ICS_ 25. 040. 20 J50
GB
中华人民共和国国家标准
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
Numerical control system of machine tool- Protocol specifications for NCUC-Bus fieldbus-
Part 4 : Application layer
2013-07-01实施
2012-12-31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
D
504 GB/T.29001.4--2012
目 次
前言引言
E
1
范围 2规范性引用文件 3术语和定义、缩略语 3.1术语和定义 3.2缩略语
体系结构协议规范 5.1概述 5.2 数据类型 5.3 通信模式 5. 4 总线状态机 6服务 6.1 基本服务 6.2通信准备服务 6.3控制运行服务 6.4故障处理服务 6.5其他控制管理服务 7应用层帧格式与数据识别. 7.1概述· 7.2NCUC-Bus协议网络类型规定 7.3NCUC-Bus数据帧命令字CM-ID格式 7.4NCUC-Bus通信数据格式 7.5 NCUC-Bus数据顿寻址和识别 8通信错误检测和恢复 8.1数据差错检测 8.2 连接故障检测 8.3 差错纠正 9命令 9. 1 概述 9.2 总线管理 9.3 参数读写. 9.4 集总帧读写 9.5 运行态的数据读写
10 10
12 12 15 19 22
26 26 26 26 27 29 31 31 32 32 34 34 34 47 49 50 1
..................
...
.....
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10同步机制 10.1概述 10.2时间同步 10.3数据执行同步 11设备数据字典和标准设备模型附录A（资料性附录） 参数表参考文献
51 51 51
52 ..52
58 69
Ⅱ
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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4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：广州数控设备有限公司、沈阳高精数控技术有限公司、武汉华中数控股份有限公
司、大连光洋科技工程有限公司、浙江中控电气技术有限公司。
本部分主要起草人：何英武、张玉洁、莫元劲、宋宝、唐小琦、陈虎、金健、王声文、杨东升、胡毅、 胡协和、冯冬芹。
H
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引言
0.1概述
机床数控系统NCUC-Bus现场总线CNCUnionofChinaFieldBus，数控系统联盟总线。简称 NCUC-Bus)通信协议规范是为用于机床数控系统及工业自动化控制过程而制定的，本协议规范结合近年来科学技术发展及机床数控系统的结构和功能对数据通信的需求进行了详细描述，并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。
机床数控系统NCUC-BuS现场总线按GB/T9387.1一1998定义了三层”参考模型（即物理层、数据链路层，应用层），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。
GB/T29001.4为NCUC-BuS协议规范的各组成且互连的部分标准之一一 即NCUC-Bus协议规范的第4部分：应用层，本部分与NCUC-Bus所定义参考模型的其他部分有关。 0.2数控系统现场总线应用层概述
机床数控系统NCUC-Bus现场总线是一种数字化、串行网络的数据总线，用于机床数控系统各组成部分互连通信。本部分所规定的NCUC-BuS的应用层是在物理层和链路层之上，用户任务之下的所有任务。
图1描述了机床数控系统NCUC-Bus现场总线的应用层服务、协议和系统管理之间的关系，通过使用NCUC-Bus的数据链路层和其他相邻的更低层提供的服务来提供应用服务。
应用层服务
应用层数据链路层物理层
应用管理服务
系！
统！
服务
传输介质
图1应用层与NCUC-Bus其他各层之间的关系
本部分主要阐述连接数控装置与驱动装置（伺服、主轴）、1/O装置、测量装置等的全数字、串行、同步、双向、多站点的通信网络，以及用来完成数控装置对驱动装置、I/O装置等的控制、参数调整、状态监控和诊断等的数据通信。本部分同时对NCUC-Bus协议规范的物理层及数据链路层之上、用户任务之下的所有应用进行了描述，NCUC-Bus的应用层在物理层、数据链路层之上为用户任务提供接口和服务。
IV
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机床数控系统
NCUC-BuS现场总线协议规范
第4部分：应用层
1范围
GB/T29001规定了机床数控系统NCUC-Bus现场总线（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规定的通信协议规范。
GB/T29001的本部分规定了机床数控系统NCUC-Bus的应用层协议规范。 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/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 IEEEStd802.3一2005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一Tele communications and information exchange between systems-Local and metropolitan area networks-Specific requirements-Part 3: Carrier sense multiple access with collision detection (CSMA/CD) access method and physical layer specifications)
3术语和定义缩略语
3.1术语和定义
GB/T29001.1一2012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］
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physical layer 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
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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data link layer 数据链路层为基于物理层的数据通道。在数据通信期间，收发两端可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作数据链路。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，为弥补物理层上的不足，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。数据链路层的建立、拆除、对数据的检错、纠错是数据链路层的基本任务。
［GB/T29001.1—2012.定义3.1.4 3.1.5
:
应用层applicationJayer 应用层位于物理层和链路层之上。用户任务之下的所有部分，并向上提供接口和服务。 ［GB/T29001.1-2012.定义3.1.5]
3.1.6
设备device 指接人通信网络中，具有特定功能行为的物理实体，例如接人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。
［GB/T29001.1—2012,定义3.1.6］ 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。 ［GB/T29001.1—2012,定义3.1.7]
3.1.8
从设备slavedevice 网络中除主设备之外，其他接人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。 ［GB/T29001.1-2012,定义3.1.8]
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。发送端可
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。
［GB/T29001.1--2012,定义3.1.9] 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。
[GB/T29001.1—2012,定义3.1.10]
2
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3.1.11
集总顿传输slavedevice information train packed transmission 发送端将需要向网络中各从设备传输的数据依次打成一个数据包，然后从发送端的一个端口发出，
依次通过各从设备，然后回到主设备的另一个端口或者同一个端口：从设备在数据包经过时，依据数据包中的地址信息，主设备传输给该设备的数据，同时将需要反馈的数据上载到数据包中。
［GB/T29001.1—2012,定义3.1.11] 3.1.12
拓扑结构topology structure 网络的拓扑结构是引用拓扑学中研究与大小、形状无关的点、线关系的方法。把网络中的通信设备
抽象为一个点，把传输介质抽象为一条线，由点和线组成的几何图形就是网络的拓扑结构。网络的拓扑结构反映出网络中各实体的结构关系，是建立网络的第步及实现各种网络协议的基础，拓扑结构主要有星形结构、环形结构、线形结构、树形结构、网状结构等。
『GB/T29001.1—2012.定义3.1.12 3.1.13
线形结构 linear structure 一种网络拓扑结构，设备之间通过通信线路依次连接的路由方法。 ［GB/T29001.1—2012.定义3.1.13
3.1.14
一
环形结构ringstructure 一种网络拓扑结构，设备之间通过通信线路依次连接的路由方法，数据在其中只能单向传输。 ［GB/T29001.1—2012.定义3.1.14]
3.1.15
周期通信cyclecommunication 内容具有严格时效性的信息交换行为，每隔特定的时间长度，设备进行一次通信。 ［GB/T29001.1—2012.定义3.1.15]
3.1.16
周期数据cycledata 具有严格时效性的数据。 ［GB/T29001.1—2012定义3.1.16]
3.1.17
非周期通信non cyclecommunication 内容不具有严格时效性的信息交换行为。 ［GB/T29001.1—2012,定义3.1.17]
3.1.18
存取过程 access procedure 一个站点获得网络中传输数据的过程。 ［GB/T29001.1—2012,定义3.1.18]
3.1.19
总线状态bus state 总线稳定地保持特定的工作模式。 ［GB/T29001.1--2012.定义3.1.19]
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