node
在控制网络中和通信媒体相连接的一个智能设备。［GB/T20299.4—2006，定义3.22]3.5
控制网络controlnetwork
监测传感器，控制执行器、管理网络操作和提供对网络数据全面接人的装置的集合。1
FZ/T90108—2010
[GB/T20299.4—2006.定义3.2]
F network in a factory
广级网络
在工厂范围内，用于连接操作员站和各棉纺车间中央监控中心的网络，即工厂管理级的网络。3.7
主干控制网络maincontrolnetwork用于连接棉纺设备或设备组监控中心（含网关）和中央监控中心的实时网络，在车间范围内实现各个棉纺设备的数据采集与控制，即车间级的网络。3.8
设备组控制网络devicescontrolnetwork用于连接设备组监控中心和各个棉纺设备的实时网络，作为中央监控中心与棉纺设备连接的通信代理。
可互操作性interoperability
连接到同一网络上不同制造商的设备之间、系统之间进行通信与互用，不同制造商的性能类似的设备可以实现互换。
可互换性interchangeability
不同制造商生产的两个或两个以上设备，在一个或多个分布式应用中使用相同的通信协议和接口一起工作的能力，每个设备的数据和功能性定义之后，如果任意一个设备被替换，包括被替换设备的所有分布式应用仍会如同替换前一样继续运行，包括同样的分布式应用的动态响应。［GB/T20299.4-2006，定义3.21]3.11
拓扑结构topology
在通信网络各节点间相互连接的方式，通常可分为总线型、星型、环型及自由拓扑结构（任意组合）。［GB/T20299.4—2006，定义3.7]3.12
行规profile
由制造商和用户制定的有关设备和系统的特征、功能特性和行为的规范。4缩略语
OLEObjectLinkingandEmbedding(对象链接与嵌人）OPCOLEforProcessControl(用于过程控制的对象链接与嵌人）PLCProgrammableLogicController（可编程控制器）TCPTransmissionControlProtocolc传输控制协议）TCP/IPTransmissionControlProtocol/InternetProtocol(传输控制协议/互联网协议）UDPUserDatagramProtocol(用户数据报协议）5监控网络的基本要求
5.1棉纺设备监控网络总体结构及基本要求5.1.1监控网络结构
5.1.1.1整体监控网络宜采用分级控制结构，保证网络的可靠性和安全性，提高网络资源的利用效率。5.1.1.2常用的监控网络结构分下列三级（见图1）：2
厂级网络；
主干控制网络；
设备组控制网络。
5.1.1.3常用的设备网络连接分下列三种类型（见图1)：-棉纺设备直接连接到中央监控中心；棉纺设备通过设备组监控中心连接到中央监控中心；一棉纺设备通过网关连接到中央监控中心。中央监控中心
设备组监控中心
设备组控制网络
棉纺设备1
棉纺设备2
注：虚框中的设备为可选设备。5.1.2
基本要求
手段。
棉纺设备m
棉纺设备n
图1棉纺设备监控网络结构类型
FZ/T90108—2010
厂级网络
主干控制网
设备组监控中心
棉纺设备x
棉纺设备y
监控网络应具有可靠性，包括信息的可靠传送，控制链路的可靠连接，系统容错能力。监控网络应具有可维护性，包括故障诊断、隔离和恢复等。监控网络应具有网络管理和维护工具，为系统配置及故障的诊断、隔离和恢复提供方便的监控网络应基于开放系统平台，满足可互换性和可互操作性的要求。监控网络应具有良好的可扩展性，可修改系统及设备的配置。5.1.2.6
监控网络应保证网络传输的安全性和保密性，只允许合法的网络设备连接，阻挡非法接人。监控网络宜采用分布式网络结构，消除故障集中点，降低系统故障风险。5.1.2.7
5.2主干控制网络的结构及其基本要求5.2.1主干控制网络及设备组控制网络结构常用的主干控制网络及设备组控制网络结构见图2。m
FZ/T90108-2010
控制器
控制器
通信接口
数据存储器
通信接口
数据存储器力
主干控制网络
通信接口1
可编程控制器
通信接口2
通信接口
控制器
设备组控制网络
控制器
数据存储器
图2主干控制网络及设备组网络结构5.2.2主干控制网络的基本要求
5.2.2.1，主干控制网络应选用独立网络连接，并保证数据传输的实时性。5.2.2.2，主干控制网络应选用高速网络协议，传输速率不小于100Mb/s。5.2.2.3’主干控制网络应具有直接连接至少64个节点的能力。5.2.2.4主干控制网络宜具有余连接的能力，实现高可靠的通信。5.2.2.5）主干控制网络宜选用基于以太网连接的网络通信协议。X
通信接口1
协议转换等功能
通信接口2
通信接口
数据存储器
5.2.2.6）主干控制网的网线推荐采用屏蔽双绞线或光纤，也可采用无线连接方式。5.3设备组控制网络的结构及其基本要求5.3.1设备组控制网络（含网关）的结构常用的设备组控制网络(含网关)结构见图2。5.3.2设备组控制网络的基本要求5.3.2.1)设备组控制网络应选用独立网络连接，并保证数据传输的实时性，数据响应时间应满足设备控制的要求。
5.3.2.23设备组控制网络的传输速率不宜小于100kb/s。5.3.2.3）设备组控制网络应具有直接连接至少32个节点的能力。5.3.2.4）根据设备的控制器不同，可以选择控制器生产厂商所提供的开放的通信协议或专有的通信协议，但设备控制器应按第7章的规定，提供到主干控制网络或设备组控制网络的通信接口。6网络设备的基本要求，
6.1中央监控中心的基本要求
6.1.1中央监控中心应支持基于以太网的通信协议，并应满足网络速率和连接节点数的要求（见5.2.2.24
和5.2.2.3)。
FZ/T90108—2010
6.1.2中央监控中心应具有访问其他中央监控中心的数据库的功能，以满足可互操作性的要求。6.1.3中央监控中心宜具有图形功能，即操作员可通过图形化的界面进行设备监控。有关图形符号应符合GB/T15192的规定。
6.1.4中央监控中心应具有采集棉纺设备的实时数据的功能，并且可以将控制数据实时地、可靠地下传到棉纺设备。
6.1.5中央监控中心可具有远程设备诊断和维护的功能，即通过控制网络监视，处理，记录和查询棉纺设备的运行状态，修改运行程序。6.1.6中央监控中心应具有用户管理的功能，采用分级管理的机制，即根据每个操作员的级别，通过对用户名和密码的控制，而达到操作权限管理的功能。6.1.7中央监控中心宜具有元余的功能，如实时数据的元余连接，历史数据的允余备份和数据恢复机制，保证网络的数据安全、可靠。6.1.8中央监控中心应具有扩展能力，支持5方锭以上棉纺设备的联网能力。6.1.9中央监控中心应采用开放的数据库和网络管理系统，具备数据归档，查阅和检索等功能，充许多个客户应用程序访问网络数据并执行设备管理功能。6.2设备组监控中心的基本要求
6.2.1设备组监控中心应具有就地数据显示和控制功能。6.2.2设备组监控中心应具有连接到主干控制网络的通信接口和设备组控制网络的通信接口。6.2.3设备组监控中心应具有采集棉纺设备的实时数据的能力，并且将控制数据实时地，可靠地下传到棉纺设备。
6.2.4设备组监控中心应具有扩展能力，保证系统资源有足够的容量连接棉纺设备。6.2.5设备组监控中心宜具有棉纺设备诊断和维护的功能，即通过控制网络监视、处理组内各棉纺设备的运行状态。
6.2.6设备组监控中心宜具有自诊断的功能。6.2.7设备组监控中心宜具有余的功能，如实时数据的完余连接，以提高系统的可靠性。6.3网关的基本要求
6.3.1网关应具有协议转换和数据缓存的功能。6.3.2网关应具有连接到主干控制网络的通信接口和设备组控制网络的通信接口。6.3.3网关应具有实时数据的缓存功能，保证在由于中央监控网络和设备层网络速率不一致的情况下可以实现双方的数据通信。
6.3.4网关应具有扩展能力，保证系统资源有足够的容量连接棉纺设备。6.4棉纺设备通信的基本要求
6.4.1棉纺设备控制器（如PLC)的通信功能应满足GB/T15969.5—2002的规定。6.4.2棉纺设备以及控制器应满足可互换性的要求。6.4.3棉纺设备以及控制器的增减或更换不得影响网络上其他设备的工作。7网络设备的通信接口规范
7.1物理接口
7.1.1中央监控中心
中央监控中心连接主干控制网的物理接口应采用RJ45标准，符合GB/T15157.7的规定。传输速率宜不小于100Mb/s。
7.1.2设备组监控中心及网关
连接主干控制网络的通信接口应与中央监控中心的通信接口一致（见7.1.1），连接设备组控制网5
FZ/T90108—2010
络的通信接口应与组内棉纺设备的接口一致（见7.1.3)。7.1.3棉纺设备
棉纺设备连接到：
a）主干控制网的棉纺设备的物理接口应采用RJ45标准，符合GB/T15157.7的规定。b）设备组监控中心或网关的物理接口可以是：-RJ45，符合GB/T15157.7的规定；RS-485，符合GB/T16657.2的规定。7.2通信协议bZxz.net
7.2.1厂级网络
厂级网络应采用基于以太网连接的、TCP及UDP的通信协议，符合GB/T15629.3的规定。7.2.2主干控制网络
主干控制网络应采用基于以太网连接的、适合于工业控制要求，可互操作性强、适应性广的工业以太网协议或工业通信协议，如：Profinet、ModbusTCP/IP等。注：OPC通常用于现场设备及系统的集成。7.2.3设备组控制网络
根据棉纺设备连接到不同的网络层可采用：a）基于以太网连接的、适合于工业控制要求、可互操作性强、适应性广的工业以太网协议或工业通信协议，如：Profinet，ModbusTCP/IP等。注：OPC通常用于现场设备及系统的集成。b）开放性强、应用较广的工业现场总线或其他技术，如：ProfiBus、CANopen等。8棉纺设备的数据信息
8.1一般要求
8.1.1棉纺设备的控制器应具有用于存储供上位机（中央监控中心或设备组监控中心）访问的通信数据的存储单元。
8.1.2棉纺设备中供上位机访问的通信数据宜按照顺序存储在一个连续的数据包内，便于由上位机单独地或成批地读取，提高通信效率。8.1.3控制器中的通信数据保存模型见图3。设备数据
生产数据
质量数据
工艺数据
图3控制器中的通信数据保存模型示例8.1.4各棉纺设备的通信数据的数据类型应符合GB/T15969.5—2002中A.3.2的表1要求，本标准推荐的数据类型见表1。各棉纺设备的数据结构按8.3的描述方式。6
数据类型
数据类型关键字
STRINGEN]
a实现者应规定允许的最大长度，给出的N即此串的最大尺寸。b给出的大小是固定的。
FZ/T90108—2010
描述类别和大小
布尔”
8位整数?
16位整数”
32位整数。
64位整数
8位无符号整数
16位无符号整数”
32位无符号整数”
32位浮点数”
32位无符号数
8位位组串N
8位位串·
16位位串·
32位位串·
5棉纺设备的消息、警告和报警信息宜主动上传到中央监控中心或设备组监控中心。8.1.5
8.2数据信息
8.2.1概述
棉纺设备中的通信数据是用于棉纺厂管理、监控的数据，主要包括设备数据、生产数据、质量数据及工艺数据。数据信息的具体内容由设备使用方和设备制造方根据管理的需要和设备的性能协商确定。8.2.2
设备数据
8.2.2.1设备数据宜包含运行设备的运行工况、健康情况、标识等涉及设备管理的数据。数据存储结构见表2。
2设备数据存储结构
数据分类类型
运行工况
健康情况
设备标识
设备参数
报誉信息
统计信息
设备总体情况
子设备1情况
设备类型
辅助信息
设备编号
设备和(或)主要零
部件的规格参数
如设备温度、压力等
如耗电量等
如罗拉直径
根据设备而定
见表3和表4
见表5
FZ/T901082010
8.2.2.2运行工况数据应根据各个棉纺设备的检测能力而提供，包括报警信息和设备健康的统计信息，用于生产时维护设备的良好运转。8.2.2.3健康情况数据包含棉纺设备整体运行的状态信息以及可检测的子设备的状态信息。子设备包括控制器、智能控制单元、变频器、CPU、I/O模板、通信模板等。设备组控制中心和网关也应具备健康情况数据。健康情况数据用于设备的整体评测和生命周期的计算，其数据存储结构见表3和表4。表3棉纺设备运行状态数据结构
设备状态
工作状态
控制状态
设备状态
工作状态
注：数值中的“X”表示第X个子设备，表示
紧急停车
（16进制）
设备整体状态良好，包括各子模板或子设备
至少有一个子模板或子设备状态为警告，没有故障，表示控制系统警告至少有一个子模板或子设备状态为故障，不能正常工作
设备处于运行状态，正常生产
设备处于停止状态
设备处于启动状态
设备处于紧急停止状态，属于非正常停机
本地（就地）控制有效
远程控制有效
子设备运行状态数据结构
(16进制）
子设备整体状态运行良好，包括模板或子系统
至少有一个模板或部件状态为警告，没有故障，表示子设备控制系统警告至少有一个模板或部件状态为故障，表示子设备控制系统故障
子设备处于运行状态
子设备处于停止状态
子设备处于保护状态，不接收远程信息8.2.2.4设备标识包含工作设备的机型、车间内编号等信息，设备组监控中心和网关也需具备标识数据。各个设备的标识信息在车间（工厂)内具有唯一性，供设备管理检索使用，见表5。8
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中华人民共和国纺织行业标准
FZ/T90108—2010
棉纺设备网络管理通信接口和规范Application requirements of communication interface of network managementfor cottonspinningpreparatoryand cotton spinningmachinery2010-08-16发布
中华人民共和国工业和信息化部发布
2010-12-01实施
FZ/T90108—2010
1范围
规范性引用文件
术语和定义
缩略语
监控网络的基本要求
5.1棉纺设备监控网络总体结构及基本要求5.2主干控制网络的结构及其基本要求5.3设备组控制网络的结构及其基本要求6网络设备的基本要求
6.1中央监控中心的基本要求
6.2设备组监控中心的基本要求
网关的基本要求
6.4棉纺设备通信的基本要求
网络设备的通信接口规范
7.1物理接口
7.2通信协议
8棉纺设备的数据信息
8.1一般要求
8.2数据信息
8.3棉纺设备数据结构
附录A（规范性附录）
附录B（资料性附录）
参考文献
设备标识中棉纺设备类型代码
梳棉机的数据结构示例
本标准的附录A为规范性附录，附录B为资料性附录。本标准由中国纺织工业协会提出。本标准由全国纺织机与附件标准化技术委员会归口。FZ/T90108—2010
本标准由中国纺织机械器材工业协会、西门子（中国）有限公司、无锡市华明自动化技术有限公司、上海二纺机股份有限公司、经纬纺机股份榆次分公司、青岛宏大纺织机械股份有限公司，江苏宏源纺机股份有限公司、天津宏大纺织机械有限公司，湖北天门纺织机械有限公司、郑州纺织机械股份有限公司、马佐里（东台）纺机有限公司、立达（常州）纺织仪器有限公司、中达电通股份有限公司、欧姆龙自动化（中国)有限公司、北京众仁智杰科技有限公司、北京经纬纺机新技术有限公司负责起草。本标准主要起草人：曾延波，孙凉远、季土光、昌吕渭贤，叶平，季旭芳、周锦碚、季增润、宋钦文，张始荣、杨长青、吴洪武、吴林、何斌、谢国伟、向阳、李振、关鹏、刘广喜、陈峰。I
FZ/T90108—2010
随着自动化技术从单机控制向多机控制、向工厂自动化发展，纺织生产企业对生产过程中产量、质量、设备运行状态等信息实行在线采集和处理，并在车间或企业管理层应用计算机网络进行监视、管理的需求不断增长。为了引导不同厂家开发、生产的棉纺设备满足使用厂设备联网的要求，编制了FZ/T90108一2010，以规范各棉纺设备通信的接口和协议。本标准不包含设备级控制单元的详细要求。本标准旨在解决网络通信中棉纺设备与设备组监控中心或与中央监控中心之间数据的互连互通，数据信息的具体内容由设备制造方、设备使用方和网络集成方协商确定。1范围
棉纺设备网络管理通信接口和规范FZ/T90108—2010
本标准规定了棉纺设备进行数字化联网，实现设备集中管理的监控网络的基本要求、网络设备的基本要求、网络设备的通信接口规范、棉纺设备的数据信息结构。本标准适用于棉纺设备（见附录A）的联网。棉纺设备制造商在开发、设计、生产时应考虑本标准的规定，棉纺生产企业在进行集中控制系统建设以及选择棉纺设备时也可参考本标准。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。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标准，然而，鼓励根据本标准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标准。GB/T15157.7频率低于3MHz的印制板连接器第7部分：有质量评定的具有通用插合特性的8位固定和自由连接器详细规范GB/T15192纺织机械用图形符号
GB/T15629.3信息处理系统局域网第3部分：带碰撞检测的载波侦听多址访问（CSMA/CD)的访问方法和物理层规范
GB/T15969.5—2002可编程序控制器第5部分：通信GB/T16657.2工业通信网络现场总线规范第2部分：物理层规范和服务定义3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。3.1
现场总线fieldbus
应用在制造自动化或过程自动化的现场设备之间、现场设备与控制装置之间的双向、串行和多点的数字通信技术。
开放系统opensystem
在通信系统中的一种计算机网络，设计使正确执行的应用程序能在多个厂商提供的不同的平台上运行，能与其他应用程序互操作，并且为用户相互作用提供一个统一风格的界面。3.3
网关gateway
一个网络连接到另一个网络的关口。该网络设备在需要时可将一个网络所用的接口和协议转换为另一个不同网络所用的接口和协议。3.4
节点node
在控制网络中和通信媒体相连接的一个智能设备。［GB/T20299.4—2006，定义3.22]3.5
控制网络controlnetwork
监测传感器，控制执行器、管理网络操作和提供对网络数据全面接人的装置的集合。1
FZ/T90108—2010
[GB/T20299.4—2006.定义3.2]
F network in a factory
广级网络
在工厂范围内，用于连接操作员站和各棉纺车间中央监控中心的网络，即工厂管理级的网络。3.7
主干控制网络maincontrolnetwork用于连接棉纺设备或设备组监控中心（含网关）和中央监控中心的实时网络，在车间范围内实现各个棉纺设备的数据采集与控制，即车间级的网络。3.8
设备组控制网络devicescontrolnetwork用于连接设备组监控中心和各个棉纺设备的实时网络，作为中央监控中心与棉纺设备连接的通信代理。
可互操作性interoperability
连接到同一网络上不同制造商的设备之间、系统之间进行通信与互用，不同制造商的性能类似的设备可以实现互换。
可互换性interchangeability
不同制造商生产的两个或两个以上设备，在一个或多个分布式应用中使用相同的通信协议和接口一起工作的能力，每个设备的数据和功能性定义之后，如果任意一个设备被替换，包括被替换设备的所有分布式应用仍会如同替换前一样继续运行，包括同样的分布式应用的动态响应。［GB/T20299.4-2006，定义3.21]3.11
拓扑结构topology
在通信网络各节点间相互连接的方式，通常可分为总线型、星型、环型及自由拓扑结构（任意组合）。［GB/T20299.4—2006，定义3.7]3.12
行规profile
由制造商和用户制定的有关设备和系统的特征、功能特性和行为的规范。4缩略语
OLEObjectLinkingandEmbedding(对象链接与嵌人）OPCOLEforProcessControl(用于过程控制的对象链接与嵌人）PLCProgrammableLogicController（可编程控制器）TCPTransmissionControlProtocolc传输控制协议）TCP/IPTransmissionControlProtocol/InternetProtocol(传输控制协议/互联网协议）UDPUserDatagramProtocol(用户数据报协议）5监控网络的基本要求
5.1棉纺设备监控网络总体结构及基本要求5.1.1监控网络结构
5.1.1.1整体监控网络宜采用分级控制结构，保证网络的可靠性和安全性，提高网络资源的利用效率。5.1.1.2常用的监控网络结构分下列三级（见图1）：2
厂级网络；
主干控制网络；
设备组控制网络。
5.1.1.3常用的设备网络连接分下列三种类型（见图1)：-棉纺设备直接连接到中央监控中心；棉纺设备通过设备组监控中心连接到中央监控中心；一棉纺设备通过网关连接到中央监控中心。中央监控中心
设备组监控中心
设备组控制网络
棉纺设备1
棉纺设备2
注：虚框中的设备为可选设备。5.1.2
基本要求
手段。
棉纺设备m
棉纺设备n
图1棉纺设备监控网络结构类型
FZ/T90108—2010
厂级网络
主干控制网
设备组监控中心
棉纺设备x
棉纺设备y
监控网络应具有可靠性，包括信息的可靠传送，控制链路的可靠连接，系统容错能力。监控网络应具有可维护性，包括故障诊断、隔离和恢复等。监控网络应具有网络管理和维护工具，为系统配置及故障的诊断、隔离和恢复提供方便的监控网络应基于开放系统平台，满足可互换性和可互操作性的要求。监控网络应具有良好的可扩展性，可修改系统及设备的配置。5.1.2.6
监控网络应保证网络传输的安全性和保密性，只允许合法的网络设备连接，阻挡非法接人。监控网络宜采用分布式网络结构，消除故障集中点，降低系统故障风险。5.1.2.7
5.2主干控制网络的结构及其基本要求5.2.1主干控制网络及设备组控制网络结构常用的主干控制网络及设备组控制网络结构见图2。m
FZ/T90108-2010
控制器
控制器
通信接口
数据存储器
通信接口
数据存储器力
主干控制网络
通信接口1
可编程控制器
通信接口2
通信接口
控制器
设备组控制网络
控制器
数据存储器
图2主干控制网络及设备组网络结构5.2.2主干控制网络的基本要求
5.2.2.1，主干控制网络应选用独立网络连接，并保证数据传输的实时性。5.2.2.2，主干控制网络应选用高速网络协议，传输速率不小于100Mb/s。5.2.2.3’主干控制网络应具有直接连接至少64个节点的能力。5.2.2.4主干控制网络宜具有余连接的能力，实现高可靠的通信。5.2.2.5）主干控制网络宜选用基于以太网连接的网络通信协议。X
通信接口1
协议转换等功能
通信接口2
通信接口
数据存储器
5.2.2.6）主干控制网的网线推荐采用屏蔽双绞线或光纤，也可采用无线连接方式。5.3设备组控制网络的结构及其基本要求5.3.1设备组控制网络（含网关）的结构常用的设备组控制网络(含网关)结构见图2。5.3.2设备组控制网络的基本要求5.3.2.1)设备组控制网络应选用独立网络连接，并保证数据传输的实时性，数据响应时间应满足设备控制的要求。
5.3.2.23设备组控制网络的传输速率不宜小于100kb/s。5.3.2.3）设备组控制网络应具有直接连接至少32个节点的能力。5.3.2.4）根据设备的控制器不同，可以选择控制器生产厂商所提供的开放的通信协议或专有的通信协议，但设备控制器应按第7章的规定，提供到主干控制网络或设备组控制网络的通信接口。6网络设备的基本要求，
6.1中央监控中心的基本要求
6.1.1中央监控中心应支持基于以太网的通信协议，并应满足网络速率和连接节点数的要求（见5.2.2.24
和5.2.2.3)。
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6.1.2中央监控中心应具有访问其他中央监控中心的数据库的功能，以满足可互操作性的要求。6.1.3中央监控中心宜具有图形功能，即操作员可通过图形化的界面进行设备监控。有关图形符号应符合GB/T15192的规定。
6.1.4中央监控中心应具有采集棉纺设备的实时数据的功能，并且可以将控制数据实时地、可靠地下传到棉纺设备。
6.1.5中央监控中心可具有远程设备诊断和维护的功能，即通过控制网络监视，处理，记录和查询棉纺设备的运行状态，修改运行程序。6.1.6中央监控中心应具有用户管理的功能，采用分级管理的机制，即根据每个操作员的级别，通过对用户名和密码的控制，而达到操作权限管理的功能。6.1.7中央监控中心宜具有元余的功能，如实时数据的元余连接，历史数据的允余备份和数据恢复机制，保证网络的数据安全、可靠。6.1.8中央监控中心应具有扩展能力，支持5方锭以上棉纺设备的联网能力。6.1.9中央监控中心应采用开放的数据库和网络管理系统，具备数据归档，查阅和检索等功能，充许多个客户应用程序访问网络数据并执行设备管理功能。6.2设备组监控中心的基本要求
6.2.1设备组监控中心应具有就地数据显示和控制功能。6.2.2设备组监控中心应具有连接到主干控制网络的通信接口和设备组控制网络的通信接口。6.2.3设备组监控中心应具有采集棉纺设备的实时数据的能力，并且将控制数据实时地，可靠地下传到棉纺设备。
6.2.4设备组监控中心应具有扩展能力，保证系统资源有足够的容量连接棉纺设备。6.2.5设备组监控中心宜具有棉纺设备诊断和维护的功能，即通过控制网络监视、处理组内各棉纺设备的运行状态。
6.2.6设备组监控中心宜具有自诊断的功能。6.2.7设备组监控中心宜具有余的功能，如实时数据的完余连接，以提高系统的可靠性。6.3网关的基本要求
6.3.1网关应具有协议转换和数据缓存的功能。6.3.2网关应具有连接到主干控制网络的通信接口和设备组控制网络的通信接口。6.3.3网关应具有实时数据的缓存功能，保证在由于中央监控网络和设备层网络速率不一致的情况下可以实现双方的数据通信。
6.3.4网关应具有扩展能力，保证系统资源有足够的容量连接棉纺设备。6.4棉纺设备通信的基本要求
6.4.1棉纺设备控制器（如PLC)的通信功能应满足GB/T15969.5—2002的规定。6.4.2棉纺设备以及控制器应满足可互换性的要求。6.4.3棉纺设备以及控制器的增减或更换不得影响网络上其他设备的工作。7网络设备的通信接口规范
7.1物理接口
7.1.1中央监控中心
中央监控中心连接主干控制网的物理接口应采用RJ45标准，符合GB/T15157.7的规定。传输速率宜不小于100Mb/s。
7.1.2设备组监控中心及网关
连接主干控制网络的通信接口应与中央监控中心的通信接口一致（见7.1.1），连接设备组控制网5
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络的通信接口应与组内棉纺设备的接口一致（见7.1.3)。7.1.3棉纺设备
棉纺设备连接到：
a）主干控制网的棉纺设备的物理接口应采用RJ45标准，符合GB/T15157.7的规定。b）设备组监控中心或网关的物理接口可以是：-RJ45，符合GB/T15157.7的规定；RS-485，符合GB/T16657.2的规定。7.2通信协议bZxz.net
7.2.1厂级网络
厂级网络应采用基于以太网连接的、TCP及UDP的通信协议，符合GB/T15629.3的规定。7.2.2主干控制网络
主干控制网络应采用基于以太网连接的、适合于工业控制要求，可互操作性强、适应性广的工业以太网协议或工业通信协议，如：Profinet、ModbusTCP/IP等。注：OPC通常用于现场设备及系统的集成。7.2.3设备组控制网络
根据棉纺设备连接到不同的网络层可采用：a）基于以太网连接的、适合于工业控制要求、可互操作性强、适应性广的工业以太网协议或工业通信协议，如：Profinet，ModbusTCP/IP等。注：OPC通常用于现场设备及系统的集成。b）开放性强、应用较广的工业现场总线或其他技术，如：ProfiBus、CANopen等。8棉纺设备的数据信息
8.1一般要求
8.1.1棉纺设备的控制器应具有用于存储供上位机（中央监控中心或设备组监控中心）访问的通信数据的存储单元。
8.1.2棉纺设备中供上位机访问的通信数据宜按照顺序存储在一个连续的数据包内，便于由上位机单独地或成批地读取，提高通信效率。8.1.3控制器中的通信数据保存模型见图3。设备数据
生产数据
质量数据
工艺数据
图3控制器中的通信数据保存模型示例8.1.4各棉纺设备的通信数据的数据类型应符合GB/T15969.5—2002中A.3.2的表1要求，本标准推荐的数据类型见表1。各棉纺设备的数据结构按8.3的描述方式。6
数据类型
数据类型关键字
STRINGEN]
a实现者应规定允许的最大长度，给出的N即此串的最大尺寸。b给出的大小是固定的。
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描述类别和大小
布尔”
8位整数?
16位整数”
32位整数。
64位整数
8位无符号整数
16位无符号整数”
32位无符号整数”
32位浮点数”
32位无符号数
8位位组串N
8位位串·
16位位串·
32位位串·
5棉纺设备的消息、警告和报警信息宜主动上传到中央监控中心或设备组监控中心。8.1.5
8.2数据信息
8.2.1概述
棉纺设备中的通信数据是用于棉纺厂管理、监控的数据，主要包括设备数据、生产数据、质量数据及工艺数据。数据信息的具体内容由设备使用方和设备制造方根据管理的需要和设备的性能协商确定。8.2.2
设备数据
8.2.2.1设备数据宜包含运行设备的运行工况、健康情况、标识等涉及设备管理的数据。数据存储结构见表2。
2设备数据存储结构
数据分类类型
运行工况
健康情况
设备标识
设备参数
报誉信息
统计信息
设备总体情况
子设备1情况
设备类型
辅助信息
设备编号
设备和(或)主要零
部件的规格参数
如设备温度、压力等
如耗电量等
如罗拉直径
根据设备而定
见表3和表4
见表5
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8.2.2.2运行工况数据应根据各个棉纺设备的检测能力而提供，包括报警信息和设备健康的统计信息，用于生产时维护设备的良好运转。8.2.2.3健康情况数据包含棉纺设备整体运行的状态信息以及可检测的子设备的状态信息。子设备包括控制器、智能控制单元、变频器、CPU、I/O模板、通信模板等。设备组控制中心和网关也应具备健康情况数据。健康情况数据用于设备的整体评测和生命周期的计算，其数据存储结构见表3和表4。表3棉纺设备运行状态数据结构
设备状态
工作状态
控制状态
设备状态
工作状态
注：数值中的“X”表示第X个子设备，表示
紧急停车
（16进制）
设备整体状态良好，包括各子模板或子设备
至少有一个子模板或子设备状态为警告，没有故障，表示控制系统警告至少有一个子模板或子设备状态为故障，不能正常工作
设备处于运行状态，正常生产
设备处于停止状态
设备处于启动状态
设备处于紧急停止状态，属于非正常停机
本地（就地）控制有效
远程控制有效
子设备运行状态数据结构
(16进制）
子设备整体状态运行良好，包括模板或子系统
至少有一个模板或部件状态为警告，没有故障，表示子设备控制系统警告至少有一个模板或部件状态为故障，表示子设备控制系统故障
子设备处于运行状态
子设备处于停止状态
子设备处于保护状态，不接收远程信息8.2.2.4设备标识包含工作设备的机型、车间内编号等信息，设备组监控中心和网关也需具备标识数据。各个设备的标识信息在车间（工厂)内具有唯一性，供设备管理检索使用，见表5。8
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