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工业以太网现场总线EtherCAT 第4部分:数据链路层协议规范

国家标准
标准编号:GB/T 31230.4-2014 标准状态:现行
标准价格:104.0 客户评分:星星星星1
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标准简介
GB/T31230的本部分依赖于IEC61158系列文件类型12中相对应的部分
英文名称:  Industrial ethernet fieldbus Ether CAT—Part 4:Data Link Layer protocol specification
什么是中标分类? 中标分类:  仪器、仪表>>工业自动化仪表与控制装置>>N10工业自动化与控制装置综合
什么是ICS分类?  ICS分类:  机械制造>>25.040工业自动化系统
发布部门:  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
发布日期:  2014-09-30
实施日期:  2015-04-01
提出单位:  中国机械工业联合会
什么是归口单位? 归口单位:  全国工业过程测量和控制标准化技术委员会(SAC/TC124)
起草单位:  机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、北京仪综测业科技发展有限公司、西南大学、上海自动化仪表股份有限公司、中科院(沈阳)自动化研究所等
起草人:  谢素芬、高镜媚、刘丹、刘枫、包伟华、杨志家、王雪、刘艳强、范瑜、罗安、陈冰冰、李天兵、关鹏、范斌、程庚
页数:  152页
出版社:  中国标准出版社
出版日期:  2015-04-01
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前言
GB/T31230《工业以太网现场总线 EtherCAT》分为以下6个部分:
———第1部分:概述
———第2部分:物理层服务和协议规范
———第3部分:数据链路层服务定义
———第4部分:数据链路层协议规范
———第5部分:应用层服务定义
———第6部分:应用层协议规范
本部分为 GB/T31230的第4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。
本部分由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会(SAC/TC124)归口。
本部分起草单位:机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、北京仪综测业科技发展有限公司、西南大学、上海自动化仪表股份有限公司、中科院(沈阳)自动化研究所、清华大学、北京航空航天大学、北京交通大学、北京和利时系统工程有限公司、中科院计算所顺德分所、欧姆龙工业自动化公司、倍福北京分公司、ETG 中国。
本部分主要起草人:谢素芬、高镜媚、刘丹、刘枫、包伟华、杨志家、王雪、刘艳强、范瑜、罗安、陈冰冰、李天兵、关鹏、范斌、程庚。
目录
前言 Ⅶ
1 范围 1
1.1 本部分与IEC标准的关系 1
1.2 概述 1
1.3 规范 1
1.4 规程 1
1.5 适用性 1
1.6 一致性 1
2 规范性引用文件 1
3 术语、定义、符号和缩略语 2
3.1 参考模型术语和定义 2
3.2 服务约定术语和定义 3
3.3 通用术语和定义 4
3.4 附加的 EtherCAT 定义 5
3.5 通用符号和缩略语 7
3.6 其他 EtherCAT 符号和缩略语 8
3.7 约定 9
4 DL协议概述 13
4.1 工作原理 13
4.2 拓扑 14
4.3 帧处理原则 14
4.4 数据链路层概述 15
4.5 错误检测概述 15
4.6 节点参考模型 15
4.7 操作概述 16
5 帧结构 17
5.1 帧编码原则 17
5.2 数据类型和编码规则 17
5.3 DLPDU 结构 19
5.4 EtherCATDLPDU 结构 22
5.5 网络变量结构 36
5.6 EtherCAT 邮箱结构 36
6 属性 38
6.1 管理 38
6.2 统计 50
6.3 看门狗 54
6.4 从站信息接口 57
6.5 媒体独立接口(MII) 60
6.6 现场总线内存管理单元(FMMU) 63
6.7 同步管理器 66
6.8 分布式时钟 71
7 DL用户内存区 75
7.1 概述 75
7.2 邮箱访问类型 75
7.3 缓存访问类型 77
8 EtherCAT:FDL协议状态机 78
8.1 从站 DL状态机概述 78
8.2 状态机描述 79
附录 A (资料性附录) EtherCAT:DL协议状态机的附加规范 85
A.1 DHSM 85
A.1.1 原语定义 85
A.1.2 状态机描述 86
A.1.3 DHSM 表 87
A.1.4 函数 113
A.2 SYSM 114
A.2.1 原语定义 114
A.2.2 状态机描述 116
A.2.3 SYSM 表 116
A.2.4 函数 133
A.3 RMSM 133
A.3.1 原语定义 133
A.3.2 状态机描述 134
A.3.3 RMSM 表 134
A.3.4 函数 137
参考文献 138
图1 类型描述实例 10
图2 特定字段的公共结构 11
图3 帧结构 14
图4 单个帧的数据映射 15
图5 从站节点参考模型 16
图6 EtherCATPDU 嵌入以太网帧 17
图7 EtherCATPDU 嵌入 UDP/IP 17
图8 DL信息类型描述 39
图9 地址类型描述 41
图10 DL控制类型描述 42
图11 DL状态类型描述 44
图12 成功写 DL用户控制寄存器的序列 46
图13 成功读 DL用户状态寄存器的序列 46
图14 RX错误计数器类型描述 51
图15 丢失链接计数器类型描述 52
图16 附加计数器类型描述 53
图17 看门狗分频器类型描述 54
图18 DLS用户看门狗类型描述 55
图19 同步管理器看门狗类型描述 55
图20 同步管理器看门狗状态类型描述 56
图21 看门狗计数器类型描述 56
图22 从站信息接口访问类型描述 57
图23 从站信息接口控制/状态类型描述 58
图24 从站信息接口地址类型描述 60
图25 从站信息接口数据类型描述 60
图26 MII控制/状态类型描述 61
图27 MII地址类型描述 62
图28 MII数据类型描述 63
图29 FMMU 映射示例 63
图30 FMMU 实体类型描述 64
图31 同步管理器邮箱交互 66
图32 同步管理器缓存区分配 67
图33 同步管理器缓存区相互 67
图34 读邮箱的写/读切换处理 68
图35 同步管理通道类型描述 69
图36 分布式时钟本地时间参数类型描述 73
图37 对邮箱的成功写序列 75
图38 对邮箱的失败写序列 76
图39 对邮箱的成功读序列 76
图40 对邮箱的失败读序列 77
图41 成功的写缓存序列 77
图42 成功的读缓存序列 78
图43 从站协议机的结构 79
图44 SII读操作 80
图45 SII写操作 81
图46 SII重新加载操作 82
图47 分布式时钟 83
图48 延时测量序列 84
表1 PDU 元素表述实例 10
表2 属性描述实例 11
表3 状态机描述元素 12
表4 状态机元素的描述 12
表5 状态机中使用的约定 13
表6 位序列传输语法 17
表7 Unsignedn数据类型的传输语法 18
表8 Integern数据类型的传输语法 19
表9 EtherCAT 帧嵌入以太网帧 19
表10 EtherCAT 帧嵌入 UDPPDU 20
表11 包含 EtherCATPDU 的 EtherCAT 帧结构 21
表12 包含网络变量的 EtherCAT 帧结构 21
表13 包含邮箱的 EtherCAT 帧结构 21
表14 自增式物理读(APRD) 22
表15 配置的地址物理读(FPRD) 23
表16 广播读(BRD) 24
表17 逻辑读(LRD) 25
表18 自增式物理写(APWR) 26
表19 配置的地址物理写(FPWR) 27
表20 广播写(BWR) 28
表21 逻辑写(LWR) 29
表22 自增式物理读写(APRW) 30
表23 配置的地址物理读写(FPRW) 31
表24 广播读写(BRW) 32
表25 逻辑读写(LRW) 33
表26 自增式物理读多次写(ARMW) 34
表27 配置的地址物理读多次写(FRMW) 35
表28 网络变量 36
表29 邮箱 36
表30 错误回复服务数据 37
表31 DL信息 40
表32 被配置的站地址 42
表33 DL控制 43
表34 DL状态 45
表35 DLS用户特殊寄存器 47
表36 DLS用户事件 48
表37 DLS用户事件掩码 49
表38 外部事件 50
表39 外部事件掩码 50
表40 RX错误计数器 51
表41 丢失链接计数器 52
表42 附加计数器 53
表43 看门狗分频器 54
表44 DLS用户看门狗 55
表45 同步管理器通道看门狗 55
表46 同步管理器看门狗状态 56
表47 看门狗计数器 56
表48 从站信息接口访问 57
表49 从站信息接口控制/状态 58
表50 实际从站信息接口地址 60
表51 实际从站信息接口数据 60
表52 MII控制/状态 61
表53 实际 MII地址 62
表54 MII实际数据 63
表55 现场总线内存管理单元(FMMU)实体 65
表56 现场总线内存管理单元(FMMU) 65
表57 同步管理器通道 70
表58 同步管理器结构 71
表59 分布式时钟本地参数 73
表60 分布式时钟 DLS用户参数 74
表 A.1 由 DHSM 到 PSM 的原语 85
表 A.2 由 PSM 到 DHSM 的原语 85
表 A.3 DHSM 和 PSM 之间原语交换的所有参数 85
表 A.4 以太网帧八位位组的标识符 86
表 A.5 DHSM 状态表 87
表 A.6 DHSM 函数表 113
表 A.7 由SYSM 到 DHSM 的原语 114
表 A.8 由 DHSM 到SYSM 的原语 115
表 A.9 由 DL用户到SYSM 的原语 115
表 A.10 由SYSM 到 DL用户的原语 115
表 A.11 用于SYSM 和 DHSM 之间交换的原语所使用的参数 116
表 A.12 SYSM 状态表 117
表 A.13 SYSM 函数表 133
表 A.14 由 RMSM 到SYSM 的原语 133
表 A.15 由SYSM 到 RMSM 的原语 134
表 A.16 RMSM 和SYSM 之间原语所使用的所有参数 134
表 A.17 RMSM 状态表 135
表 A.18 RMSM 函数表 137
引用标准
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