ICS25.040.20 J50 中华人民共和国国家标准 GB/T29001.3—2012 机 床数控系统 NCUC-Bus现场总线协议规范 第3部分:数据链路层 Numericalcontrolsystemofmachinetool— ProtocolspecificationsforNCUC-Busfieldbus— Part3:Datalinklayer 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 6 ……………………………………………………………………………………………… 4 数据链路层概述 6 ………………………………………………………………………………………… 5 数据链路层报文格式和服务类型 7 ……………………………………………………………………… 5.1 数据帧定义与封装 7 ………………………………………………………………………………… 5.2 帧定界和帧同步域 8 ………………………………………………………………………………… 5.3 帧的寻址和识别 8 …………………………………………………………………………………… 6 链路连接的建立与管理 9 ………………………………………………………………………………… 6.1 链路连接的建立 9 …………………………………………………………………………………… 6.2 数据链路的转换 11 …………………………………………………………………………………… 6.3 数据链路故障 11 ……………………………………………………………………………………… 7 链路层数据传输 13 ………………………………………………………………………………………… 7.1 链路传输服务 13 ……………………………………………………………………………………… 7.2 链路传输流量控制 14 ………………………………………………………………………………… 8 差错检测和恢复 15 ………………………………………………………………………………………… 8.1 差错检测 15 …………………………………………………………………………………………… 8.2 差错纠正 15 …………………………………………………………………………………………… 8.3 NCUC-Bus链路容错机制 15 ……………………………………………………………………… 8.4 NCUC-Bus通信故障 16 …………………………………………………………………………… 参考文献 18 ……………………………………………………………………………………………………GB/T29001.3—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3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:武汉华中数控股份有限公司、大连光洋科技工程有限公司、沈阳高精数控技术有 限公司、广州数控设备有限公司、浙江中控电气技术有限公司。 本部分主要起草人:宋宝、唐小琦、陈天航、金健、何英武、张玉洁、陈虎、王声文、杨东升、胡协和、 莫元劲、胡毅、冯冬芹。 ⅠGB/T29001.3—2012 引 言 0.1 概述 GB/T9387.1—1998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。本部分是机床数控系统NCUC-Bus现场总线协议规范的数据链路 层,与基本参考模型所定义的系列部分标准中的其他部分有关。 0.2 数控系统现场总线数据链路层概述 NCUC-Bus是一种数字化、串行现场总线,用于机床数控系统各组成部分互连通信。本部分所规 定的数据链路层位于物理层与应用层之间,将物理层提供的可能出错的物理连接改造成逻辑上无差错 的数据链路,并对应用层的原始数据进行数据封装。 数据链路层利用物理层提供的比特流传输功能,实现在节点(node)间可靠的数据传输。数据链路 层传送以帧为单位的数据,每一帧包括一定数量的数据和一些必要的控制信息。 数据链路层负责建立、维持和释放数据链路的连接。图1阐述了NCUC-Bus物理层、数据链路层 和应用层之间的关系。 图1 NCUC-Bus数据链路层与其他各层之间的关系 本部分主要依据对等数据链路实体,提供一组在通信时刻执行的步骤表达规则。这些规则旨在为 以下各种设计开发提供可靠的基础: a) 作为实现者和设计者的指南; b) 在设备测试和采购中使用; c) 作为系统准入开发环境约定的一部分。 ⅡGB/T29001.3—2012 机床数控系统 NCUC-Bus现场总线协议规范 第3部分:数据链路层 1 范围 GB/T29001规定了机床数控系统NCUC-Bus(NCUnionofChinaFieldBus,数控联盟总线,以下 简称NCUC-Bus)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数据链路层提供各装置之间基本的、有实效性的报文通 信规则,同时定义了NCUC-Bus数据链路层协议。 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。 注:本部分依据以下条款,以一种抽象的方式阐述NCUC-Bus数据链路层提供的外部可视的服务:a)服务的原语 动作和事件;b)与每个原语动作和事件相关联的各个参数以及它们采用的形式;c)这些动作和事件之间的相互 关系以及它们的有效顺序。 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/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/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 GB/T29001.4—2012 机床数控系统 NCUC-Bus现场总线协议规范 第4部分:应用层 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—Specific requirements—Part3:Carriersensemultipleaccesswithcollisiondetection(CSMA/CD)accessmethodand physicallayerspecifications) 3 术语和定义、缩略语 3.1 术语和定义 GB/T29001.1界定的以及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。 [GB/T29001.1—2012,定义3.1.1] 1GB/T29001.3—2012 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。 [GB/T29001.1—2012,定义3.1.2] 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 器(插头/插座)、接收器、发送器、中继器等,实现数据在其上以一定的速率通过。 [GB/T29001.1—2012,定义3.1.3] 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