ICS 29.020 J 07
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中华人民共和国压家标准
GB/T 18473-2016 代替GB/T18473—2001
工业机械电气设备控制与驱动装置间实时串行通信数据链路
Electrical equipment of industrial machines-Serial data link for real-time
communication between controls and drives
2016-11-01实施
2016-04-25 发布
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 GB/T 18473—2016
目 次
前言 1 范围 2 规范性引用文件 3术语和定义、缩略语
基本要求 4.1 概述 4.2通信模型
4
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5物理层 5.1 概述 5.2 总线拓扑
5.3 电气接口协议 5.4 电气接口信号 5.5 信号及机械接口 5.6 电磁兼容 5.7 数据链路层模型 5.8 数据链路层服务 5.9 数据链路层协议…· 6
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应用层 6.1 概述 6.2 应用层模型 6.3 总线通信状态机 6.4 应用层数据单元…… 6.5 应用层服务 7　总线安全 7.1 概述· 7.2安全通信协议模型 7.3总线错误及报警附录A（资料性附录）物理层连接器附录B（资料性附录）数据链路层附录C（资料性附录）应用层过程数据单元及状态机示例参考文献
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图1串行通信协议总线模型图2串行通信协议协议模型… 图 3周期通信模型 GB/T 18473—2016
图 4 事件驱动通信模型图 5 异步通信模型图 6 物理层模型图 7 数据链路层模型··· 图8 写数据服务原语·· 图 9 读数据服务原语图 10 发送带应答服务的数据服务原语图 11 发送不带应答服务的数据服务原语图 12 事件服务原语图 13 实时串行通信协议帧格式图 14 应用层模型图 15 C1 主站通信状态机图 16 C2主站通信状态机图 17 从站通信状态机图18 命令数据结构图19 应答数据结构… 图 20 应答状态数据结构图 21 安全总线模型· 图 22 安全通信协议结构模型图 23 总线安全通信协议拓扑结构图· 图 A.1 设备连接器A(RS485物理层) 图 A.2 设备连接器B(RS485物理层）图 A.3 电缆连接器（RS485物理层）图 A.4 设备连接器（ISO/IEC8802.3物理层）图 A.5 电缆连接器（ISO/IEC8802.3物理层）
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图 B.1 整数编码方式图 B.2 无符号整数编码方式图 B.3 浮点数(Float32)编码方式图 B.4 浮点数(Float64)编码方式图 B.5 位串编码方式图 B.6 序列串编码方式图 B.7 八位位组串编码方式图 B.8 通信周期内时隙分配示意图图 B.9 周期传输和数据处理的时序关系图 C.1 应用层过程数据单元(APDU)结构关系图图 C.2 应用层通信控制状态机(示例)
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表1 数据链路层服务原语和参数表· 表2目的地址和目的地址格式表3站地址表4扩展地址表5源地址和源地址格式表6消息控制字格式(信息传输格式)
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I GB/T 18473--2016
表 7 消息控制字格式(管理消息格式) 表 8消息控制字格式(管理指示开关) 表 9顿类型和数据长度字格式表10帧类型列表· 表 11 同步顿数据格式表 12 同步顿字列表表 13 用户数据帧格式表14 用户数据顿定义表 15 延时测量启动帧格式表 16 延时测量启动定义表 17 延时测量顿格式表 18 延时测量顿定义· 表19 状态帧数据格式表 20 状态顿字表表 21 状态表表 22 中继器状态表表 23 周期信息帧数据格式表 24 周期信息顿字列表表 25 消息帧格式表 26 消息帧定义表 C.1 应用层过程数据单元(APDU)示例表 C.2 应用层通信控制状态机条件列表表 C.3 应用层通信控制状态机状态列表
13 14
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. GB/T 18473—2016
前言
本标准按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。 本标准代替GB/T18473-2001《工业机械电气设备控制与驱动装置间实时串行通信数据链
路》，与其相比，主要技术变化如下：
该标准的首次制定为等同采用 IEC 61491:1995 国际标准，该标准已经随着 2002 年发布的 IEC 61491:2002版本而废止执行; 随着控制系统与驱动装置技术的发展，以及基于以太网总线技术的普及，对本标准所规定的数据结构、网络拓扑、通信指标等进一步修订形成本标准，以满足控制系统与驱动装置对实时通信数据链路实时性、可靠性、可扩展性及安全性等方面需求。
本标准由中国机械工业联合会提出。 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。 本标准负责起草单位：沈阳高精数控技术有限公司、国家机床质量监督检验中心。 本标准参加起草单位：中国科学院沈阳计算技术研究所有限公司、北京凯恩帝数控技术有限责任公
司、广州数控设备有限公司、北京航天数控系统有限公司、大连光洋科技工程有限公司、武汉华中数控股份有限公司、上海交通大学、北京航空航天大学、山东大学、浙江大学、沈阳机床(集团)有限责任公司、浙江凯达机床股份有限公司、北京易能立方科技有限公司。
本标准主要起草人：于东、黄祖广、尹震宇、胡毅、赵钦志、杨洪丽、胡天亮、杨堂勇、化春雷、陈建明、 张曦阳、刘艳强。
本标准所代替标准的历次版本发布情况为：
-GB/T 18473—2001。
> GB/T 18473—2016
工业机械电气设备控制与驱动装置间实时串行通信数据链路
1范围
本标准规定了工业机械电气设备控制与驱动装置间实时串行通信数据链路(总线)之间的总线接口及通信协议规范，目的在于实现基于实时串行通信协议的工业机械电气设备间控制装置、传感器、驱动、 I/O等装置间的命令传输及应答，以支持装置间的互操作。
本标准适用于金属加工机械、纺织机械、印刷机械、缝制机械、塑料和橡胶机械、木工机械等电气设备用的开放式数控系统。其他工业机械设备用的开放式数控系统亦可参照执行。
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/T17626.2--2006电磁兼容试验和测量技术　静电放电抗扰度试验 GB/T17626.4一2008电磁兼容试验和测量技术　电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 GB/T 17626.5一2008电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击)抗扰度试验 GB/T 17626.11一2008电磁兼容试验和测量技术电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度
试验
GB/T 20540.5-2006 测量和控制数字数据通信 工业控制系统用现场总线 类型3: PROFIBUS规范　第 5 部分：应用层服务定义
IEC61158-2-24:2014工业系统用现场总线 第2-24部分：物理层服务及协议 IEC 61158-3-24:2014 工业系统用现场总线 第3-24部分：数据链路层服务 IEC 61158-4-24:2014 工业系统用现场总线 第4-24部分：数据链路层协议 IEC 61158-5-24:2014 工业系统用现场总线 第5-24部分：应用层服务 IEC 61158-6-24:2014 工业系统用现场总线 第6-24部分：应用层协议
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
实时串行通信协议 serial data protocol for real-time communication -种面向工业机械电气设备与驱动装置间实时串行通信的开放式总线通信协议，采用物理层、数据
链路层、应用层三层简化协议结构，物理层基于 RS485或 ISO/IEC 8802.3协议标准。该协议可支持事件驱动、周期、异步等通信模式，满足工业机械电气设备间控制装置、传感器、驱动、I/O等装置间实时通信的命令传输及应答通信操作需求。
1 GB/T 18473-2016
3.1.2
时隙 time slot 用于周期通信操作,将总线通信时间域等分为均匀的连续时间段，每个时间段为一个通信时隙，在
周期通信过程中，每个时隙内完成一个完整的数据发送、接收交互操作。 3.1.3
异步通信 asynchronous communication 一种实时串行通信通信方式,在该通信方式中命令不需要考虑周期通信时间约束即可进行数据通
信操作。
注：在该通信状态下，不能进行周期通信操作。
3.1.4
周期通信 cyclic communication 一种实时串行通信通信方式，在周期通信的每个时隙内，主站与从站完成一次完整的数据发送与接
收交互操作。 3.1.5
事件驱动通信event driven communication 一种实时串行通信通信方式,在该通信方式中,主站与从站之间采用命令、响应、交互的方式进行数
据发送与接收交互操作。该通信方式不依赖规定的通信时隙约束。 3.1.6
监控从站monitor slave 实时串行通信协议中,拥有监视所有通过网络传输进程数据功能的从站。
3.1.7
C1 消息 C1 message 实时串行通信协议中，用于异步通信的一种协议格式，规定 C1 主站作为发起方与从站或者C2 主
站来交换消息。 3.1.8
C2 消息 C2 message 实时串行通信协议中，用于异步通信的一种协议格式，用于与C2主站和从站进行信息交互的一种
协议格式。 3.1.9
响应器responder 实时串行通信协议中，应用层响应进程数据和消息的执行单元。
3.1.10
发送带应答的数据 send data with acknowledge 实时串行通信协议规定的应用层传输服务，在该传输服务过程中，需要接收应答数据。
3.1.11
发送不带应答的数据send data with no-acknowledge 实时串行通信协议规定的应用层传输服务，在该传输服务过程中,不需要接收应答数据。
3.1.12
设备 ID device ID 实时串行通信协议规定的用于识别主站或从站设备信息的数据结构。
3.1.13
错误　error 实时串行通信协议通信过程中的异常情况或者通信故障。
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