ICS 25. 040. 20 J 50
中华人民共和国国家标准
GB/T 29001.2—2012
机床数控系统
NCUC-Bus现场总线协议规范
第2部分：物理层
Numerical control system of machine tool- Protocol specifications for NCUC-Bus fieldbus--
Part 2 : Physical 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 GB/T 29001.2—2012
目 次
前言引言 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
II N
+
概述体系结构物理拓扑结构 6.1 概述 6.2 环形结构 6.3 单线形结构 6.4 双线形结构 7机械特性 7.1 概述 7.2 连接端子 7.3 通信线缆 7.4 状态指示灯 8电气特性··· 9规程特性 10　标识附录A(资料性附录) 连接端子
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11 GB/T 29001.2--2012
前言
GB/T29001《机床数控系统 ENCUC-Bus现场总线协议规范》分为以下部分：
GB/T 29001. 1 总则; GB/T 29001. 2 物理层; GB/T 29001. 3 数据链路层; GB/T 29001.4应用层; GB/T 29001.5 测试; GB/T 29001.6 　安全；
本部分为GB/T 29001的第2部分。 本部分按照GB/T 1.1--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：沈阳高精数控技术有限公司、广州数控设备有限公司、大连光洋科技工程有限公
司、武汉华中数控股份有限公司、浙江中控电气技术有限公司。
本部分主要起草人：杨东升、胡毅、宋宝、唐小琦、金健、陈虎、王声文、何英武、张玉洁、莫元劲、 胡协和、冯冬芹等。
II GB/T 29001.2--2012
引言
0.1概述
机床数控系统 NCUC-Bus 现场总线（NC Union of China Field Bus，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/T 9387.1--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的本部分是机床数控系统NCUC-Bus现场总线协议规范的物理层，本部分与参考模型所定义的系列部分标准中的其他部分有关。
0.2数控系统现场总线物理层概述
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。本部分所描述的物理层，为数据链路层实体之间通过物理连接的数据单元提供透明的传输。
图1描述了机床数控系统NCUC-Bus现场总线的物理层与NCUC-Bus的数据链路层及系统管理应用等之间的关系。
应用层数据链路层物理层
系统管理
物理层服务
物理管理服务
传输介质
图 1物理层与 NCUC-Bus 其他各层之间的关系
机床数控系统 NCUC-Bus现场总线的物理层主要提供建立和拆除物理连接、位流传输、管理等，同时还规定了NCUC-Bus 的物理接口的各种特性，具有以下特点：
a）与以太网兼容； b）支持环形和线形网络； c）通信速率最高可达100 Mbit/s; d）挂接设备数最多可达255个； e）采用平衡方式，支持五类/超五类双绞线和光纤传输。
IV GB/T 29001.2--2012
机床数控系统
NCUC-BuS现场总线协议规范
第2部分：物理层
１范围
GB/T 29001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NCUC-Bus物理层的要求，同时规定了介质和网络组态的要求。 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1：NCUC-Bus 的物理层与GB/T 9387.1一1998所定义的ISO/OSI的七层模型的第一层致。 注2：NCUC-Bus所规定的介质和网络组态要求，用以保证在数据链路层差错检查之前的数据完整性及物理层设备
之间的互操作性。
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 4208--2008外壳防护等级(IP 代码)(IEC 60529:2001,IDT) GB/T 9387.1-1998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/
IEC 7498-1:1994)
GB/T11014-—1989平衡电压数字接口电路的电气特性 GB/T18015.1一2007数字通信用对绞或星绞多芯对称电缆第1部分：总规范（IEC61156-1：
2002,IDT
GB/T 29001.1--2012机床数控系统NCUC-Bus现场总线协议规范第1部分：总则 ANSI/TIA/EIA 568-B商业建筑电信布线标准（Commercial building telecommunications
cabling standard)
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（Information technology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)
IEEE Std 1394a一2000　高性能串行总线　IEEE标准一第 1次修订版（IEEE standard for a high perormance serial bus--Amendment 1)
USB Specification Revision 2.0　USB 通用串行总线规范 2. 0 规格（Universal serial bus specification revision 2. 0)
3术语和定义、缩略语
3.1术语和定义
GB/T 29001。1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 GB/T 29001.2--2012
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/T 29001.1-—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/T 29001.1-—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/T 29001.1-2012,定义 3.1.3］ 3.1.4
数据链路层　data link layer 数据链路层是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，为了弥补物理层的不足，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。数据链路的建立、 拆除和对数据的检错、纠错是数据链路层的基本任务。
[GB/T 29001.1--2012,定义 3.1.4] 3.1.5
应用层 application layer 应用层是位于物理层和数据链路层之上，用户任务之下的所有部分，并向上提供接口和服务。 [GB/T 29001.1—2012,定义 3.1.5
3.1.6
设备device 接入通信网络中，具有特定功能行为的物理实体，例如接入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/T 29001.1--2012,定义 3.1.6] 3.1.7
主设备master device 网络中发起通信的设备称为主设备。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/T 29001.1—2012,定义 3.1.7]
3.1.8
从设备 slave device 网络中除主设备之外，其他接人 NCUC-Bus网络的设备称为从设备，例如伺服驱动装置或 I/O装置等。 注：从设备又称为从站。 [GB/T 29001.1—2012,定义 3.1.8] 2 GB/T 29001.2-2012
3.1.9
广播broadcast 广播为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/T 29001.1—2012,定义 3.1.9]］ 3.1.10
单地址传输 single address transmission 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/T 29001.1—2012,定义 3.1.10］ 3.1.11
集总顿传翰 slave device 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封装成一个数据包，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/T 29001.1—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，是建立网络的第一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/T 29001.1-2012,定义 3.1.12] 3.1.13
线形结构linear structure -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/T 29001.1—2012,定义 3.1.13］
3.1.14
环形结构ring structure -种网络拓扑结构，设备之间通过通信线路组成闭合回路的路由方法，数据在其中只能单向传输。 [GB/T 29001.1--2012,定义 3.1.14]
3.1.15
周期通信cycle communication 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/T 29001.1--2012,定义 3.1.15]
3.1.16
周期数据cycle data 具有严格时效性的数据。 [GB/T 29001.1-2012,定义 3.1.16]
3.1.17
非周期通信non cycle communication 内容不具有严格时效性的信息交换行为。