ICS 25.040
GB
N 10
中华人民共和国国家标准
GB/T36211.2—2018
全分布式工业控制智能测控装置
第2部分：通信互操作方法
Intelligent measuring and control device in full-distributed industrial control system-
Part2:Communication interoperabilitytestspecification
2018-12-01实施
2018-05-14发布
国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会
发布 GB/T 36211.2—2018
目 次
前言范围
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规范性引用文件术语和定义、缩略语 3.1 术语和定义 3.2缩略语通信互操作概述 4.1 概述 .. 4.2 互操作工作流程 5通信互操作实现方法 5.1 相同协议装置的通信互操作实现方法 5.2 不同协议装置的通信互操作实现方法 6互操作测评方法
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6.1 互操作测试的规划 6.2 互操作环境的搭建 6.3 互操作的测试…· 6.4 互操作的评估附录A（资料性附录）互操作测试示例参考文献
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图 1 请求转发型网关的互操作流程· 图2 数据交换型网关的互操作流程图3 网关示意图图4 OPCUA方法· 图5 FDT方法图6 功能兼容性等级图 7 独立网关互操作环境图8 PLC网关互操作环境图9 EDD的互操作环境图10 FDT应用环境内集成EDD的应用
15 GB/T 36211.2—2018
前言
GB/T36211《全分布式工业控制智能测控装置》分为2部分：
第1部分：通用技术要求；第2部分：通信互操作方法
本部分为GB/T36211的第2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。 本部分由全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会(SAC/TC124)归口。 本部分起草单位：机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、福建上润精密仪器有限公司、罗克韦尔
自动化（中国)有限公司、浙江中控技术股份有限公司、中国电力工程顾问集团有限公司、东风设计研究院有限公司、深圳方讯自控股份有限公司、中国航空工业集团公司北京航空精密机械研究所、菲尼克斯电气（南京)研发工程中心有限公司、北京国电智深控制技术有限公司、北京和利时系统工程有限公司、 北京安控科技股份有限公司、上海自动化仪表有限公司、电子科技大学、中信戴卡股份有限公司。
本部分起草人：王玉敏、戈剑、华、黄文君、张晋宾、游和平、成继勋、朱勇、杜品圣、朱镜灵、罗安、 卢铭、张庆军、黄琦、黄亮、王成城、梅恪、柳晓菁、俞文光、邹靖、张龙、卓明、韩卫国。
II GB/T 36211.2—2018
全分布式工业控制智能测控装置
第2部分：通信互操作方法
1范围
GB/T36211的本部分规定了全分布式工业控制智能测控装置（以下简称装置）的通信互操作实现方法和测评方法。
本部分适用于离散制造业和过程工业的全分布式工业控制智能测控装置。
2规范性引用文件
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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/T34064—2017 7通用自动化设备行规导则（IEC/TR62390：2005，IDT）
3术语和定义、缩略语
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3.1术语和定义
下列术语和定义适用于本文件， 3.1.1
互操作 interoperability 同种协议或不同种协议的相同版本或者不同版本间的互通能力。
3.1.2
互操作测试 interoperabilitytest 检查同种协议或不同种协议的相同版本或者不同版本间的互通能力。
3.1.3
设备device 独立的物理实体。具有在特定环境中执行一个和多个规定功能的能力，并由其接口分隔开。 [GB/T19769.1—2015,定义3.30]
3.1.4
现场设备 field device 一种实体，它完成控制、执行和/或传感功能，并与自动化系统内的其他类似实体连接。
3.1.5
功能部件 functional element 能够实现设备特定功能的软件实体或软硬件结合的实体。 注1：功能部件具有与其他功能部件和功能相组合的接口。 注2：功能部件可由功能块、对象或参数表来形成。
3.1.6
功能块 functionblock 指定了单独、命名相同的数据结构及其相关操作的软件功能部件。 注：源自GB/T19769.1—2015。 GB/T36211.2—2018
3.1.7
输入数据 inputdata 由外部源传入设备、资源或功能部件的数据。
3.1.8
实例 Jinstance 由相应功能块类型指定了单独、命名相同的数据结构及其相关操作的软件功能部件。
3.1.9
接口 interface 根据功能特性、信号特性或其他特性来定义的两个功能单元之间的共享界面。 [GB/T2900.56—2008,定义351-21-35]
3.1.10
操作 operation 可被某对象所请求，以产生某种行为的服务。
3.1.11
输出数据 outputdata 设备、资源或功能部件所产生的数据，并将它们传给外部系统。
3.2 2缩略语
下列缩略语适用于本文件。 ERP
企业资源计划（EnterpriseResourcePlanning）电子设备描述语言（ElectronicDeviceDescriptionLanguage）现场设备工具（FieldDeviceTool) 输人输出（Input/Output）制造执行系统（ManufacturingExecutionSystem）用于过程控制的OLE(OLEforProcessControl) 可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController）传输控制协议/因特网协议（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol）
EDDL FDT 1/0 MES OPC UA PLC TCP/IP
通信互操作概述
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4.1概述
通常互操作是指装置与系统和装置与装置间通过数据交换，从而能够协调工作，达到共同目标的能力。IT领域的互操作是指“不同平台或编程语言之间交换和共享数据的能力”。本部分中全分布式工业控制智能测控装置的互操作是指通过规范的接口，装置具有能够处理和交换各类信息的能力。
互操作是发生在多个(至少两个)装置（或系统)之间的一种关系，但并没有要求参与的各方具有相同或类似的性质（指资源提供、节点行为、体系结构、底层平台及实现方法等）；同时要求各方之间具有良好的合作，且对各种资源（提供的服务和数据）的使用应是透明的。从这个角度所获得的互操作本质就是从异构系统中获得资源透明使用的能力。
对于装置的互操作可以分为同协议的互操作和不同协议的互操作；本部分提出装置互操作协议是基于互操作设备的装置互操作，可以实现同协议以及不同协议的互操作，解决装置通信问题。 4.2互操作工作流程 4.2.1概述
不同协议的装置与装置（系统）间的互操作，宜采取协议转换型方式实现；对装置与装置（系统)之间
2 GB/T 36211.2—2018
只要求交换数据，宜使用数据交换型方式实现。 4.2.2 协议转换型网关互操作流程
装置与装置（系统）之间要求协议转换的互操作流程，如图1所示。 协议A的请求通过协议转换网关转发给协议B；或者协议B的请求通过协议转换网关转发给协议A，
以实现协议转换型网关互操作流程。
请求/转发
转发/请求
协议A
协议B
协议转换网关
图1 请求转发型网关的互操作流程
4.2.3 数据交换型网关互操作流程
装置与装置（系统）之间要求交换数据的互操作流程，如图2所示。
协议A写区协议B读区
协议A
协议B
协议A读区协议B写区
图2数据交换型网关的互操作流程
在定义了协议A与协议B之间需要交换的数据后，协议A把输出数据写入协议A的写区中，然后由协议B读取该输入数据，这就实现了协议A到协议B的数据交换过程；同理，协议B把输出数据写入协议B的写区，然后由协议A读取该输人数据，这就实现了从协议B到协议A的数据交换。
通信互操作实现方法
5
5.1 相同协议装置的通信互操作实现方法 5.1.1 现场总线协议概述
在IEC61784中，定义了以下类型的现场总线：
Foundation Fieldbus; CIP; -PROFIBUS; P-NET; WorldFIP; INTERBUS; CC-Link; -HART; Modbus; SERCOS;
3 GB/T 36211.2—2018
-MECHATROLINK; ....
5.1.2相同现场总线协议装置的通信
相同现场总线协议装置的通信宜满足以下要求： a) 物理层
支持多种物理层连接的规范，如既支持RS232，又支持RS485，连接之前宜确认装置的电气接口和连接电缆是否一致，否则无法通信。
b) 数据链路层
一般现场总线为主从连接方式，其中一台装置(或多台装置)为主站，其他装置为从站。所以总线上至少有一台主站装置，连接前要确认装置的主或从。如果是从站，对装置进行设置，如：从站地址、波特率、数据位、校验码等，其中一个设不对，就无法进行通信。如果是主站，设置内容同上。 有的现场总线为对等方式（peertopeer)，这时总线上的装置都是平等的，可以发送也可以接收通信信息。装置也需要进行设置，方法同上类似。
c) 应用层
应用层支持不同的应用，如：I/O刷新、运动控制、时间同步、功能安全、气动阀门等。所以连接前要考虑装置支持的协议子集，如果子集不能匹配就无法进行通信。
5.1.3 ：工业以太网协议概述
IEC61784中定义的工业以太网包括：
EtherNet/IP; -PROFINET; P-NET on IP; CC-Link IE; Vnet/IP; EtherCAT; -EthernetPOWERLINK; EPA; Modbus/TCP; SERCOSII; RAPIEnet; MECHATROLINK-II ;
一
-
..
5.1.4相同工业以太网协议装置的通信
相同工业以太网协议装置的通信宜满足以下要求： a) 物理层
工业以太网的物理层宜使用带屏蔽层的以太网电缆或者光缆。电接口可选择RJ45、M12等类型。
b) 数据链路层
当链路层采用专用协议（如时间片方式传送数据）时，应使用支持该专用协议的网络设备。 c) 网络层和传输层
4 GB/T36211.2—2018
对采用传输控制协议和因特网协议（TCP/IP)的工业以太网，应对IP地址和TCP端口进行正确设置。
d) 应用层
为了支持正常通信，装置之间的应用层功能子集应匹配。
5.1.5 无线网络
工业无线网络可采用以下类型：
IEC62591:WirelessHART: -IEC62601:WIA-PA; IEC62734:ISA100; IEEE802.11系列。
无线网络应满足工业环境适应性的要求。 5.2不同协议装置的通信互操作实现方法 5.2.1概述
不同协议装置的互操作实现可采用网关、OPCUA、FDT和EDDL等。
5.2.2 网关方法
网关的方法如图3所示，网关既可以是独立式，也可以是机架式（如插在PLC的槽位中），任何现场总线或以太网可以通过该方式与任何现场总线或以太网连接。该网关要完成物理层、数据链路层、网络层、传输层和/或应用层的转换。
网关 1
BAL
现场总线A 或以太网C
现场总线B 或以太网D
T
图3网关示意图
5.2.3OPCUA方法
OPCUA方法如图4所示，客户端和服务器端是以太网协议，OPC服务器与设备之间可以是现场
总线、以太网等协议，OPC服务器装载不同设备制造商的OPC服务器软件。OPC客户端通过OPC服务器连接不同制造商的智能测控装置，与不同设备通信，并通过标准的OPC信息模型为不同的应用系统（如MES、ERP)提供数据信息、事件信息和互操作方法。
OPC服务器负责采集不同制造商的智能测控装置的数据，对客户端提供一些操作方法，并不能实
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