ICS 35.240.50 CCSJ 07 中华人民共和国国家标准 GB/T38002.2—2022 自动化系统与集成 制造业串行 实时通信系统集成 第2部分： 输入输出设备行业专规 Automation system and integration-Serial real timecommunication system for manufacturing integration-Part 2: Input and output device profile 2022-10-01实施 2022-03-09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/T38002.2—2022 目 次 前言 引言 N 1 范围 规范性引用文件 2 3术语和定义 缩略语 4 5 通则 5.1 设备逻辑结构 5.2 紧凑型输入输出设备 5.3 具有数字量和模拟量输人输出模块组合的模块化输人输出设备 6输入输出功能组的寻址 6.1 寻址规则 6.2 紧凑型输入输出设备 6.3具有4个模块的模块化输人输出设备 7输人输出设备行业专规相关的功能组 S-0-1500总线耦合器功能组 7.1 7.2 输入输出设备功能组 7.3 S-0-1599-FG符合性测试FSPIO 13 810状态机 13 8.1 状态机描述 13 8.2 状态 8.3 转换 15 GB/T38002.2—2022 前言 本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 本文件是GB/T38002《自动化系统与集成 制造业串行实时通信系统集成》的第2部分 GB/T38002已经发布了以下部分： 一第1部分：总则和框架； 第2部分：输入输出设备行业专规。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国机械工业联合会提出。 本文件由全国自动化系统与集成标准化技术委员会（SAC/TC159）归口。 本文件起草单位：北京机械工业自动化研究所有限公司、江苏长江智能制造研究院有限责任公司、 杭州电子科技大学、中国科学院沈阳自动化研究所、宁波均普智能制造股份有限公司、中国机电一体化 技术应用协会。 本文件主要起草人：王凯、邬惠峰、刘新、杨秋影、张雪嫣、王锡俊、孙洁香、杨志家、黄浩勇、赵建勇、 陈佰平、王剑、司佳顺、唐聪。 II GB/T38002.2—2022 引言 控制器与驱动器之间的传统划分，以及中央控制设备与外围设备之间的划分，已经变得越来越不清 楚。一方面，在分散的分布式系统结构中，有许多带有集成控制和技术功能的驱动器和IO设备。另 方面，有许多集中式解决方案，如：一个中央控制设备带有集成的控制、技术和驱动控制，它与一个智能 功率放大器进行通信。最有利的系统结构取决于机器系统的拓扑结构。此外，还出现混合型设备，它们 动总线与传统的远程设备接口现场总线之间的区别将会消失，并将被通用串行通信网络取代。串行实 时通信系统将高性能运动总线的特征与传统现场总线的特征结合起来，并且支持外围设备以及中央控 制系统结构。串行实时通信系统采用主从通信结构，其通信模型分为通信层、连接层和设备层，输入输 出设备和驱动是主要的从站设备。 GB/T38002的研制将提供串行实时通信标准化模型及专规，从而使得系统开发更加便捷，易于实 现。拟由四个部分构成 第1部分：总则和框架。确立了串行实时通信系统总体框架结构以及通信系统设备模型、通信 模型以及参数模型。 第2部分：输入输出设备行业专规。对输出输出设备的专规进行了规范 通信模型中的通信层和连接层的功能。 第4部分：驱动专规。对驱动设备的专规进行了规范 IV GB/T38002.2—2022 自动化系统与集成 制造业串行 实时通信系统集成第2部分： 输入输出设备行业专规 1范围 本文件规定了制造业生产过程串行实时通信系统的1O设备专规的通则、1O功能组的寻址、IO相 关的功能组以及10状态机。 本文件适用于制造业生产过程串行实时通信技术的研究、应用与系统集成。 2规范性引用文件 2 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 本文件。 GB/T38002.1—2019 自动化系统与集成制造业串行实时通信系统集成 第1部分：总则和 框架 3术语和定义 3 GB/T38002.1一2019界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1 参数化层 parametrization level 从站中用于参数化其应用程序的一层。 3.2 参数通道 parameter channel 种IO功能，用于通过服务通道（SVC）参数化IO功能组 3.3 操作层 operating level 从站中用于运行其应用程序的一层。 缩略语 4 GB/T38002.1一2019界定的以及下列缩略语适用于本文件。 DIAGIN：诊断数据输人（inputdiagnosisdata） DIAGOUT：诊断数据输出（outputdiagnosisdata） FG：功能组（functiongroup） 1O：输人输出（inputandoutput） NC：数字控制器（numericalcontroller） 1 GB/T38002.22022 PDIN：过程数据输人（processdatainput） PDOUT：过程数据输出（processdataoutput） PLC：可编程序控制器（programmablecontrol) PLS：相线位移（phaselineshift) SI：结构化实例（structureinstance） SE：结构化元素（structureelement） 5通则 5.1设备逻辑结构 如图1所示，控制器和驱动器之间的界限，甚至集中式设备和外围设备之间的界限，都变得越来越 模糊。一方面，在分散的分布式系统架构中，存在“智能”外围设备，例如集成了控制和技术功能的驱动 器和输人输出设备。另一方面，在具有集成控制、技术和驱动控制的集中式解决方案中，存在“非智能” 的接口式外围设备，例如功率级（见图2）。有利的系统结构通常应适应机器系统的拓扑结构。因此，出 现了混合设备，它们具有一个特定的典型用途，并且在同 个设备中会有不同的应用。 高性能驱动总线与用于耦合远程外围设备的经典现场总线之间的区分将会消失，并被通用通信网 络覆盖。通用通信网络应结合高性能运动总线的特征以及传统现场总线的特征，并且应支持分散的中 央式系统结构。 集成单个应用的 Sercos外围设备 Sercos接 实轴 实轴 实轴 实轴 图1非混合控制驱动器和10设备的逻辑结构 2 GB/T38002.2—2022 数字量 NC PLC TO 集成多种应用的 Sereos设备 Sercos接口 实轴A 实轴 PL.S PLC 数字量 主站 实轴B 编码器 TO Sercos设备： Sercos设备： 双轴驱动 集成PLC的驱动 图2混合设备的逻辑结构 输人输出设备分为紧凑型输入输出设备和模块化输入输出设备。紧凑型输人输出设备具有固定的 设备结构（如：32个二进制位的数字量输入），模块化输入输出设备是不同输入输出模块的组合，其结构 是可变的。本文件定义的功能对于这两种设备是一致的。 5.2紧凑型输入输出设备 总线耦合器包括如下功能组：FGS-0-1500输入输出总线耦合器、FGS-0-1502数字量输出和FGS-0- 1503数字量输人。这些功能组被分配给资源“IO”，资源“IO”又被分配给子设备“Station1”，该子设备 被耦合到串行实时通信系统的从站上。该设备模型的逻辑连接见图4。 3 GB/T38002.2—2022 Sercos接口 Screos从新 子设备“StaLimi” 资源“10” FG S-0-1500 FGS-0-1502 FG S0-1503 Sercos设备 图3紧型串行实时通信系统输入输出设备 Sercos网络 设备 FGS-0-1500 手设备 "Compact 资源“10" FGS-0-1502 includes> "Stationl" includes> contains> O-Stution" FGS-0-1503 1owns> owns> Sercos Sercos 接口 从站 Sercos网络 图4 紧凑型串行实时通信系统输入输出设备的结构 5.3 具有数字量和模拟量输入输出模块组合的模块化输入输出设备 图5所示设备是由数字量和模拟量输人输出模块组成的模块化输人输出设备，包含1个总线耦合 器和4个输入输出模块。总线耦合器包含1个功能组FGS-0-1503，4个输入输出模块的属性如表1所 示。这些功能组受资源"1O"的管理。资源IO”又被分配给子设备“Station1”。该子设备被耦合到串行 实时通信系统的从站上。该设备的设备模型见图6。 表1输入输出模块组属性表 模块 1O 功能组 模块1： 4个数字量输入 FG S-0-1503 模块2 32个数字量输入 FG S-0-1503 模块3： 4个模拟量输出和2个模拟量输人 FGS-0-1504和FGS-0-1505 模块4： 32个数字量输出 FGS-0-1502 4 GB/T38002.2—2022 Sercog网络 Sercos接 Sercos 从站 子设备“Station1" 资源“10” 模块0FGS-0-1500 模块1FGS-0-1503 模块2FGS-0-1503 模块3TGS-0-1501 IGS 0 1505 模块4FGS01502 Sercos设备 图5 5模块化串行实时通信系统输入输