GB/T 43018.1-2023 纺织装备互联互通与互操作 第1部分：通用技术要求

　　ICS 59 . 120 . 01 CCS W 90

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 43018 . 1—2023

　　纺织装备互联互通与互操作

　　第 1 部分 : 通用技术要求

　　Interconnection and interoperation for textile equipment—

　　part 1 : General technology requirements

　　2023-09-07 发布 2024-04-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 43018 . 1—2023

　　目 次

　　前言 I

　　引言 "

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 缩略语 1

　　5 架构 2

　　5 . 1 系统架构 2

　　5 . 2 信息互通 2

　　6 基本要求 3

　　6 . 1 通信协议 3

　　6 . 2 信息安全 3

　　6 . 3 通用信息模型 3

　　6 . 4 数据字典 4

　　6 . 5 信息模型的映射规则 13

　　附录 A (资料性) 典型设备 14

　　A. 1 纺纱典型设备 14

　　A. 2 化纤典型设备 15

　　A. 3 机织典型设备 16

　　A. 4 针织典型设备 16

　　A. 5 非织造布典型设备 17

　　A. 6 染整典型设备 17

　　参考文献 19

　　GB/T 43018 . 1—2023

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1 . 1—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/T 43018《纺织装备互联互通与互操作》的第 1 部分 。 GB/T 43018 已经发布了以下部分:

　　— 第 1 部分:通用技术要求 。

　　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 。

　　本文件由中国纺织工业联合会提出 。

　　本文件由全国纺织机械与附件标准化技术委员会(SAC/TC215)归口 。

　　本文件起草单位:中国纺织机械协会 、东华大学 、浙江理工大学 、五洋纺机有限公司 、天津工业大学 、赛特环球机械(青岛)有限公司 、经纬纺织机械股份有限公司 、恒天重工股份有限公司 、中国纺织科学研究院有限公司 、中国恒天立信国际有限公司 、北自所(北京)科技发展股份有限公司 、山东 日发纺织机械有限公司 、常州市新创智能科技有限公司 。

　　本文件主要起草人:张洁 、周亚勤 、胡旭东 、赵齐 、陈云军 、王勇 、刘丹 、沈波 、刘志峰 、王水 、田宁 、徐达明 、崔桂华 、吕永法 、谈源 、饶丰 、汝欣 、杨建成 、郑小虎 、亓国红 、邵洪 、汪俊亮 、周爱民 、钱玉 、丁文胜 、叶贺 、丁司懿 、李锋 、刘勇俊 、陈革 、毛志平 。

　　I

　　GB/T 43018 . 1—2023

　　引 言

　　GB/T 43018《纺织装备互联互通与互操作》系列标准拟分为 7 部分:

　　— 第 1 部分:通用技术要求 。 目的在于对纺织装备互联互通与互操作总体架构 、通信协议 、信息安全 、通用信息模型 、数据字典和信息模型的映射规则提出要求 。

　　— 第 2 部分:纺纱 。 目的在于对棉纺纱设备网络架构 、清梳联设备信息模型 、条并卷设备信息模型 、精梳机设备信息模型 、并条机设备信息模型 、粗纱机设备信息模型 、环锭细纱机设备信息模型 、自动络筒机设备信息模型和并纱机设备信息模型等提出要求 。

　　— 第 3 部分:化纤 。 目的在于对化纤全流程网络架构 、设备互联互通的信息模型提出要求 。

　　— 第 4 部分:针织 。 目的在于对针织装备的网络架构 、信息模型及数据字典提出要求 。

　　— 第 5 部分:非织造 。 目的在于对非织造设备网络架构 、信息模型 , 以及喂入开松混合 、成网 、铺网 、固网 、纺粘 、熔喷等工序设备的信息模型提出要求 。

　　— 第 6 部分:机织 。 目的在于对机织设备网络架构 、信息模型及数据字典提出要求 。

　　— 第 7 部分:染整 。 目的在于对典型机织物连续式染整智能设备监控网络 、信息模型和数据类型提出要求 。

　　"

　　GB/T 43018 . 1—2023

　　纺织装备互联互通与互操作

　　第 1 部分:通用技术要求

　　1 范围

　　本文件规定了纺纱 、化纤 、机织 、针织 、非织造布和染整等设备的纺织装备互联互通与互操作架构 ,并从纺织装备通信协议 、信息安全 、通用信息模型 、数据字典和信息模型的映射规则等方面规定了纺织装备互联互通与互操作的基本要求 。

　　本文件适用于指导纺织装备互联互通与互操作系统的设计和集成 , 以及纺织智能工厂的建设 。

　　2 规范性引用文件

　　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 日期的引用文件 , 仅该日期对应的版本适用于本文件;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/T 36324 信息安全技术 工业控制系统信息安全分级规范

　　GB/T

　　39561 . 1—2020

　　数控装备互联互通及互操作

　　第 1 部分:通用技术要求

　　GB/T

　　39561 . 2—2020

　　数控装备互联互通及互操作

　　第 2 部分:设备描述模型

　　GB/T

　　39561 . 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

　　3 术语和定义

　　GB/T 39561 . 1—2020 界定的以及下列术语和定义适用于本文件 。

　　3.1

　　互联互通 interconnection

　　两个设备之间至少通过一条在物理上兼容的连接线路 , 设备之间通信协议能够兼容并且能互相理解对方信息资源的语义 , 进行端到端的数据交换 。

　　[来源: GB/T 39561 . 1—2020 , 3 . 1 . 3] 3.2

　　互操作 interoperation

　　设备之间通过相关信息模型进行信息交换 , 并将这些信息利用到自身的功能中 , 实现设备之间协同工作 。

　　[来源: GB/T 33899—2017 , 3 . 4 , 有修改]

　　4 缩略语

　　下列缩略语适用于本文件 。

　　DcS:分布式控制系统(Distributed control System) ;

　　Ipc:工业计算机(Industrial personal computer) ;

　　Opc UA:开放平台通信统一架构(Open platForm communication UniFied ArcHitecture) ;

　　1

　　GB/T 43018 . 1—2023

　　PLC:可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller) ;

　　SCADA:数据采集与监控(Supervisory Control and Data Acquisition) 。

　　5 架构

　　5 . 1 系统架构

　　纺织装备互联互通与互操作系统由设备层 、控制层 、生产管理层组成,如图 1 所示 。

　　图 1 纺织装备互联互通与互操作系统架构

　　设备层:参与互联互通的纺织装备通过工业以太网 、现场总线或工业无线网连接,或设备控制器(PLC)直接通信,为生产管理层和控制层提供实时数据并接收控制层下达的运行指令 。

　　控制层:可编程控制设备 、或可视化的监控系统(SCADA等) 、或集成控制系统(DCS等)对纺织设备进行现场监控,连接设备层与生产管理层,实现纺织设备间 、纺织设备与生产管理系统间的互联互通与互操作 。

　　生产管理层:各生产管理系统软件通过控制层获取纺织设备的数据,为生产计划调度管理 、生产执行管理和设备管理与远程运维等生产管理系统提供设备信息 。

　　纺织装备信息模型和数据字典对设备层 、控制层和生产管理层进行信息支撑 。

　　5 . 2 信息互通

　　纺织装备信息互通包括以下方面 :

　　a) 生产管理层-控制层,生产管理层向控制层传达产品信息 、生产计划 、产品工艺信息 、质量要求信息和物料相关信息等 ;

　　b) 控制层-设备层,可编程控制设备依据纺织生产工艺和生产计划安排向设备层下达设备运行指令 ;

　　c) 设备层-控制层,通过控制层可编程控制设备和监控设备对纺织生产设备进行采集,采集纺织生产过程中的设备状态和设备生产管理等数据(详见 6 . 4 纺织装备数据字典要求) ;

　　d) 控制层-生产管理层,通过控制层向生产管理层系统返回设备的状态信息 、工艺执行的结果信息和质量检测的结果信息等 。

　　2

　　GB/T 43018 . 1—2023

　　6 基本要求

　　6 . 1 通信协议

　　纺织装备网络中采用的基础通信协议包括:

　　a) 以太网宜采用 IEEE 802 . 3 协议 ;

　　b) 无线通信网宜采用 IEEE 802 . 11 协议 ;

　　c) 现场总线和工业以太网宜采用 IEC 61784 协议 。

　　6 . 2 信息安全

　　纺织装备互联互通系统的信息安全应符合 GB/T 36324 , 根据应用场景和企业实际需求 , 遵循相应的安全等级要求 。

　　6 . 3 通用信息模型

　　纺织装备通用信息模型结构如图 2 所示 , 包括纺织装备静态属性集 、过程属性集和可扩展属性集(可包括组件属性集 、空间位置属性集等) 。静态属性集包括设备定义属性集数据字典 , 过程属性集包括纺织工艺属性集数据字典 、设备状态属性集数据字典和设备生产管理属性集数据字典 。

　　各类数据字典的通用规则应符合6 . 4;纺纱 、化纤 、机织 、针织 、非织造布和染整等设备的纺织装备应按照 6 . 4 的规定制定各类设备的专用数据字典 。典型设备的工艺参数和状态参数可参考附录 A。

　　图 2 纺织装备通用信息模型结构

　　3

　　GB/T 43018 . 1—2023

　　6 . 4 数据字典

　　6 . 4 . 1 数据字典条目结构

　　数据字典条目结构应符合 GB/T 39561 . 2—2020 中 4. 2 的要求 。

　　6 . 4 . 2 设备定义属性集数据字典

　　6 . 4 . 2 . 1 数据字典结构

　　纺织装备设备定义属性集数据字典如表 1 所示 。

　　表 1 设备定义属性集数据字典

　　索引

　　属性类型

　　属性名称

　　访问权限

　　建模规则

　　0x0000

　　VAR

　　设备编号

　　RO

　　M

　　0x0001

　　VAR

　　设备名称

　　RO

　　M

　　0x0002

　　VAR

　　设备类型

　　RO

　　O

　　0x0003

　　VAR

　　生产厂商

　　RO

　　O

　　0x0004

　　VAR

　　出厂 日期

　　RO

　　O

　　0x0005

　　ARRAY

　　设备主参数(集)

　　RO

　　M

　　0x0006

　　ARRAY

　　可扩展数据

　　RO

　　O

　　6 . 4 . 2 . 2 数据字典描述

　　6 . 4 . 2 . 2 . 1 设备编号

　　设备编号描述如表 2 所示 。

　　表 2 设备编号描述

　　索引

　　属性名称

　　建模规则

　　属性类型

　　访问权限

　　数据类型

　　数据值范围

　　属性说明

　　语义值

　　0x0000

　　设备编号

　　M

　　VAR

　　RO

　　string

　　描述纺织设备的出

　　厂编号或用户 自定

　　义的设备编号

　　6 . 4 . 2 . 2 . 2 设备名称

　　设备名称描述如表 3 所示 。

　　表 3 设备名称描述

　　索引

　　属性名称

　　建模规则

　　属性类型

　　访问权限

　　数据类型

　　数据值范围

　　属性说明

　　语义值

　　0x0001

　　设备名称

　　M

　　VAR

　　RO

　　string

　　描述纺织设备的名称

　　4

　　GB/T 43018 . 1—2023

　　6 . 4 . 2 . 2 . 3 设备类型

　　设备类型描述如表 4 所示 。

　　表 4 设备类型描述

　　索引

　　属性名称

　　建模规则

　　属性类型

　　访问权限

　　数据类型

　　数据值范围

　　属性说明

　　语义值

　　0x0002

　　设备类型

　　O

　　VAR

　　RO

　　string

　　描述纺织设备的类型

　　6 . 4 . 2 . 2 . 4 生产厂商

　　生产厂商描述如表 5 所示 。

　　表 5 生产厂商描述

　　索引

　　属性名称

　　建模规则

　　属性类型

　　访问权限

　　数据类型

　　数据值范围

　　属性说明

　　语义值

　　0x0003

　　生产厂商

　　O

　　VAR

　　RO

　　string

　　描述纺织设备生产厂商

　　6 . 4 . 2 . 2 . 5 出厂 日期

　　出厂日期描述如表 6 所示 。

　　表 6 出厂 日期描述

　　索引

　　属性名称

　　建模规则

　　属性类型

　　访问权限

　　数据类型

　　数据值范围

　　属性说明

　　语义值

　　0x0004

　　出厂 日期

　　O

　　VAR

　　RO

　　Datetime

　　描述纺织设备的出厂 日期

　　6 . 4 . 2 . 2 . 6 设备主参数(集)

　　设备主参数(集)描述如表 7 所示,根据纺织设备的不同类型定义设备的主参数 。

　　表 7 设备主参数描述

　　索引

　　属性名称

　　建模规则

　　属性类型

　　访问权限

　　数据类型

　　数据值范围

　　属性说明

　　语义值

　　0x0005

　　设备主参数 1

　　M

　　VAR

　　RO

　　描述纺织设备的

　　主参数(集) ,如工

　　作宽度 、装机容

　　量 、车速等

　　…