ICS25.040.20 J50 备案号：57872—2017
JB
中华人民共和国机械行业标准
JB/T13075—2017
工业机械电气设备及系统用的EtherMAC
系统结构与通讯规范
EtherMAC system structure and communication standard for use in
industrial machinery electrical eguipment and system
2017-07-01实施
2017-01-09发布
中华人民共和国工业和信息化部发布 JB/T13075—2017
目 次
前言引言范围
IV
-
1 2 规范性引用文件.
术语和定义缩略语.
3 4 5基本要求.
5.1概述 5.2EtherMAC结构. 5.3EtherMAC各层概述 6物理层协议. 6.1 概述 6.2 机械接口 6.3电气特性. 6.4总线拓扑.. 7数据链路层协议 7.1概述 7.2结构和功能. 7.3报文格式. 8应用层协议 8.1 概述. 8.2 通信方式.. 8.3 数据顿定义与封装 8.4EtherMAC的数据交换. 8.5 网络连接的建立与管理. 8.6 差错控制. 8.7 服务附录A（规范性附录） 连接端子 A.1 IEEE1394 A.2RJ-45 附录B（规范性附录） 数据类型定义 B.1 位. B.2 字节. B.3布尔. B.4 整型 B.5无符号整型 B.6 浮点. B.7 空
上
C
11 11 11 12 12 13 .13 15 17 ..17
17 19 19 19 19 19 19
00000000000000001100000
...20
.20
I JB/T13075—2017
B.8 地址 B.9 日期格式 B.10 数组. B.11 结构体.. B.12 列表. B.13 对象. B.14 数据对齐. 附录C（规范性附录） 基于以太网的物理层附加要求 C.1 工业以太网通信线缆， C.2 工业以太网通信线缆与连接件防护要求附录D（资料性附录） 应用层开发示例. D.1 概述 D.2 主站应用层开发示例1：基于通用开发工具的开发示例... D.3 主站应用层开发示例2：基于第三方开发环境CODeSys的开发示例 D.4 从站应用层开发示例3：基于FPGA的从节点开发示例. 附录E（规范性附录） 工业以太网设计和安装指导 E.1 概述 E.2 系统规划.. E.3 系统安装，参考文献
.20 .20 ..20 20 .20 ..20 .20 21 21 21 .23 .23 .23 ..24 25 .26 .26 .26 .26 31
图 1 链状网络拓扑图2 环形余网络拓扑. 图3 EtherMAC环形穴余机制图4 EtherMAC网络模型图5 数据链路层结构. 图6 数据链路层协议功能图7 GB/T15629.3—2014规定的标准以太网顿结构. 图8 EtherMAC数据顿标准组成，图9 GB/T15629.3—2014中规定的以太网顿CRC校验.. 图10 EtherMAC状态机转换图11 EtherMAC数据区结构... 图12 EtherMAC周期通信过程... 图13 上传数据帧的校验信息图14 EtherMAC帧控制字及顿长度图15 EtherMAC从节点号图16 配置包结构. 图17 EtherMAC节点控制数据图A.1 IEEE1394接口图A.2 RJ-45接口端子. 图A.3 M12接口端子. 图D.1 基于通用软件的开发流程示意图图D.2 基于通用开发软件的EtherMAC软件层次结构图
++
.10 11 .12 12 ..13 14 .15 15 .15 16 .17 18 .18 23 .24
I JB/T130752017
图D.3基于CODeSys的控制系统结构图D.4EtherMAC单轴模块图E.1 屏蔽层接地法图E.2 保证屏蔽层的连续性
25 25 .29 30
表1 EtherMAC从节点工作字寄存器表C.1工业以太网通信线缆选用.. 表C.2工业环境通用要求，表C.3环境保护级别表E.1电缆按电磁兼容性的分类. 表E.2机壳外部电缆与干扰源最小距离表E.3机壳内部电缆与干扰源最小距离
...14 ..21
22 ..22 ...27 ..27 28
中面更电元
III JB/T13075—2017
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由中国机械工业联会合提出。 本标准由全国工业机械电气系统标准化技术委员会（SAC/TC231）归口。 本标准起草单位：山东大学、北京机床研究所、山东建筑大学、济南凌康数控技术有限公司。 本标准主要起草人：姬帅、胡天亮、薛瑞娟、黄祖广、张承瑞。 本标准为首次发布。
IV JB/T130752017
引 言
当前，以太网技术在工业企业综合自动化系统中的信息管理层和监控级网络都得到了广泛应用，并有直接向下延伸，应用于工业测量与控制系统的现场设备级网络的趋势。为满足开放式运动控制的发展要求，特制订一种应用于制造自动化控制的实时以太网运动控制总线标准（EthernetforManufacture AutomationControl-EtherMAC)，为高速高精的运动控制提供一个开放式的高性能总线规范。 JB/T13075—2017
工业机械电气及系统用的EtherMAC系统结构与通讯规范
1范围
本标准规定了EtherMAC实时以太网总线（EthermetforManufactureAutomationControl）的体系结构和基本的数据传输方式，确立了用于运动控制系统数据通信传输的一般原则及包含EtherMAC总线进行运动控制的工业自动化领域而制定的基于100MB网络的通信协议规范。
本标准适用于工业机械开放式运动控制系统。
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/T18015.1--2007数字通信用对绞或星绞多芯对称电缆第1部分：总规范 GB/T15972.10一2008光纤试验方法规范第10部分：测量方法和试验程序总则 GB/T15629.3一2014信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第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
EC61076-2-101:2003电子设备连接器产品要求第2-101部分：圆形连接器带螺旋锁定的 M12连接器的详细规范（Connectorsforelectronic equipment—Productrequirements一Part2-101:Circular connectorsDetail specification for circular M12 connectors with screw-locking)
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
类型type 已命名的值集合。
3.2
顿 frame 一种数据结构，由协议预定的字段组成，用于传输用户数据和控制数据。 [GB/T5271.9—2011，定义09.06.08]］
3.3
连接connection 在各功能单元之间为数据传输建立的一种联系。 ［GB/T5271.9—2011，定义09.07.03］
3.4
顿起始定界符framestartdelimiter 起始符start-of-frame 一种特定的比特模式，指示顿的开始［GB/T5271.9—2011，定义09.06.11] JB/T13075—2017
3.5
校验序列framechecksequence 一种比特序列，由顿中所出现的数据来确定，并包含在帧中，以检验传输差错。 ［GB/T5271.9—2011，定义09.06.15］
3.6
差错控制 Jerrorcontrol 协议的一部分，它使检测差错成为可能，还有可能纠正差错。 ［GB/T5271.9--2011，定义09.06.18]］
3.7
设备device 连接到现场总线上的物理实体，至少由一个通信部件（网络部件）组成，也可能配有一个控制部件
和/或终端部件（传感器、执行器等）。
［GB/T16657.2—2008，定义3.1.16]
3.8
差错 error 计算值、观测值、测量值或条件与规定或理论上的正确值或条件之间的差异。 ［GB/T16657.2-2008，定义3.1.13］
3.9
网络 network 包括所有的媒体、连接器、中继器、路由器、网关和相关节点通信部件，用以把一组给定的通信设
备相互连接起来。
［GB/T16657.2—2008，定义3.1.30]
3.10
集总顿summation frame 一种数据帧结构，在一个数据顿中包含了多个节点的控制或状态信息。
3.11
环形拓扑ringtopology 一种网络拓扑结构，各结点之间两两相连，使通信网络组成闭合回路的路由方法。
3.12
周期通信cyclecommunication 内容具有严格时效性的信息交换行为，通信系统每隔固定的时间间隔进行一次数据交换。
3.13
周期数据cycledate 具有严格时效性的数据。
3.14
非周期通信 non cycle communication 内容不具有严格时效性的数据交换行为。
3.15
节点node 接入通信网络中，具有特定功能行为的物理实体，例如接入EtherMAC网络的驱动单元或I/O
站点。 3.16
主节点 master node
2