数控装备互联互通及互操作第2部分：设备描述模型

数控装备互联互通及互操作第2部分：设备描述模型

国家标准 GB/39561.2一2020 数控装备互联互通及互操作 第2部分:设备描述模型 Interconnectionandinteroperationofnumericalcontrolequipment Part2:Devicedeseriptionmodel 2020-12-14发布 2021-07-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标涯花警理委员会国家标准
GB;/T39561.2一2020 目 次 前言 范围 2 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 数控装备基础信息模型结构 4.I基础信息模型结构 4.2数据字典条目结构 数控装备基础信息模型数据字典 5.l概述 .2静态属性集数据字典 5.3过程属性集数据字典 5.！配置属性集数据字典 5.5扩展属性集数据字典 5.6可编程控制器数据字典 5.7控制器数据字典静态属性集数据字典 5.8控制器数据字典过程属性集数据字典 5.9输人输出数据字典 5.,10输人输出数据字典静态属性集数据字典 5.11输人输出数据字典过程属性集数据字典 5.,12辅助系统数据字典 附录A(资料性附录)数控装备基础信息模型的实现
GB;/T39561.2一2020 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; 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/T39561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、机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、沈阳高精 ,北京航空航天大学.石油大学(北京),山东建筑 数控智能技术股份有限公司、重庆大学、清华大学 大学、固高科技(深圳)有限公司、广州数控设备有限公司 工业和信息化部计算机与微电子发展研究中 心(软件评测中心)、齐鲁工业大学、江门市蓬江区珠西智谷智能装备协同创新研究院、山东易码智 能科技股份有限公司、富士康工业互联网股份有限公司、东莞市名菱工业自动化科技有限公司 本部分主要起草人:黄祖广,赵艳领,刘丹、薛瑞娟、于皓宇、邸萍、蒋峥、邵珠峰、姬帅、陶飞、 王金江、黄廉真、温尔文,余娴、周婷婷、李晓、陈爱斌,刘广杰,欧阳渺安、王漫江
GB;/T39561.2一2020 数控装备互联互通及互操作 第2部分:设备描述模型 范围 GB/T39561的本部分规定了数控装备互联互通及互操作的基础信息模型结构及数控装备基础信 息模型数据字典的描述规则,包括模型结构及数据字典 本部分适用于制造商、集成商等用户对数控装备进行信息建模 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/T31001993国际单位制及其应用 GB/T33863.32017OPC统一架构第3部分;地址空间模型 GB/T33863.5一2017OPC统一架构第5部分信息模型 术语、定义和缩略语 3.1术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 3.1.1 信息模型informationmodel 对给定的制造装备信息资源进行定义、描述和关联的组织框架 注:制造装备信息资源,反映现实世界特定领域对象的形式、特征,关系的模式化数据 3.1.2 属性集attributeset 个或多个属性以及子属性集的集合,可以作为节点单独存在只构成制造装备属性描述的结构 元素 3.1.3 静态属性集statieattributeset 属性集的一种,包含的属性自确定之后不变化或者变化不频繁 3.1.4 attributeset 过程属性集proeess 属性集的一种,包含的属性只有在装备运行过程中显现的属性 3.1.5 配置属性集comfigurationattribteset 属性集的一种,包含的属性是为了完成某一特定任务而需要进行配置的属性 3.1.6 扩展属性集extraattributeset 属性集的一种,包含的属性是为了完成某一特定任务或用户自定义的属性
GB/T39561.2一2020 3.2缩略语 下列缩略语适用于本文件 1/O输人/输出(Input/Output P:互联网协议(InternetProtocol) oPcUA;开放平台通信统- -架构(OpenPlatformCommunicationUnifiedArchitecture conroler) PLC,可编程序逻辑控制器(ProgrammabeLogie XML:扩展标记语言(ExtensibleMarkupl Ianguage 数控装备基础信息模型结构 基础信息模型结构 数控装备基础信息模型结构见图1 基础信息模型结构中包含静态属性集,过程属性集,配置属性 集,针对特殊应用还可包含扩展属性集 组件集中包含的可编程控制器、输人输出装置、伺服系统、辅助系统组件等是每一类数控装备所包 含的结构 每一类组件与属性集均由数据字典组成,数据字典由数据字典条目组成 数控装备信息模型结构可采用XMI的形式进行描述,具体描述方法可参见附录A 数据字典条目N 数据字典条目N 数据字典条目N 数据字典条目N 数据字典条目1 数据字典条目1 数据字典条目1 数据字典条目1 静态属性集 配置属性集 扩展属性集 过程属性集 数控装备基础 信息模型 组件集 可编程控制器 辅助系统 其他组件 输入输出装置 图1数控装备基础信息模型结构 4.2数据字典条目结构 数据字典条目结构的描述见表1 表1数据字典条目结构 属性 属性 属性 建模 访问 数据 工程 属性 语义值 索引 数据值 名称 英文名 规则 类型 权限 类型 单位 说明 . . 数据字典条目用来描述属性集及组件的特性,数据字典条目信息说明如下 索引 a 每个对象采用一个16位的索引值来寻址,其范围在0X1000至0X7FFF之间,每一个对象都
GB;/T39561.2一2020 有唯一的索引号,在通信中通过这些索引来访问所有的对象 b 属性名称 每一个数据字典条目的名称 属性英文名 属性名称对应的英文名 d 建模规则 建模规则的表示分为M和O,M表示是必选的,0表示是可选的 属性类型 e 属性类型分为如下形式: 1VAR代表是一个非数组简单变量; ARRAY代表是一个数组 22 访问权限 访问权限有如下形式:RO代表只读,RW代表可读可写 数据类型 g 数据类型应符合GB/T33863.3一2017及GB/T33863.52017标准数据类型定义 h) 数据值 由数据类型决定 工程单位 数据值的单位度量,应符合GB/T3100一1993的规定 j 属性说明 对属性的描述 k 语义值 描述属性的值所代表的含义 数控装备基础信息模型数据字典 5.1概述 数控装备基础信息模型数据字典是对基础信息模型结构包含的数据字典条目进行定义,这些数据 字典条目信息是每一类数控装备应包含的数据字典信息 5.2静态属性集数据字典 5.2.1数据字典结构 数控装备基础信息模型静态属性集数据字典结构见表2 表2数控装备基础信息模型静态属性集数据字典结构 索引号 属性类型 访问权限 建模规则 属性名称 oXo000 Ro VAR 编号 M M 0X0001 VAR RO 名称 M 0Xo002 VAR 型号 R(O 0X0003 生产厂商 M VAR RO 0Xo004 VAR 生产日期 RO M 0X0005 VAR 额定功率 RO
GB/T39561.2一2020 5.2.2数据字典描述 5.2.2.1 编号 编号描述见表3 表3编号描述 索引 属性名称建模规则属性类型访问权限数据类型数据值 属性说明 语义值 描述数控装备 M 0X0000 编号 VAR RO STRING 的出厂编号 5.2.2.2名称 名称描述见表 4 表 名称描述 4 属性名称建模规则属性类型访问权限数据类型 属性说明 索引 数据值 语义值 描述数控装备 M 0X0001 名称 VAR RO STRING 名称 5.2.2.3型号 型号描述见表5 表5型号描述 索引 属性名称建模规则属性类型访问权限数据类型 数据值 属性说明 语义值 描述数控装备 M 0Xo002 型号 VAR RO STRING 型号 5.2.2.4生产厂商 生产厂商描述见表6 表6生产厂商描述 索引 属性名称建模规则属性类型访问权限数据类型 数据值 属性说明 语义值 描述数控装备 M VAR Ro STRING 生产厂商 0X0003 生产厂商 5.2.2.5生产日期 生产日期描述见表7
GB;/T39561.2一2020 表7生产日期描述 索引 属性名称建模规则属性类型访问权限数据类型 数据值 属性说明 语义值 描述数控装备 M 0X0004 VAR RO STRING 生产日期 生产日期 5.2.2.6额定功率 额定功率描述见表8 表8额定功率描述 索引 属性名称建模规则属性类型访问权限数据类型数据值 属性说明 语义值 描述数控装备 0X0005 额定功率 VAR RO STRING 额定功率 5.3过程属性集数据字典 5.3.1数据字典结构 数控装备基础信息模型过程属性集数据字典结构见表9 表9数控装备基础信息模型过程属性集数据字典结构 索引号 属性类型 属性名称 访问权限 建模规则 M 0Xo100 VAR 运行状态 RO M 0Xo101 VAR 总运行时间 RO 5.3.2数据字典描述 5.3.2.1运行状态 运行状态描述见表10 表10运行状态描述 索引 属性名称建模规则属性类型访问权限数据类型数据值 属性说明 语义值 1.启动 2.运行 描述数控装备 0Xo100 M VAR R UINT8 运行状态 3.停止 的运行状态 4.等待 5.空闲 5.3.2.2 总运行时间 总运行时间描述见表11
GB/T39561.2一2020 表11总运行时间描述 索引 属性名称建模规则属性类型访问权限数据类型 数据值 属性说明 语义值 总运行 描述数控装备 M VAR UINT32 0X01l01 RO 时间 的总运行时间 5.4配置属性集数据字典 5.4.1数据字典结构 数控装备基础信息模型配置属性集数据字典结构见表12 表12数控装备基础信息模型配置属性集数据字典结构 属性名称 访问权限 索引号 属性类型 建模规则 M 0X0200 VAR IP地址 RO M 0X0201 VAR 子网掩码 RO 5.4.2数据字典描述 5.4.2.1 P地址 数控装备的IP地址描述见表13. 表13IP地址描述 属性说明 语义值 索引 属性名称建模规则属性类型访问权限数据类型数据值 数控装 描述数控装备 0X0200 备的IP M RG VAR STRING 的IP地址 地址 5.4.2.2子网掩码 数控装备的子网掩码描述见表14 表14子网掩码描述 索引 属性名称建模规则属性类型访问权限数据类型 数据值 属性说明 语义值 数控装 描述数控装备 的 子 RO M 0X0201 备 VAR STRING 的子网掩码 网掩码 5.5扩展属性集数据字典 扩展属性集数据字典是为完成某一特定任务或由用户自定义的数据字典,其建模规则为可选,其他 属性根据实际情况进行定义
GB;/T39561.2一2020 5.6可编程控制器数据字典 数控装备基础信息模型可编程控制器数据字典结构见图2 控制器 数据字典 静态属性集 过程属性集 运行状态 标准I/o点数 图2数控装备基础信息模型控制器数据字典结构 5.7控制器数据字典静态属性集数据字典 5.7.1数据字典结构 数控装备基础信息模型控制器数据字典静态属性集数据字典结构见表15 表15数控装备基础信息模型控制器数据字典静态属性集数据字典结构 索引号 属性类型 属性名称 访问权限 建模规则 M 0X0300 VAR 标准1/O点数 RO 5.7.2数据字典描述 标准1/o点数描述见表16. 表16标准1/o点数描述 索引 属性名称建模规则属性类型访问权限数据类型 数据值 属性说明 语义值 描述控制器中 标准1/o 0X0300 VAR RO UINT32 的标准I/O 点数 点数 5.8控制器数据字典过程属性集数据字典 5.8.1数据字典结构 数控装备基础信息模型控制器数据字典静态属性集数据字典结构见表17 表17数控装备基础信息模型控制器数据字典过程属性集数据字典结构 属性类型 访问权限 建模规则 索引号 属性名称 运行状态 M 0X0400 VAR RW
GB/T39561.2一2020 5.8.2数据字典描述 控制器运行状态描述见表18 表18控制器运行状态描述 索引 属性名称建模规则属性类型访问权限数据类型 数据值 属性说明 语义值 描述控制器的 0Xo400 M VAR Rw UNT8 运行状态 运行状态 5.9输入输出数据字典 数控装备基础信息模型输人输出I/O)数据字典结构见图3 输入输出 数据字典 静态属性集 过程属性集 设备类型 输入数字量点值 图3数控装备基础信息模型输入输出(1/o)数据字典结构 5.10输入输出数据字典静态属性集数据字典 5.10.1数据字典结构 输人输出数据字典静态属性集数据字典结构见表19 表19输入输出装置静态属性集数据字典结构 索引号 属性类型 建模规则 属性名称 访问权限 M 0xo500 VAR Ro 设备类型 M 0X0501 VAR RO 制造商名称 5.10.2数据字典描述 5.10.2.1 设备类型 设备类型描述见表20 表20设备类型描述 索引 属性名称建模规则属性类型访问权限数据类型数据他 属性说明 语义值 描述I/o设备 PLC、I/O单元、 设备类型 的类型特性 M RO UINT8 0X0500 VAR 总线扩展单元等 信息
GB;/T39561.2一2020 5.10.2.2制造商名称 制造商名称描述见表21 表21制造商名称描述 属性名称建模规则属性类型访问权限数据类型数据值 属性说明 语义值 索引 制造商 描述1/o设备 0X0501 M VAR R0 STRING 名称 制造商名称 5.11输入输出数据字典过程属性集数据字典 5.11.1数据字典结构 输人输出装置数据字典过程属性集数据字典结构见表22 表22输入输出装置过程属性集数据字典结构 属性类型 属性名称 访问权限 索引号 建模规则 0X0600 VAR 数字量输人值 RO 0X06o1 vAR Rw 数字量输出值 0X0602 VAR RO 模拟量输人值 模拟量输出值 Rw 0X0603 VAR VAR 刷新周期 0X0604 RO 5.11.2数据字典描述 数字量输入值 5.11.2.1 数字量输人值描述见表23 表23数字量输入值描述 索引 属性名称建模规则属性类型访问权限数据类型 数据值 属性说明 语义值 描述I/O设备 数字 0X0600 VAR RO INT32 的数字量输人 量输人值 状态 5.11.2.2数字量输出值 数字量输出值描述见表24
GB/T39561.2一2020 表24数字量输出值描述 属性名称建模规则属性类型访问权限数据类型 数据他 属性说明 语义值 索引 描述1/o设备 数字量 0X0601 VAR Rw INT32 的数字量输出 输出值 状态 5.11.2.3模拟量输入值 模拟量输人值描述见表25 表25模拟量输入值描述 索引 属性名称建模规则属性类型访问权限数据类型 数据值 属性说明 语义值 描述I/O设备 模拟量 0X0602 VAR RO INT32 的模拟量输人 输人值 状态 5.11.2.4模拟量输出值 模拟量输出值描述见表26 表26模拟量输出值描述 索引 属性名称建模规则属性类型访问权限数据类型数据值 属性说明 语义值 描述I/O设备 模拟量 0Xo603 VAR Rw INT32 的模拟量输出 (O 输出值 状态 5.11.2.5刷新周期 刷新周期描述见表27 表27刷新周期描述 属性名称建模规则属性类型访问权限数据类型数据值 属性说明 语义值 索引 描述1/o设备 0Xo604刷新周期 VAR RO UINT8 的刷新周期 5.12辅助系统数据字典 本部分不对辅助系统数据字典的结构和描述做具体定义,但是考虑到数控装备的复杂性,辅助系统 作为数据字典应存在 10
GB;/T39561.2一2020 附录 A 资料性附录) 数控装备基础信息模型的实现 A.1概述 对数控装备基础信息模型的结构和数据字典进行定义后,生成数控装备基础信息模型的XMI 文件 A.2信息模型结构 利用现有的信息模型编辑器工具可以生成数控装备基础信息模型结构,如图A.1所示 模型视图 数控装备基础信息模型 静态属性集 过程属性集 配置属性集 组件集 控制器 四静态属性集 过程属性集 面 输入输出置 四静态属性集 四过程属性集 饭铺助系统 X静态属性集 X过程属性集 图A.1数控装备基础信息模型结构 A.3XML文件内容 XML文件是描述数控装备基础信息模型的载体,详细信息如下 ?xmlversion="1.0" encoding="utf-8"?) GIMDEVICE》 GIMFileHeader》 verison)1.0(/verison revision)1.0(/revision Creator)zhaoyanling/Creator》 CreatTime)2018-02-1312:00:00GB/T39561.2一2020 《LastModifyTime)2018-02-2412;00:00CNC数控机床drrStatus(/AttributeName AttributeD Des)00GB;/T39561.2一2020 gurationAttributeSet GIMConfi G1MSetInforype' (setInfoame)configura ationAttributeSet(/SetInfoName》 SetInfoID)90001(/SetInfoID SetInfoDes》 >配置属性集IP地址Netmask(/AttributeName buteDes)子网掩码GB/T39561.2一2020 数控装备基础信息模型《/SetInfoDes) nfoDes》 ceTypeDescription entDescription ControllerDictionary_-92000 ributeSet SetInfoName)StaticObjectAttributeSet(/SetInfoName》 SetInfoID)10001(/SetInfoID)y SetInfoDes》静态属性集《/SetInfoDes》 GIMSetInfoType GIMAttributeList GIMAttribute AttributeID)8193(/AttributeID》 tributeName)》IONum《/AttributeName tributeDes)〉IO点数(/AttributeDes ibuteAccess)1 AttributeAccess ibuteDatatype)12GB;/T39561.2一2020 /GIMProcessAttributeSet G1MSetInforYype) (setInfoNane)>ControllerDietionary/setInfoNane) SetInfoID)9200010001(/SetInfoID -InfoDes>静态属性集(/SetInfoDes GIMSetInfoType 1bute1st 7O11t teID)8193(/AttributeID ibuteName)DeviceType(/AttributeName 设备类型《/AttributeDes 1O11fS" eAccess)1(/AttributeAccess》 eDatatype)12(/AttributeDatatype 7O17- buteID)8193(/AttributeID) ibutelName)DeviceID(1(/AttributeAccess》 ibuteDatatype)12(GB/T39561.2一2020 Atibtelhstatpe)4《/Attritbtehatatpe) GIMAttribute' GIMAttribute AttributeID)8193 Attribute rributeList 3sAttributeSet nfoType nfoName)InputOutputDictionary(/SetInfoName SetInfoID)93000(/SetInfoID SetInfoDes》输人输出装置《/SetInfoDes》 srMSetInforypey nputOutputDictionary_93000 AssistDictionary_94000 MStaticAttributeSet GIMSetInfoType SetInfoName)StaticObjectAttributeSet(/SetInfoName》 SetInfoID)10001《/SetInfoID setInfoDes)静态属性集GB;/T39561.2一2020 A.4信息模型结构在oPcUA地址空间的映射 利用现有的信息模型加载器工具可以生成数控装备基础信息模型在OPCUA地址空间的信息模 型结构,如图A.2所示 Root 白0bjeets Server 白 数控恢备基础信息模型 控制器 过程属性集 田 controllerStatus 静态性集 ONun 田 辅助系统 输入输出装置 过程属性集 白 田 Num 田 0Hunm 静态属性集 中 DeiceD 中 DeviceType 过程属性集 中 rrStatus 配置属性集 IRadress 安 田 Netmask 静态属性集 由 CEModel 由 CEum 匣 Tyes iews 图A.2ocUA地址空间包含的数控装备信息模型结构

数控装备互联互通及互操作第2部分：设备描述模型GB/T39561.2-2020解析

GB/T39561.2-2020《数控装备互联互通及互操作 第2部分：设备描述模型》是我国针对数控装备互联互通及互操作颁布的重要标准。该标准主要规定了数控装备设备描述模型的定义、架构、内容和应用等方面的内容。

设备描述模型是指将数控装备相关的数据和信息进行整合、抽象和封装，形成一个统一的数据模型。设备描述模型可以为数控装备之间的信息交换、数据共享和资源调度提供统一的数据描述语言，实现数控装备之间的互联互通和互操作。

在GB/T39561.2-2020标准中，设备描述模型主要分为功能模型和信息模型两部分。其中，功能模型是指对于数控装备所具有的各种功能进行抽象和描述，包括机床的加工过程、控制系统的运行方式、编程操作等。而信息模型则是指对于数控装备所产生的各种数据和信息进行封装和描述，包括机床的状态信息、加工工件的相关数据等。

此外，在标准中还规定了设备描述模型的应用场景和使用方法，以及模型的兼容性和可扩展性要求等内容。该标准的出台，将对于推动我国制造业智能化水平的提升、促进数控装备之间的信息交换和互联互通起到积极的作用。

总之，GB/T39561.2-2020《数控装备互联互通及互操作 第2部分：设备描述模型》是我国数控装备互联互通及互操作标准体系中的重要组成部分，具有重要的理论和实践意义。未来，在制造业数字化和智能化转型的进程中，数控装备互联互通及互操作将会成为推动制造业高质量发展的重要支撑。

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