ICS29.020 J 07 中华人民共和国国家标准 GB/T39561.3—2020 数控装备互联互通及互操作 第3部分：面向实现的模型映射 Interconnection and interoperation of numerical control equipment- Part 3 : Implementation oriented model mapping 2020-12-14发布 2021-07-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T39561.3—2020 目 次 前言 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语、定义和缩略语· 4 模型映射内容 5 模型映射规则 附录A（资料性附录）面向MTConnect的模型映射· 附录B（资料性附录）面向OPCUA的模型映射 17 参考文献 27 GB/T39561.3—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； 一第3部分：面向实现的模型映射： 一一第4部分：数控机床对象字典； 第5部分：工业机器人对象字典； 一第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3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、清华大学、沈阳高精数控智能技术股份有限公司、重 庆大学、中国石油大学（北京）、山东建筑大学、工业和信息化部计算机与微电子发展研究中心（中国软件 评测中心）、重庆固高科技长江研究院有限公司、齐鲁工业大学、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。 本部分主要起草人：黄祖广、邵珠峰、王立平、张兆坤、薛瑞娟、赵钦志、于皓宇、萍、王金江、姬帅、 余娴、吴迪、周婷婷、马洪君、王漫江。 1 GB/T39561.3—2020 数控装备互联互通及互操作 第3部分：面向实现的模型映射 1范围 GB/T39561的本部分规定了数控装备互联互通及互操作的设备描述模型向其他通信协议信息模 型映射的规则和流程。 本部分适用于数控装备互联互通及互操作设备描述模型向MTConnect、OPCUA等通信协议信息 模型的映射。 注：MTConnect为数控设备互联通信协议。 2 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/T39561.1一2020数控装备互联互通及互操作第1部分：通用技术要求 3术语、定义和缩略语 3.1术语和定义 GB/T39561.1一2020界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1.1 源模型 sourcemodel 待转换的数控装备信息模型。 3.1.2 自标模型 target model 对源模型进行映射后得到的模型。 3.1.3 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。 ID：标识符（Identifier） OPCUA：开放平台通信统一架构（OpenPlatformCommunicationUnifiedArchitecture) XML：扩展标记语言（ExtensibleMarkupLanguage） 29 4 模型映射内容 模型映射是将数控装备本地获取的按一定结构组织的信息模型映射为符合某些通用协议规定的信 1 GB/T39561.3—2020 息模型，映射前的数控装备本地模型为源模型，映射后获得的模型为目标模型，如图1所示。 其他标准数据模型（月标模型） 数控装备 数控装备 MTConncel模型 OPC-UA模型 模型映射 本标准定义的数控装备的数据模型（源模型） 数控机床对象字典 工业机器人对象字典 共他机械白动化装备 图1数控装备数据模型映射 模型映射内容包括信息模型结构映射、设备对象映射、组件对象映射以及属性数据映射等内容。数 控装备通过目标模型接人互联互通及互操作网络，通过统一的具有通用性的互联互通协议与其他数控 装备和管理系统实现数据交互。 本部分支持面向不同类型的协议映射，包括MTConnect和OPCUA等，其映射方法和流程参见附 录A及附录B。 5模型映射规则 模型映射应满足映射之后信息不丢失的基本原则，可采用内置式接口映射和外置式中间件映射的 方式。 内置式接口的映射方式见图2，将映射规则内置到数控装备控制器内部，将数控装备控制器收集的 数控装备各类信息模型数据，直接在本地控制器侧完成向其他通用标准协议的映射，获得符合通用协议 的信息模型，并通过该接口向外提供数据信息。 OPCUA MTcomect 协议映射 协议射 其他协议 OPC-UA Http Restful Server Service 协议映射接口 数据类型 对象 属性 事件 方法 数控装备信息模型 （数控机床、机器人） 图2通过内置式协议映射接口进行模型映射 采用外置式中间件进行模型映射并实现设备与系统间互联互通的架构见图3。中间件是位于现场 硬件设备和管理系统之间的通用服务系统，具有标准的程序接口和协议，并内置有相应的模型映射规 则。中间件按照源模型的建模要求收集数控装备的信息模型数据并按照对应的模型映射规则完成源模 型向目标模型的映射，通过映射后得到的目标模型向外提供信息数据。中间件负责设备和上层系统之 2 GB/T39561.3—2020 间的联系和通讯，屏蔽软硬件平台、操作系统与网络协议以及各个系统接口之间的异构性。 I:RP/MIES等 上层管理系统 服务器 网络接I 中间件 中间件 数控机床 工业机器人 图 3 通过中间件进行模型映射 3 GB/T39561.3—2020 附录A （资料性附录） 面向MTConnect的模型映射 A.1面向MTConnect的信息模型结构映射 数控装备信息模型结构包括静态属性集、过程属性集、配置属性集和组件集，如图A，1所示。 MTConnect中设备信息模型结构采用设备类（Devices）、设备（Device）、组件集（Components）、组 件（Component）、数据项（Dataltems）等结构元素组成，当该层次结构向MTConnect映射时，映射规则 如下： 设备类映射为MTConnect中的Devices，这是一个抽象的XML元素，是设备的XML文件的 根元素，Devices至少包含一个设备元素。 b) 设备（如数控机床、工业机器人）映射为MTConnect中的Device,Device是一个包含与该设备 相关联的所有XML结构元素和数据元素的服务运行集合。 c) 静态属性集映射为MTConnect中的Device或者Component的属性（Attributes）和描述（De scription) d) 过程属性集映射为MTConnect中的DataItems，具体属性映射为某一个具体的数据项（Da- taltem)。 e） 配置属性集映射为MTConnect中的Device或者Component的配置（Configuration） 组件集映射为MTConnect中的Components，这是一个抽象的XML元素，是组件的XML文 件的根元素。Components至少包含一个组件元素。 g） 例，如控制器、轴、门等。 h) 组件的嵌套在MTConnect中表现为Component的嵌套。 数控装备信息模型结构向MTConnect信息模型结构的映射关系见图A.1。 装备信息模型 Devics 静态属性集 Devicc Deviec D3atal1cm 静态属性1...N _ Dataltein 配置属性集 SAC Dataltein 配置属性1..N Components 过程属性集 Controller saxy 过程属性1... Systems 组件集 (Cmiponenls) Compomunts (Cumpumenis 组件1 L.inear-X Axis Path pneumatic 组件2 Dataltem 组件N Rotary-C Axis] DataTlem ydraulic Datatem TDataTtem 组件属性1.N Dalallcm Dataltcem 图 A.1 数控装备信息模型结构向MTConnect信息模型结构的映射关系