ICS 29.020 J 07
中华人民共和国国家标准
GB/T 18759.6---2016
机械电气设备开放式数控系统第6部分：网络接口与通信协议 Electrical equipment of machines--Open numerical control system-
Part 6 : Network interface and communication protocol
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 18759.6—2016
目 次
前言 范围
1
1 2 规范性引用文件 3 术语、定义、符号及缩略语
基本要求 4.1 概述 4.2 网络结构 4.3 网络要求 4.4 网络接口层次 5 信息模型
4
5.1 概述 5.2 数据项 5.3 设备 5.4 组件 6通信协议 6.1 概述 6.2 请求 6.3应答附录A（资料性附录）网络接口数据项附录B（资料性附录） 设备描述与数据流文件附录C（资料性附录) 网络接口安全规范参考文献
Q
..
12
-
15
17
22
24
图 1ONC 网络结构(数控机床示例) 图2网络接口层次图3面向信息的机械电气设备结构模型图 4 数据项模型· 图 5 设备模型图 6 组件模型· 图7 控制器模型图 8 通信协议图 9 数据写人请求报文结构图 10 远程操作功能图 11 设备描述报文结构图 12 数据流报文结构图 13 错误报文结构
·
5
...e....
.
·
10
11 11
·
1.:3
+ GB/T 18759.6-—2016
图 B.1 数控机床结构图 C.1 网络接口信息安全图 C.2 信息安全应用示例(RSA加密技术)
17 22 23
...
表1设备元素· 表2控制器包含的数据项· 表 3 进给轴包含的数据项· 表4　机床部件主要数据项表 5 传感器主要数据项· 表 6 安全门主要数据项表 7 信息快照请求参数说明表8信息查询请求参数说明表9设备描述文件头信息说明表10　数据流文件头说明· 表 11 错误文件头说明表 A.1 机床数控系统信息模型中的参考数据项
6
·
10 11 12 13 14 15
营营：
I GB/T 18759.6—2016
前言
GB/T18759《机械电气设备开放式数控系统》分为如下几个部分：
第1部分：总则; 第2部分：体系结构；第3部分：总线接口与通信协议；第4部分：硬件平台； -第5部分：软件平台； -第6部分：网络接口与通信协议； -第7部分：通用技术条件； -第8部分：试验与验收。
本部分为GB/T18759的第6部分。 本部分按照GB/T1.1一2009 给出的规则起草。 本部分由中国机械工业联合会提出。 本部分由全国工业机械电气系统标准化技术委员会（SAC/TC231)归口。 本部分负责起草单位：沈阳高精数控技术有限公司、国家机床质量监督检验中心。 本部分参加起草单位：中国科学院沈阳计算技术研究所有限公司、广州数控设备有限公司、北京凯
恩帝数控技术有限责任公司、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。
本部分主要起草人：于东、黄祖广、胡毅、尹震宇、胡天亮、杨洪丽、王健、杜瑞芳、陈虎、薛瑞娟、王萌、 王宇晗。
II GB/T 18759.6—2016
机械电气设备开放式数控系统第6部分：网络接口与通信协议
1范围
GB/T18759的本部分规定了机械电气设备开放式数控系统中网络接口和通信协议规范，为开放式数控系统网络接口与通信协议的分析、设计及实现提供参考框架，满足机械电气设备数控系统开放及互操作要求。
本部分适用于金属切削机床、锻压机床、特种加工机床等工业机械设备用的开放式数控系统
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/T18759.1一2002　机械电气设备　开放式数控系统　第1部分：总则 GB/T18759.2一2006　机械电气设备开放式数控系统　第2部分：体系结构
3术语、定义、符号及缩略语
3.1术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。 3.1.1
开放式数控系统 Eopen numerical control(ONC) system 应用软件构筑于遵循公开性、可扩展性、兼容性原则的系统平台之上的数控系统，使应用软件具备
可移植性、可操作性和人机界面的一致性。
［GB/T 18759.1—2002,定义 3.1] 3.1.2
信息模型information model 网络接口中数据信息的表示方法，包括信息类型和组织方式。
3.1.3
数据项data item 信息模型的基本单元，用以描述信息模型中设备、组件或子组件的信息。
3.1.4
组件component 信息模型中的一个抽象类型,表述设备的物理和逻辑关系。
3.1.5
结构查询 probe 应用端用来获取设备描述文件。 GB/T 18759.6--2016
3.1.6
信息快照current 应用端用来获取设备在指定时间点状态信息。
3.1.7
信息查询 enquire 应用端用来获取设备在指定时间段状态信息。
3.1.8
超文本传输协议hyper text transport protocol;HTTP 一种详细规定了浏览器和万维网服务器之间互相通信的规则,通过因特网传送万维网文档的数据
传送协议。
［GB/T18792—2002,定义3.19] 3.1.9
可扩展标记语言 extensible markup language;XML 标准通用标记语言的子集，用于标记电子文件，使其具有结构性的标记语言，可用来标记数据、定义
数据类型，是一种允许用户对自已的标记语言进行定义的源语言。
［GB/T 18793—2002,定义3.8] 3.1.10
XML 结构XML schema 描述可扩展标记语言文档结构的文件。 [GB/T 18793—2002,定义 3.20]
3.1.11
XML 文档 XML document XML 结构的一个实例,仅有一个 XML根元素,并且与 XML schema一致。 ［GB/T 18793—2002,定义 3.5]
3.2符号及缩略语
NC ONC Open Numerical Control System DNC
Numerical Control System
数控系统开放式数控系统分布式数控可扩展标记语言超文本传输协议
Distributed Numerical Control Extensible Markup Language Hyper-Text-Transport-Protocol
XML HTTP
4　基本要求
4.1概述
开放式数控系统(ONC)网络接口与通信协议是用于开放式数控系统及相关设备的信息集成、分布式网络管理及远程操作的通信接口与协议。为满足开放性、可靠性和安全性等要求，本部分提出的网络接口与通信协议以 TCP/IP为基础，由数据采集层、数据处理层、应用服务层组成。为了兼顾现有国际、 国家标准或者事实标准，满足数控系统开放要求，本部分只对网络接口与通信协议进行规范。
本部分在开放式数控系统基本结构的基础上（见GB/T18759.1一2002及GB/T18759.2一2006），对开放式数控系统网络接口基本体系结构，以及所包含的信息模型、通信协议等加以规范，并在附录中给出相关应用示例，但并不对数控装置、部件、驱动器及I/O等设备，以及第三方用户软件的具体实现作具体规定，以满足开放性设计要求；此外，本部分不对操作系统和通信系统作具体规定，凡是采用符合
2 GB/T 18759.6—2016
国际标准、国家标准和事实标准的都被视为符合本部分的要求。 4.2 网络结构
开放式数控系统通过网络接口与通信协议实现设备的信息集成、网络管理与远程操作等，如图1所示。其基本功能是将数控系统及相关部件等设备在运行过程中所产生的实时和非实时数据等信息，按照信息模型和通信协议进行编码,变换为可在网络上传输的报文,并通过通信网络进行传输；同时将接收到的远程操作命令发送给本地数控系统，以实现本地的远程操作。
贡量管理
刀具管理
故障诊断
远程操作
文备盛仪
#红：幻
信息集成网络管理远程操作
D
1
h0
、网络接口通信协议
★
网络接口
网络接口
6
.CNC 电8889888 朋照
CNC
，数控机床及部件
机床
机床 北
图 1ONC 网络结构(数控机床示例)
为实现开放式数控系统网络化功能，数控系统的网络接口间需要通过通信网络建立连接，并通过通信协议进行数据传输。通信网络为信息传递所经的媒介，其设备主要包括用于信号可靠传输的路由器交换机、插头、插座、线缆及中继设备等；通信协议规定信息传输规则，主要包括连接方式、报文单元、报文格式、发送和接收时序等。 4.3网络要求
针对开放式数控系统要求，网络接口与通信协议应该满足如下要求
-开放性：网络接口与通信协议应具备开放性和可扩展性，以确保不同类型数控系统信息共享，并适应信息集成的发展要求。
一可靠性:网络应具有容错处理等机制,以支持可靠通信。 一一安全性：网络应支持安全通信，以防止信息的非法访问和使用等，参见附录C。
4.4网络接口层次
网络接口以 TCP/IP 为基础，由数据采集层、数据处理层、应用服务层组成,如图 2所示。 数据采集层：实现本地数据的采集、存储以及针对远程操作命令的本地操作功能。以机床为例,采
集数据主要包括设备识别信息（如系统型号、版本号等）、设备特性(如最大行程、行程范围等），以及设备运行数据(如当前运行状态、运行模式等),数据采集功能主要通过数控系统自身提供，其具体实现本部分不做具体规定；系统本地操作功能主要针对远程操作指令实现本地数控系统基本操作，包括工件程序的管理、系统参数的管理以及系统基本操作等,本地操作功能主要通过数控系统自身提供,其具体实现本部分不做具体规定。
数据处理层：实现采集数据处理和远程操作处理功能。采集数据处理功能依照信息模型的定义，将采集层所采集的信息进行打包，为应用服务层提供数据报文，实现数控系统的信息集成；远程操作处理功能通过对从远程操作接口获得的命令进行解析,转换成本地数控系统操作接口的命令。
3 GB/T 18759.62016
结构查询请求 信息快照请求 信息查询请求 错误信息 数据写入请求 应用服务层
应答
应答
应答
通知
应答
数据处理层
信息模型
数据采集层
数据存储
本地操作
数据采集
图2网络接口层次
应用服务层：通过 HTTP请求响应的机制处理相关数据，满足车间及更高级别的信息集成需求；同时接收用户的远程操作命令，实现本地远程操作。
5信息模型
5.1概述
网络接口通过信息模型来描述不同类型的数控设备，该模型定义数据和数据源的关系，并描述数控设备的结构信息。信息模型使用统一术语描述数控设备信息单元，数据项是信息模型的基本单元。机床数控系统信息模型中的参考数据项示例参见附录 A,设备描述与数据流文件示例参见附录 B。
信息模型定义部件的结构特征以及部件之间的逻辑关系,顶层向下依次为设备、组件和子组件，如图3所示。通过不同的组合方式，适应不同的设备建模需求。
机械电气设备
设备层组件层
机床部件数据项液压系统数据项气动系统
控制器（数据项）
安全门 (数据项）
轴类型数据项进给轴（数据项）
传感器（数据项）
子组件层
加速度传感器（数据项）角速度传感器数据项压力传感器数据项）摩擦力传感器（数据项）温度传感器数据项）
主轴（数据项）
数据项）冷却系统数据项润滑系统（数据项）
图3面向信息的机械电气设备结构模型