ICS 29.020 J 07
GE
中华人民共和国国家标准
GB/T 39561.1—2020
数控装备互联互通及互操作
第1部分：通用技术要求
Interconnection and interoperation of numerical control equipment-
Part 1 : General technical requirement
2021-07-01实施
2020-12-14 发布
国家市场监督管理总局 发布
国家标准化管理委员会 GB/T 39561.1—2020
目 次
前言 1 范围
规范性引用文件术语、定义和缩略语 3.1 术语和定义 3.2 缩略语互联互通及互操作系统的架构基本要求 5.1 概述 5.2 通信接口要求 5.3 数据格式要求 5.4 系统性能要求 5.5 信息安全要求附录A（资料性附录) 数控装备互联互通及互操作的典型系统示例参考文献
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5. GB/T 39561.1—2020
前言
GB/T39561《数控装备互联互通及互操作》包含以下部分：
第1部分：通用技术要求;；第2部分：设备描述模型; 第3部分：面向实现的模型映射；第 4部分：数控机床对象字典；
一第5部分：工业机器人对象字典；第6部分：数控机床测试与评价； -第7部分：工业机器人测试与评价。 本部分为 GB/T 39561 的第 1部分。 本部分按照GB/T 1.1一2009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。 本部分起草单位：国家机床质量监督检验中心、重庆大学、沈阳高精数控智能技术股份有限公司、清
华大学、机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、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、重庆机床集团有限公司、山东建筑大学、北京航空航天大学、中国石油大学（北京）、固高科技（深圳)有限公司、富士康工业互联网股份有限公司、沈机（上海)智能系统研发设计有限公司、山东易码智能科技股份有限公司、东莞市名菱工业自动化科技有限公司、广东南方职业学院、浙江新益智能驱动科技有限公司、浙江思纳克热流道科技有限公司、重庆海特克系统集成有限公司。
本部分主要起草人：黄祖广、鄢萍、易润忠、薛瑞娟、胡毅、邵珠峰、赵艳领、姬帅、赵钦志、陶飞、 王金江、蒋、刘丹、唐建锐、杨洪丽、陈剑、龚小云、欧阳安、刘广杰、赵桢、闻帅杰、陈凯、王漫江、 戴幸平、缪炳南、金维新
工 GB/T 39561.1—2020
3.1.6
模型映射model mapping 将设备描述模型转换为一种或多种通信协议的方法和过程。
3.2 2缩略语
下列缩略语适用于本文件。 API:应用程序接口（Application Programming Interface) COM:串行通信端口（Cluster Communication Port) DDE:动态数据交换机制(Dynamic Data Exchange) DNC:分布式数控(Distributed Numerical Control) ERP:企业资源计划（Enterprise Resource Planning) IP：因特网协议（Internet Protocol) MDC:制造数据采集（Manufacturing Data Collection) MES:制造执行系统(Manufacturing Execution System) NC:数值控制（Numerical Control） OPC UA:开放平台通信统一架构（Open Platform Communication Unified Architecture) PLM:产品生命周期管理(Product Lifecycle Management) SCADA:数据采集与监控(Supervisory Control And Data Acquisition) TCP:传输控制协议(Transmission Control Protocol)
，互联互通及互操作系统的架构
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在离散制造系统中,互联互通的主体包括数控装备、将数控装备集成为生产线的集成控制系统、对数控装备进行数据采集和监控的 MDC、SCADA 等软件系统、对数控机床进行数控程序管理的 DNC 系统以及车间层的制造过程管理软件系统 MES 等各种业务管理软件系统等。数控装备与其他软硬件系统构成的互联互通系统在智能制造系中的位置见图1。
数控装备的互联互通采用客户端/服务器结构,其中被访问的数控装备作为服务器，访问的数控装备或 DNC、MDC和 SCADA等作为客户端,按照互联互通规定的数据字典及其对应的访问方式获得数控装备的信息，通常至少支持查询和发布/订阅等模式。
MES等车间层管理软件可以直接与数控装备通信实现数据采集，也可通过 MDC、SCADA 等软件系统实现与数控装备的互联互通
2 GB/T 39561.1—2020
智能制造系统的典型架构 PLM系统
企业管理层
ERP系统
互联互通互操作网络应用范围
MES
车间管控层
MDC SCADA
DNC
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装备控制层机床数控系统机器人控制系统般工控机回编程逻辑控制器单片机/嵌入式
设备物理层伺服系统 传感器 远程输入/输出 变频器
图1互联互通互操作网络在智能制造系统中的位置
数控装备互联互通及互操作的数据的映射包括数控设备的模型描述及建模规则、模型映射的方法以及访问接口等内容，可满足信息采集、数控装备的时序控制、过程控制、启停控制、程序传输、诊断报警信息等应用,见图2。
其他标准数据模型
数控装备 MTConnect模型
数控装备 OPC-UA模型，模型映射方法
典型数控装备的对象字典(标准模型用例)
数控机床对象字典 工业机器人对象字典 其他机械自动化装备
设备描述模型建模原始数据
物理设备(包括传感器) 工业机器人
数控机床
其他机械自动化装备
注：MTconnect为数控设备互联通信协议
图2数控装备的数据模型映射
5 基本要求
5.1 概述
实现数控装备的互联互通及互操作,其中数控装备的控制系统应具备网络接口，其他装备或软件系统可通过该接口实现对数控装备信息的获取和控制。
数控装备的互联互通互操作接口应满足数控装备控制系统、生产线控制系统等通过服务器软件接口提供本装备（系统)对外的信息访问和功能控制接口，其应用场景和实现方式参见附录A。
3 GB/T 39561.1—2020
5.2 2通信接口要求
数控装备互联互通及互操作接口的物理层介质可以支持电缆、光纤等有线方式，也可采用无线局域网等无线通信方式，宜优先采用有线通信方式。
数控装备互联互通及互操作接口的链路层应保证其数据帧传输延迟应低于收发双方对延迟的最长允许时间要求，并具有适当的几余。要实现数控装备互联互通及互操作，通信系统宜采用具有通信实时性保障能力的数据链路层通信协议，如采用IEC 61784-2:2019等的实时以太网协议。
数控装备应具备独立的IP地址，其互联互通接口网络层和传输层应支持TCP/IP协议，可通过局域/广域网络进行远程访问。 5.3 3数据格式要求
互联互通及互操作的数控装备数据应遵循确定的建模方法，并提供信息的语义，可实现软件的自动
识别和集成，推荐采用元数据描述文件的方式提供。 5.4系统性能要求
互联互通及互操作的数控装备在通信交互时，通信所产生的负荷不应导致控制系统自身显著变慢：
出现停滞、失步等运行故障,影响正常功能的使用。
5.5信息安全要求
数控装备互联互通的信息安全应遵循GB/T36324一2018的要求，根据应用场景和企业实际需求，设定所需的安全等级。 GB/T 39561.1—2020
附录A (资料性附录)
数控装备互联互通及互操作的典型系统示例
A.1应用场景
数控装备互联互通及互操作的典型应用场景一般包括以下三种，见图A.1:
数控装备与其他多台数控装备组合成一套更复杂的组合数控装备或者生产线时的数控装备之
a）
间的互联互通; b） 数控装备与生产线控制系统之间的互联互通； c） 数控装备与数据采集系统/生产管理系统之间的互联互通。
数据采集系统/生产管理系统
生产线控制系统
一服务器接口 客户端
客户端
服务器接口数控装置
客户端
一服务器接口 客户端数控装置
T
图A.1数控装备互联互通及互操作的应用场景
符合互联互通要求的数控装备及生产线控制系统，可通过服务器接口提供本装备（系统）对外的信
息访问和功能控制接口，以及反映这些信息接口语义的元信息。其他装备/系统通过客户端软件访问服务器提供的接口，读取装备（系统)数据及进行功能控制等。为了理解服务器提供的信息的语义以及软件的自动识别和集成，装备（系统)同时通过服务器接口对外提供数据的语义信息
互联互通的核心是为信息建模和数据传输两大内容制定统一的标准，使得一个客户端软件可不加修改地访问符合标准的任意装备／系统的服务器端接口
设备描述模型是从信息的角度对数控装备进行的描述，其将设备本身提供的数据、功能等信息组织
成标准的层次化结构，并允许其他系统/软件通过通信协议进行访问。
A.2　实现方法
数控装备的互联互通实现方法可有多种,其中典型包括 NC内置实现方式和外置适配器方式。NC 内置式的一种实现方式见图 A.2。
SAC