GB/T 18759.4-2014 机械电气设备 开放式数控系统 第4部分：硬件平台

　　ICS 29. 020 J 07

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 18759.4—2014

　　机械电气设备 开放式数控系统

　　第 4 部分 :硬件平台

　　Electricalequipmentofmachines—Open numericalcontrolsystem—

　　Part4 : Hardwareplatform

　　2014-09-03发布 2015-02-01实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 18759.4—2014

　　前 言

　　GB/T 18759《机械电气设备 开放式数控系统》分为如下几部分 :

　　— 第 1部分 :总则 ;

　　— 第 2部分 :体系结构 ;

　　— 第 3部分 :总线接口与通信协议 ;

　　— 第 4部分 :硬件平台 ;

　　— 第 5部分 :软件平台 ;

　　— 第 6部分 : 网络接口与通信协议 ;

　　— 第 7部分 :通用技术条件 ;

　　— 第 8部分 :试验与验收 。

　　本部分为 GB/T 18759的第 4部分 。

　　本部分按照 GB/T 1. 1—2009给出的规则起草 。

　　本部分由中国机械工业联合会提出 。

　　本部分由全国工业机械电气系统标准化技术委员会(SAC/TC231)归 口 。

　　本部分负责起草单位 : 中国科学院沈阳计算技术研究所有限公司 、国家机床质量监督检验中心 。

　　本部分参加起草单位 :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 、沈阳高精数控技术有限公司 、武汉华中数控股份有限公司 、北京航天数控系统有限公司 、大连光洋数控技术有限公司 、上海交通大学 、北京航空航天大学 、山东大学 、浙江大学 、沈阳机床(集团) 有限责任公司 、杭州机床集团有限公司 、北京易能立方科技有限公司 。

　　本部分主要起草人 :于东 、黄祖广 、陶耀东 、尹震宇 、赵钦志 、杨堂勇 、杨洪丽 、杜瑞芳 、王健 、刘艳强 、王宇晗 、张承瑞 、冯冬芹 、化春雷 、陈建明 、陈虎 、任清荣 、胡毅 、薛瑞娟 。

　　机械电气设备 开放式数控系统

　　第 4 部分 :硬件平台

　　1 范围

　　GB/T 18759的本部分规定了机械电气设备开放式数控系统硬件平台的构造方式以及各硬件模块之间的连接规范 , 目的在于为开放式数控系统硬件平台的分析 、设计和实现提供参考框架 ,确保硬件平台满足机械电气设备数控系统开放要求 。

　　本部分适用于金属加工机械 、纺织机械 、印刷机械 、缝制机械 、塑料和橡胶机械 、木工机械等电气设备用的开放式数控系统 。其他工业机械设备用的开放式数控系统亦可参照执行 。

　　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 5226. 1—2008 机械电气安全 机械电气设备 第 1部分 :通用技术条件

　　GB/T 15629. 3—1995 信息处理系统 局域网 第 3部分 :带碰撞检测的载波侦听多址访问(CS- MA/CD)的访问方法和物理层规范

　　GB 15629. 11—2003 信息技术 系统间远程通信和信息交换 局域网和城域网 特定要求 第11部分 :无线局域网媒体访问控制和物理层规范

　　GB/T 18759. 3—2009 机械电气设备 开放式数控系统 第 3部分 :总线接口与通信协议GB/T 21067—2007 工业机械电气设备 电磁兼容 通用抗扰度要求

　　GB 23313—2009 工业机械电气设备 电磁兼容 发射限值

　　GB 28526—2012 机械电气安全 安全相关电气 、电子和可编程电子控制系统的功能安全

　　3 术语、定义、符号及缩略语

　　3. 1 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件 。

　　3. 1. 1

　　开放式数控系统 open numericalcontrolsystem

　　应用软件构筑于遵循公开性 、可扩展性 、兼容性原则的系统平台之上的数控系统 ,使应用软件具可移植性 、互操作性和人机界面的一致性 。

　　[GB/T 18759. 1—2002,3. 1] 3. 1.2

　　硬件平台 hardwareplatform

　　软件平台和应用软件运行的基础部件 ,处于基本体系结构的最底层 。

　　[GB/T 18759. 1—2002,3. 4]

　　GB/T 18759.4—2014

　　3. 1.3

　　软件平台 softwareplatform

　　应用软件运行的基础部件 ,处于基本体系结构的硬件平台和应用软件之间 。

　　[GB/T 18759. 1—2002,3. 5] 3. 1.4

　　功能单元 functionalunit

　　能够完成特定任务的硬件实体 ,或软件实体 ,或硬件实体和软件实体 。

　　[GB/T 18759. 1—2002,3. 9] 3. 1.5

　　功能模块 functionalmodule

　　功能组件中的基础单元 ,用来实现功能组件中各功能的模块 ,它是一个独立的功能块 ,具有标志的数据接 口 。

　　一个功能组件可以选配和连接不同的功能模块实现不同的功能水准 。模块可以通过系统配置直接嵌入 ONC平台 ,并被通信系统访问 。用户在对模块进行开发时 ,对外接口应符合所属模块的数据接 口定义 , 以便实现 “即插即用 ”,其内部实现被封装 ,并允许加许可证 。

　　[GB/T 18759. 2—2006,3. 2] 3. 1.6

　　功能组件 functionalcomponent

　　控制器的独立组成部分 ,实现一类独立的功能 。

　　[GB/T 18759. 2—2006,3. 3] 3. 1.7

　　装置/设备 device

　　开放式数控系统中具有控制或检测功能(特定功能行为) 的单元或单元集合 , 如数控装置 、驱动装置 、I/O装置 、检测装置 。

　　[GB/T 18759. 3—2009,3. 1] 3. 1. 8

　　精简指令集 reduced instructionsetcomputing;RISC

　　一种中央处理器的指令集架构 ,每条指令均采用标准字长 ,执行时间短 , 中央处理器的实现细节对机器级程序可见 。

　　3. 1.9

　　复杂指令集 complex instructionsetcomputing;CISC

　　一种中央处理器指令集架构 ,单一指令中可执行诸如内存读取 、储存 、计算等若干操作 。

　　3. 1. 10

　　核心处理器 kernelCPU

　　开放式数控系统硬件平台中 ,完成运动控制 、PLC、解释器等主要数控控制功能的处理器 。

　　3. 1. 11

　　处理器模块 processormodule

　　核心处理器所在的电路板单元 。

　　3. 1. 12

　　数控设备 numericalcontroldevice

　　数控系统中除数控装置和驱动装置以外的其他设备 ,包括 :I/O单元 、操作站 、光栅尺 、编码器 、视觉传感器 、激光传感器等 。

　　3. 1. 13

　　背板连接 backplaneconnection

　　处理器模块与功能单元采用印刷电路板的连接方式 。

　　3. 1. 14

　　直接连接 directconnection

　　处理器模块与功能单元间采用板间连接器的连接方式 。

　　3. 1. 15

　　安全 I/O safetyI/O

　　在异常情况下能执行预定安全操作的 I/O。

　　3. 1. 16

　　安全回路 safetyloop

　　连接安全 I/O等设备的电气回路 。

　　3.2 符号及缩略语

　　下列符号及缩略语适用于本文件 。

　　4 硬件平台结构

　　4. 1 概述

　　本章描述了开放式数控系统硬件体系结构及构造方式 ,规定了各功能单元(硬件模块) 间的连接和

　　约束关系 ,包括 :系统拓扑关系 、层次关系 、通信行为关系 、层次间协议与服务关系等 , 以便为系统分析 、设计和实现提供参考框架 。硬件平台与外围接口关系如图 1所示 。开放式数控系统硬件体系结构示例参见附录 A。

　　图 1 硬件平台与外围接口关系

　　根据开放式数控系统控制模式要求(如图 2所示) ,数控系统硬件平台与控制功能关系如图 3所示 。

　　a) 模拟式或脉冲式

　　b) 总线式(方式 1)

　　图 2 开放式数控系统控制模式

　　c) 总线式(方式 2)

　　d) 总线式(方式 3)

　　e) 总线式(方式 4)

　　图 2 (续)

　　图 3 硬件平台与控制功能关系

　　4.2 硬件体系结构

　　4.2. 1 集中式体系结构

　　4.2. 1. 1 单总线

　　单总线硬件体系结构如图 4所示 。该体系结构中包含一个或多个处理器 ,其中一个或多个处理器

　　为主设备 ,其余为从设备 。 主设备可获得总线控制权 ,总线通过仲裁方式响应主设备请求 。从设备不能获得总线控制权 ,无法访问主存储器 。

　　图 4 单总线体系结构

　　4.2. 1.2 层次化多总线

　　层次化多总线硬件体系结构如图 5所示 。该体系结构中包含多个处理器 ,每个处理器拥有独立的局部总线 。处理器可通过各自的总线接口连接到共享(全局)总线[见图 5a)]或通过外部总线与其他处理器实现通信[见图 5b)] 。局部总线与共享(全局)总线或外部总线一起构成层次化多总线结构 。

　　a) 方式 1

　　图 5 层次化多总线体系结构

　　b) 方式 2

　　图 5 (续)

　　4.2.2 分布式体系结构

　　分布式硬件体系结构如图 6所示 。该体系结构由多个单独的分布式系统通过以太网 、现场总线等高速数据通路实现数控装置 、驱动装置之间的松耦合互联 。

　　a) 方式 1

　　图 6 分布式体系结构

　　b) 方式 2

　　图 6 (续)

　　4.3 硬件平台技术要求

　　开放式数控系统硬件平台主要技术要求如下 :

　　— 体系结构 :集中式 、分布式 ;

　　— 体系结构的处理位宽 :16位 、32位 、64位 ;

　　— 处理器数量(处理位宽 16位以上的处理器) :个数 ;

　　— 处理器类型 :x86、ARM、MIPS、PowerPC、HitachiSH 2/3/4等 ;

　　— 处理器计算能力 :DMIPS;

　　— 随机存储器容量(内存) :kB、MB、GB、TB;

　　— 非易失性存储器容量 :kB、MB、GB、TB;

　　— 外设扩展总线 :PCI、PCI-E、ISA、AHB等 ;

　　— 对外 PC接 口 :USB、RJ45、UART、PS/2、HDD、SATA、FDD、SD、CF等 ;

　　— 数控外设接 口 :模拟 I/O、数字 I/O、现场总线 、工业以太网等 ;

　　— 驱动接口方式 :模拟方式 、脉冲方式 、现场总线 、工业以太网等 ;

　　— 编码器接 口 :总线式 、脉冲式 、模拟式 。

　　5 计算子系统

　　5. 1 核心处理器

　　核心处理器或处理器内核可选择的指令集架构如下 :

　　—CISC,如 :x86等 ;

　　—RISC,如 :MIPS、PPC、ARM、HitachiSH 2/3/4、DSP等 。

　　5.2 处理器模块

　　5.2. 1 功能与接口

　　处理器模块的主要功能 、接口如下 :

　　— 可编程定时器 ;

　　— 中断控制器 ;

　　— 启动装载程序(Bootloader) ;

　　— 显示接口(如 :LVDS、TFT、VGA等) ;

　　— 显示加速部件 ;

　　— 随机存储器(内存)接 口 ;

　　— 非易失性存储器接口(如 :SATA、IDE等) ;

　　—USB接 口 ;

　　— 以太网 口 ;

　　—RS232接 口 ;

　　—RS485/RS422接 口 ;

　　— 键盘接 口 ;

　　— 鼠标接 口 ;

　　—GPIO 接 口 ;

　　— 扩展总线接口(如 :ISA、PCI、AMBA、AVALON 等) 。

　　5.2.2 结构形式

　　5.2.2. 1 PC/104

　　开放式数控系统硬件平台的处理器模块采用 PC/104总线时 ,应遵循 PC/104规范 。

　　5.2.2.2 PC/104+

　　开放式数控系统硬件平台的处理器模块采用 PC/104+总线时 ,应遵循 PC/104+规范 。

　　5.2.2.3 ETX

　　开放式数控系统硬件平台的处理器模块采用工业嵌入式 ETX结构时 ,应遵循 ETX规范 。

　　5.2.2.4 EPIC

　　开放式数控系统硬件平台 的 处 理 器 模 块 采 用 EPIC结 构 时 , 对 外 总 线 扩 展 接 口 应 遵 循 PC/104+规范 。

　　5.2.2.5 CompactPCI

　　开放式数控系统硬件平台采用 CPCI结构时 ,应遵循 PICMG 2. 0 R3. 0 CompactPCI规范 。

　　5.3 内部连接形式

　　5.3. 1 直接连接

　　5.3. 1. 1 ISA

　　开放式数控系统硬件平台采用 ISA 总线内部互联时 ,应遵循 ISA标准 。

　　5.3. 1.2 PCI

　　开放式数控系统硬件平台采用 PCI总线内部互联时 ,应遵循 PCI标准 。

　　5.3. 1.3 PCI-E

　　开放式数控系统硬件平台采用 PCI-E总线内部互联时 ,应遵循 PCI-E标准 。

　　5.3. 1.4 AMBA

　　当采用 AMBA 总线(ARM处理器引出总线)时 ,开放式数控系统硬件平台应遵循 AMBA 2. 0 总线规范 ,包含以下三类总线 :

　　—AHB(AMBA高性能总线) :用于高性能 、高数据吞吐部件 ,如 CPU、DMA、DSP之间的互联 ;

　　—ASB(AMBA 系统总线) :用于处理器与外设之间的互联 ;

　　—APB(AMBA外设总线) :为系统的低速外部设备提供低功耗的简易互联 。

　　5.3. 1.5 其他

　　用户可定义 8位 、16位 、32位 、64位处理器扩展总线 。

　　5.3.2 内部总线

　　5.3.2. 1 概述

　　开放式数控系统硬件平台的处理器单元 、功能单元间可通过总线背板连接(如图 7所示) 。

　　图 7 硬件平台的背板连接方式

　　5.3.2.2 CompactPCI

　　开放式数控系统总线背板连接采用 CompactPCI总线时 ,应遵循 PICMG 2. 0 R3. 0 CompactPCI规范 。

　　5.3.2.3 PXI

　　开放式数控系统总线背板连接采用 PXI结构时 ,应遵循 PCIeXtensionsforInstrumentation标准 。

　　5.3.2.4 用户自定义标准

　　用户 自定义的总线背板 ,应符合 5. 3. 1 的要求 。

　　5.3.3 分布式互联

　　5.3.3. 1 概述

　　处理器单元 、CNC功能模块之间采用分布式互联结构时 ,应符合 5. 3. 3. 2、5. 3. 3. 3 或 5. 3. 3. 4 的要求 。

　　5.3.3.2 以太网

　　开放式数控系统分布式互联采用以太网时 ,应符合 GB/T 15629. 3—1995的要求 。

　　5.3.3.3 现场总线及工业以太网

　　开放式数控系统分布式互联采用现场总线或工业以太网时 ,应符合 GB/T 18759. 3—2009的要求 。

　　5.3.3.4 用户自定义标准

　　用户 自定义的串行或并行总线 ,应符合 5. 3. 1 的要求 。

　　6 接口与信号

　　6. 1 人机界面

　　6. 1. 1 触摸式显示器

　　为实现触摸操作功能 , 开 放 式 数 控 系 统 显 示 器 可 采 用 电 阻 式 或 电 容 式 触 摸 屏 , 接 口 方 式 可 采 用PS/2、RS232等接口规范 。

　　6. 1.2 键盘与鼠标

　　开放式数控系统人机接口的组成部分 ,其接口应遵循 USB、PS/2等接口规范 。

　　6. 1.3 音频

　　开放式数控系统人机接口的组成部分 ,其接口应遵循 AC’97接口规范 。

　　6. 1.4 USB接口

　　开放式数控系统人机接口的组成部分 ,其接口应遵循 USB 1. 1/2. 0/3. 0 接口规范 。

　　6. 1.5 触摸板

　　开放式数控系统人机接口的组成部分 ,其接口应遵循 RS232、PS/2、USB等接口规范 。

　　6. 1.6 轨迹球

　　开放式数控系统人机接口的组成部分 ,其接口应遵循 RS232、PS/2、USB等接口规范 。

　　6. 1.7 与外接显示设备连接

　　开放式数控系统硬件平台与外部显示设备的连接应遵循 VGA、HDMI等接口规范 。

　　6. 1. 8 RS232接口

　　开放式数控系统硬件平台与外部人机接口设备的 RS232接口部分应遵循 RS232接口规范 。

　　6.2 驱动装置和设备接口

　　6.2. 1 概述

　　开放式数控系统硬件平台接口应满足相应的规范 , 以实现数控装置与驱动装置 、I/O单元 、操作站 、光栅尺 、编码器等之间的互联 ,满足数控系统开放要求 。

　　6.2.2 驱动装置接口

　　进给驱动和主轴驱动装置接口可采用三种接口形式 :

　　— 模拟式驱动接 口 :采用模拟量信号方式传递速度或扭矩指令控制驱动装置 ,应符合国际标准或国家标准的电气接口协议规范 ;

　　— 脉冲式驱动接 口 :采用脉冲信号方式传递位置指令 ,应符合国际标准或国家标准的电气接口协议规范 ;

　　— 总线式驱动接 口 :应符合国际标准或国家标准的总线接口协议规范 。

　　驱动接口示例参见附录 B。

　　6.2.3 数控设备接口

　　6.2.3. 1 基于 RS422/RS485的 NCD接口

　　开放式数控系统硬件平台与数控设备采用 RS422/RS485接口互联时 ,应遵循 RS422/RS485接 口规范 。

　　6.2.3.2 基于现场总线/工业以太网的 NCD接口

　　应遵循 GB/T 18759. 3—2009的要求 。

　　6.2.4 I/O单元接口

　　开放式数控系统硬件平台 I/O单元接口示例参见附录 B。

　　6.2.5 数控设备与手持操作单元的连接

　　6.2.5. 1 I/O点式手持操作单元接口

　　开放式数控系统硬件平台中采用 I/O点式手持操作单元 ,其接口示例参见附录 B。

　　6.2.5.2 总线式手持单元接口

　　开放式数控系统硬件平台采用总线式手持单元接口时 ,应符合国际标准或国家标准的电气接口协议规范 。

　　6.2.6 数控装置与光栅尺的连接

　　开放式数控系统硬件 平 台 与 光 栅 尺 的 连 接 接 口 , 应 符 合 国 际 标 准 或 国 家 标 准 的 电 气 接 口 协 议规范 。

　　6.3 网络应用服务接口

　　6.3. 1 以太网连接

　　开放式数控系统硬件平台的网络应用服务接口采 用 以 太 网 连 接 时 , 应 遵 循 GB/T 15629. 3—1995的要求 。

　　6.3.2 无线连接

　　开放式数控系统硬件 平 台 的 网 络 应 用 服 务 接 口 采 用 无 线 连 接 时 , 应 遵 循 GB 15629. 11—2003 的要求 。

　　7 电气与环境要求

　　7. 1 电磁兼容性(EMC)要求

　　开放式数控系统 硬 件 平 台 的 电 磁 兼 容 性 要 求 应 遵 循 GB/T 21067—2007 和 GB 23313—2009 的要求 。

　　7.2 电源接口

　　7.2. 1 工作电压范围

　　开放式数控系统硬件平台可采用交流电源或直流电源供电 。

　　采用交流电源输入时应满足以下要求 :

　　— 输入交流电压 : ~ 220V、~ 380V;

　　— 输入交流电源电压(有效值)取值范围 :交流输入电压标称值 ×(0. 85~ 1. 10) ;

　　— 输入电源频率范围 :50 Hz±1 Hz,连续变化的正弦函数 。

　　采用直流电源输入时应满足以下要求 :

　　— 输入直流电压 : +24V;

　　— 输入直流电压范围 : +18V ~ +36V。

　　7.2.2 交流电压谐波

　　小于 10倍标称频率的真谐波的总均方根达到总电压的 10%时 ,系统应能正常工作 。

　　8 保护和安全要求

　　8. 1 电气安全

　　开放式数控系统硬件平台电气安全设计应遵循 GB 5226. 1—2008的要求 。

　　8.2 功能安全

　　开放式数控系统硬件平台功能安全设计应遵循 GB 28526—2012的要求 。

　　保护及安全要求示例参见附录 C。

　　附 录 A

　　(资料性附录)

　　开放式数控系统硬件体系结构示例

　　A. 1 集中式体系结构示例见图 A. 1。

　　图 A. 1 集中式数控系统体系结构示例

　　A.2 分布式体系结构示例见图 A. 2。

　　图 A.2 分布式数控系统体系结构示例

　　附 录 B

　　(资料性附录)接口与信号示例

　　B. 1 伺服驱动装置控制接口

　　B. 1. 1 模拟式伺服驱动装置控制接口

　　B. 1. 1. 1 信号定义

　　模拟式伺服驱动装置控制接口使用模拟量信号传输速度指令 ,接口应具有(但不限于) 表 B. 1 定义的信号 。

　　表 B. 1 模拟式伺服驱动装置控制接口信号定义

　　B. 1. 1.2 技术参数

　　编码器电源 : +5V。

　　B. 1. 1.3 I/O输入信号接口等效电路

　　模拟式伺服驱动装置控制接口所使用的 I/O输入信号接口等效电路如图 B. 1所示 。

　　图 B. 1 模拟式伺服驱动装置 I/O输入信号接口等效电路

　　B. 1. 1.4 I/O类型输出信号接口等效电路

　　模拟式伺服驱动装置控制接口所使用的 I/O输出信号接口等效电路如图 B. 2所示 。

　　图 B.2 模拟式伺服驱动装置 I/O输出信号接口等效电路

　　B. 1.2 脉冲式伺服驱动装置控制接口

　　B. 1.2. 1 信号定义

　　脉冲式伺服驱动装置控制接口使用脉冲信号传输位置指令 ,接口应具有(但不限于) 表 B. 2定义的信号 。

　　表 B.2 脉冲式伺服驱动装置控制接口信号定义

　　表 B.2 (续)

　　B. 1.2.2 技术参数

　　最高脉冲频率 :800kHz。

　　编码器电源 : +5V。

　　B. 1.2.3 脉冲形式

　　在数控装置内部 ,通过修改硬件配置参数 ,应允许将脉冲输出形式设定为脉冲加方向 、双脉冲 、两相正交三种模式 ,如表 B. 3所示 。

　　表 B.3 脉冲式伺服驱动装置模式选择信号定义

　　B. 1.3 总线式伺服驱动装置控制接口

　　总线式伺服驱动装置控制接口应符合国际标准或国家标准的电气接口协议规范 。

　　B.2 主轴驱动装置控制接口

　　B.2. 1 模拟式主轴驱动装置控制接口

　　模拟式主轴驱动装置控制接口使用模拟量信号传输速度指令 ,接口应具有(但不限于) 表 B. 4定义的信号 。

　　表 B.4 模拟式主轴驱动装置控制接口信号定义

　　B.2.2 脉冲式主轴驱动装置控制接口

　　B.2.2. 1 信号定义

　　脉冲式主轴驱动装置控制接口使用脉冲信号传输速度指令 ,接口应具有(但不限于) 表 B. 5 定义的信号 。

　　表 B.5 脉冲式主轴驱动装置控制接口信号定义

　　B.2.2.2 技术参数

　　最高脉冲频率 :800kHz。

　　编码器电源 : +5V。

　　B.2.2.3 脉冲形式

　　在数控装置内部 ,通过修改硬件配置参数 ,脉冲输出形式应允许设定为脉冲加方向 、双脉冲 、两相正交三种模式(如表 B. 6所示) 。

　　表 B.6 脉冲式主轴驱动装置模式选择信号定义

　　B.2.3 总线式主轴驱动装置控制接口

　　总线式主轴驱动装置控制接口应符合国际标准或国家标准的电气接口协议规范 。

　　B.3 I/O单元输入接口

　　B.3. 1 I/O单元输入接口

　　B.3. 1. 1 I/O单元输入接口等效电路

　　I/O单元输入接口等效电路如图 B. 3所示 。

　　图 B.3 I/O单元输入接口等效电路

　　B.3. 1.2 技术参数

　　+COM :DC +24V。

　　Imax :20 mA。

　　B.3.2 I/O单元输入接口信号定义

　　表 B. 7 以包含 16路 I/O输入信号的 I/O单元为例 ,给出 I/O单元输入接口信号定义 。

　　表 B.7 I/O单元输入接口信号定义

　　B.4 I/O单元输出接口

　　B.4. 1 输出电流型 I/O单元输出接口

　　B.4. 1. 1 等效电路

　　输出电流型 I/O单元输出接口等效电路如图 B. 4所示 。

　　图 B.4 输出电流型 I/O单元输出接口等效电路

　　B.4. 1.2 技术参数

　　+COM :DC +24V。

　　I:50 mA。

　　Imax :100 mA。

　　B.4.2 吸收电流型 I/O单元输出接口

　　B.4.2. 1 等效电路

　　吸收电流型 I/O单元输出接口等效电路如图 B. 5所示 。

　　图 B.5 吸收电流型 I/O单元输出接口等效电路

　　B.4.2.2 技术参数

　　+COM :DC +24V。

　　I:50 mA。

　　Imax :100 mA。

　　B.4.3 I/O单元输出接口信号定义

　　表 B. 8 以包含 16路 I/O输出信号的 I/O单元为例 ,给出 I/O单元输出接口信号定义 。

　　表 B. 8 I/O单元输出接口信号定义

　　B.5 I/O点式手持操作单元接口

　　I/O点式手持操作单元的接 口 ,应具有(但不限于)表 B. 9 给出的信号定义 。

　　表 B.9 I/O点式手持操作单元接口信号定义

　　附 录 C

　　(资料性附录)保护及安全示例

　　C. 1 看门狗

　　系统应提供基于硬件计数器的看门狗电路控制装置 ,该装置应能够通过软件或者跳线方式启动或者关闭 。基于硬件计数器的看门狗电路在系统软件工作异常时 ,应保证在 10 ms之内发出看门狗复位控制信号 。

　　驱动装置控制接口及 I/O单元接口在看门狗复位后所有输出应恢复到系统上电时的状态 。

　　C.2 布线保护

　　导线 、线缆的连接和布线以及保护接地等均应符合 GB 5226. 1—2008的规定 。

　　C.3 指示

　　指示颜色应符合 GB 5226. 1、GB/T 18209. 1 等有关规定 。

　　指示颜色使用的一般原则如下 :

　　— 红色 :紧急情况 ;

　　— 黄色 :警告 、注意 、危险 、异常情况 ;

　　— 绿色 :正常情况 ;

　　— 蓝色 :应遵守的规定或强制性干预 ;

　　— 其他 :其他颜色指示未具体定义 ,可以根据实际情况选择使用 。

　　C.4 安全回路的监视与报警

　　C.4. 1 编码器断线报警和指示功能

　　硬件平台应提供 A、B、Z 编 码 器 断 线 报 警 和 指 示 功 能 , 并 为 控 制 软 件 提 供 相 应 状 态 寄 存 器(状 态位) 。

　　C.4.2 数控系统现场总线设备断线输出复位

　　在总线连接电缆断线时 ,连接在数控系统现场总线上的设备应自动清除所有输出 ,恢复到上电时的起始状态 ,并提供指示标志 。

　　C.4.3 安全 I/O状态监视与系统输出复位

　　数控硬件平台应提供安全 I/O状态监视功能 ,安全 I/O处于异常状态时硬件平台的控制信号输出复位 ,并提供指示标志 。

　　C.5 安全回路双环路保护

　　硬件平台连接安全门等重要回路应提供双环路保护(如图 C. 1所示) 。

　　图 C. 1 安全回路的双环路保护

　　— .

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　　第 4 部分 :硬件平台

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　　2014年 9 月第一版

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