ICS25.040.20 J50 中华人民共和国国家标准 GB/T29001.1—2012 机 床数控系统 NCUC-Bus现场总线协议规范 第1部分:总则 Numericalcontrolsystemofmachinetool— ProtocolspecificationsforNCUC-Busfieldbus— Part1:Generalprinciples 2012-12-31发布 2013-07-01实施 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发布目 次 前言 Ⅰ ………………………………………………………………………………………………………… 引言 Ⅱ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语和定义、缩略语 1 ……………………………………………………………………………………… 3.1 术语和定义 1 ………………………………………………………………………………………… 3.2 缩略语 4 ……………………………………………………………………………………………… 4 NCUC-Bus的总体概述 4 ………………………………………………………………………………… 4.1 概述 4 ………………………………………………………………………………………………… 4.2 NCUC-Bus通信需求 4 ……………………………………………………………………………… 4.3 NCUC-Bus网络拓扑结构 4 ………………………………………………………………………… 4.4 NCUC-Bus网络模型分层结构 5 …………………………………………………………………… 4.5 NCUC-Bus设备模型 6 ……………………………………………………………………………… 4.6 NCUC-Bus同步 7 …………………………………………………………………………………… 4.7 NCUC-Bus故障检测 7 ……………………………………………………………………………… 4.8 NCUC-Bus设备冗余 7 ……………………………………………………………………………… 4.9 NCUC-Bus状态机 7 ………………………………………………………………………………… 4.10 NCUC-Bus通信可靠性、安全性 9 ………………………………………………………………… 4.11 NCUC-Bus与第三方总线的桥接模型 9 ………………………………………………………… 5 NCUC-Bus的各层概述 9 ………………………………………………………………………………… 5.1 NCUC-Bus物理层 9 ………………………………………………………………………………… 5.2 NCUC-Bus数据链路层 10 ………………………………………………………………………… 5.3 NCUC-Bus应用层 10 ……………………………………………………………………………… 参考文献 11 ……………………………………………………………………………………………………GB/T29001.1—2012 前 言 GB/T29001《机床数控系统 NCUC-Bus现场总线协议规范》分为以下部分: ———GB/T29001.1 总则; ———GB/T29001.2 物理层; ———GB/T29001.3 数据链路层; ———GB/T29001.4 应用层; ———GB/T29001.5 测试; ———GB/T29001.6 安全; …… 本部分为GB/T29001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。 本部分由全国机床数控系统标准化技术委员会(SAC/TC367)归口。 本部分起草单位:大连光洋科技工程有限公司、武汉华中数控股份有限公司、广州数控设备有限公 司、沈阳高精数控技术有限公司、浙江中控电气技术有限公司。 本部分主要起草人:陈虎、王声文、张赞秋、李俊、宋宝、唐小琦、金健、杨东升、胡毅、何英武、张玉洁、 莫元劲、胡协和、冯冬芹。 ⅠGB/T29001.1—2012 引 言 机床数控系统NCUC-Bus现场总线(NCUnionofChinaFieldBus,数控联盟总线,以下简称 NCUC-Bus)是用于机床数控系统及工业自动化控制过程而制定的通信协议规范。 GB/T29001的本部分是机床数控系统NCUC-Bus现场总线的总则,GB/T29001定义了“三层”现 场总线参考模型,参考模型将互连标准化区域细分为一系列层次规范,每层有可管理的范围。本部分与 GB/T29001参考模型所定义的各部分标准有关,是各部分结构及组成的总体描述。 本部分是结合近年来科学技术发展及机床数控系统的结构及功能需求制定的。 ⅡGB/T29001.1—2012 机床数控系统 NCUC-Bus现场总线协议规范 第1部分:总则 1 范围 GB/T29001规定了机床数控系统NCUC-Bus现场总线的数据类型和基本的数据传输方式,确立 了NCUC-Bus用于机床数控系统及工业自动化控制过程而制定的通信协议规范。 GB/T29001的本部分规定了NCUC-Bus网络拓扑结构、设备模型、网络层次模型、通信状态机的 主要内容和通信过程一般原则。 本部分适用于机床数控系统。其他用途的数控系统可参照本部分。 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(包括所有的修改清单)适用于本文件。 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) IEEEStd802.3—2005 信息技术 系统间通信和信息交换 局域网及城域网 特殊要求 第3部 分:带冲突检测载波监听多从访问(CSMA/CD)的访问方式及物理层规范(Informationtechnology—Tele- communicationsandinformationexchangebetweensystems—Localandmetropolitanareanetworks— Specificrequirements—Part3:Carriersensemultipleaccesswithcollisiondetection(CSMA/CD)access methodandphysicallayerspecifications) 3 术语和定义、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 协议 protocol 对通信系统数据交换中的数据格式、时序关系和纠错方法的约定。 3.1.2 总线 bus 通过分时复用的方式,将信息从一个或多个源部件传送到一个或多个目的部件的一组传输线,是通 信系统中传输数据的公共通道。 3.1.3 物理层 physicallayer 处于ISO/OSI通信参考模型的最底层,是整个通信系统的基础。物理层为设备之间的数据通信提 供传输介质及互连设备,为数据传输提供可靠的环境,包括传输介质(光纤、双绞线、同轴电缆等)、连接 1GB/T29001.1—2012 器(插头/插座)、接收器、发送器、中继器等,实现数据在传输介质上以一定的速率通过。 3.1.4 数据链路层 datalinklayer 数据链路层为建立在物理层之上的数据通道。在数据通信期间,收发两端可以进行不等的一次或 多次数据通信。每次通信都要经过建立通信联络和解除通信联络两个过程,这种建立起来的数据收发 关系就叫做数据链路。而在物理介质上传输的数据难免受到各种不可靠因素的影响而产生差错,为了 弥补物理层的不足,为上层提供无差错的数据传输,就要能对数据进行检错和纠错。数据链路的建立、 拆除和对数据的检错、纠错是数据链路层的基本任务。 3.1.5 应用层 applicationlayer 应用层位于物理层和数据链路层之上,用户任务之下的所有部分,并向上提供接口和服务。 3.1.6 设备 device 接入通信网络中,具有特定功能行为的物理实体,例如接入NCUC-Bus网络的数控装置、伺服驱动 装置或I/O装置等。每个设备在NCUC-Bus中具有唯一的设备地址。 3.1.7 主设备 masterdevice 网络中发起通信的设备。NCUC-Bus协议约定在一个NCUC-Bus环路中只能有一个主设备,通常 为数控装置。 注:主设备又称为主站。 3.1.8 从设备 slavedevice 网络中除主设备之外,其他接入NCUC-Bus网络的设备,例如伺服驱动装置或I/O装置等。 注:从设备又称为从站。 3.1.9 广播 broadcast 在网络中多设备通信的最普遍的形式,发送方向每一个目的设备投递一个分组的拷贝。发送方可 以通过多个单次分组的投递完成,也可以通过单独的连接传递分组的拷贝,直到每个接收方均收到一个 拷贝为止。 3.1.10 单地址传输 singleaddresstransmission 单地址传输是针对网络中传输的两个设备间的关系而言的,单地址传输指的是发送端把数据传给 网络中指定的设备。 3.1.11 集总帧