GB/T 29001.3-2012 机床数控系统 NCUC-Bus现场总线协议规范 第3部分：数据链路层

ICS25.040.20

J50SB

中华人民共和国国彖标准

GB/T29001.3—2012

机床数控系统

NCUC-Bus现场总线协议规范

第3部分：数据链路层

Numericalcontrolsystemofmachinetool—

ProtocolspecificationsforNCUC-Busfieldbus—

Part3:Datalinklayer

2012-12-31发布2013-07-01实施

GB/T29001.3—2012

目次

,、/d•、-T

刖有I

引言n

1范围1

2规范性引用文件1

3术语和定义、缩略语1

3.1术语和定义1

3.2缩略语6

4数据链路层概述6

5数据链路层报文格式和服务类型7

5.1数据帧定义与封装7

5.2帧定界和帧同步域8

5.3帧的寻址和识别8

6链路连接的建立与管理9

6.1链路连接的建立9

6.2数据链路的转换11

6.3数据链路故障11

7链路层数据传输13

7.1链路传输服务13

7.2链路传输流量控制14

8差错检测和恢复15

8.1差错检测15

&2差错纠正15

&3NCUC-Bus链路容错机制15

&4NCUC-Bus通信故障16

参考文献18

GB/T29001.3—2012

■ir■■i

刖吕

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3部分。

本部分按照GB/T1.1-2009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：武汉华中数控股份有限公司、大连光洋科技丁程有限公司、沈阳高精数控技术有

限公司、广州数控设备有限公司、浙江中控电气技术有限公司。

本部分主要起草人:宋宝、唐小琦、陈天航、金健、何英武、张玉洁、陈虎、王声文、杨东升、胡协和、

莫元劲、胡毅、冯冬芹。

T

GB/T29001.3—2012

引言

0.1概述

GB/T9387.1-1998定义了“三层”现场总线参考模型，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。本部分是机床数控系统NCUC-Bus现场总线协议规范的数据链

层，与基本参考模型所定义的系列部分标准中的其他部分有关。

0.2数控系统现场总线数据链路层概述

NCUC-Bus是一种数字化、串行现场总线，用于机床数控系统各组成部分互连通信。本部分所规

定的数据链路层位于物理层与应用层之间，将物理层提供的可能出错的物理连接改造成逻辑上无差错

的数据链，并对应用层的原始数据进行数据封装。

数据链路层利用物理层提供的比特流传输功能，实现在节点（node）间可靠的数据传输。数据链

层传送以帧为单位的数据，每一帧包括一定数量的数据和一些必要的控制信息。

数据链路层负责建立、维持和释放数据链路的连接。图1阐述了NCUC-Bus物理层、数据链路层

和应用层之间的关系。

1

1

1

•*

**1

w1

1

1

付聯介*

图1NCUC-Bus数据链路层与其他各层之间的关系

本部分主要依据对等数据链路实体，提供一组在通信时刻执行的步骤表达规则’这些规则旨在为

以下各种设计开发提供可靠的基础：

a）作为实现者和设计者的指南；

b）在设备测试和采购中使用；

）作为系统准入开发环境约定的一部分。

n

GB/T29001.3—2012

机床数控系统

NCUC-Bus现场总线协议规范

第3部分：数据链路层

1范围

GB/T29001规定了机床数控系统NCUC-Bus（NCUnionofChinaFieldBus,数控联盟总线，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

动化控制过程而制定的通信协议规范。

GB/T29001的本部分规定了NCUC-Bus数据链路层提供各装置之间基本的、有实效性的报文通

信规则，同时定义了NCUC-Bus数据链路层协议。

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：本部分依据以下条款，以一种抽象的方式阐述NCUC-Bus数据链路层提供的外部可视的服务：a）服务的原语

动作和事件；b）与每个原语动作和事件相关联的各个参数以及它们采用的形式；）这些动作和事件之间的相互

关系以及它们的有效顺序。

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/T9387.1—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/

IEC7498-1;1994）

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

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

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啲访问方式及物理层规范（Informationtechnology一Tele­

communicationsandinformationexchangebetweensystems—Localandmetropolitanareanetworks—Specifi

requirements一Part3:Carriersensemultipleaesswithcollisiondetection（CSMA/CD）aessmethodand

physicallayerspecifications）

3术语和定义、缩略语

3.1术语和定义

GB/T29001.1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]

1

GB/T29001.3—2012

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physicallayer

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/T29001.1—2012,定义3.1.3]

3.1.4

数据链路层datalinklayer

数据链路层为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。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咆而产生差错，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/T29001.1—2012,定义3.1.4]

3.1.5

应用层applicationlayer

应用层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。

EGB/T29001.1—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/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，其他接入NCUC-Bus网络的设备，例如伺服驱动装置或1/（）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

2

GB/T29001.3—2012

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]

3.1.11

集总帧传输slavedeviceinformationtrainpackedtransmission

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