《可編程序控制器第9部分：用于小型傳感器和執行器的單點數字通信接口（SDCI）GB/T15969.9-2021》全文詳細解讀contents目錄1范圍2規范性引用文件3術語、定義、符號、縮略語和約定3.1術語和定義3.2符號和縮略語3.3約定4SDCI(IO-LinkTM)contents目錄4.1技術宗旨4.2自動化等級中的定位4.3布線、連接器和電源4.4SDCI的通信特征4.5主站功能4.6SDCI配置4.7對現場總線的映像4.8標準架構contents目錄5物理層(PL)5.1通則5.2PL服務5.3發送器/接收器5.4供電5.5介質6SIO7數據鏈路層(DL)contents目錄7.1通則7.2數字鏈路層7.3DL協議8物理層(AL)8.1通則8.2AL服務8.3AL協議9系統管理(SM)contents目錄9.1通則9.2主站SM9.3設備SM10設備10.1概述10.2PD交換(PDE)10.3參數管理器(PM)10.4數據存儲(DS)10.5事件調度(ED)contents目錄10.6設備特征10.7設備設計規則和約束10.8IO設備描述(IODD)10.9設備診斷10.10設備連接性11主站(Master)11.1概述11.2配置管理器(CM)11.3數據存儲(DS)contents目錄11.4OD交換(ODE)11.5診斷單元(DU)11.6過程數據交換(PDE)11.7端口和設備配置工具(PDCT)11.8網關應用程序附錄A(規范性附錄)編碼、定時約束和錯誤附錄B(規范性附錄)參數和命令contents目錄附錄C(規范性附錄)ErrorType(ISDU錯誤)附錄D(規范性附錄)EventCode(診斷信息)附錄E(規范性附錄)數據類型附錄F(規范性附錄)DS數據對象結構附錄G(規范性附錄)主站與設備的一致性contents目錄附錄H(資料性附錄)殘留錯誤概率附錄I(資料性附錄)ISDU傳輸示例附錄J(資料性附錄)檢測參數變化的推薦方法參考文獻011范圍010203本部分規定了用于小型傳感器和執行器的單點數字通信接口技術（SDCI），通稱為IO-LinkTM。此技術將IEC61131-2的數字輸入和輸出接口擴展為點對點的通信連接。通過SDCI，可將參數傳輸到設備，同時設備中的診斷信息也可發送至自動化系統。1.1標準內容概述1.2應用領域與對象主要應用于工廠自動化中的簡易傳感器和執行器。適用于小型和具有成本效益的微控制器。規定了用于主站和設備單點數字通信接口（SDCI）的通信服務和協議，依據ISO/OSI參考模型的PL（物理層）、DL（數據鏈路層）和AL（應用層）。1.3接口規范與協議1.4不包含內容本部分不包括整合了多點或多點連接的通信接口和系統。不涵蓋將單點數字通信接口（SDCI）集成到更高等級的系統，如現場總線。022規范性引用文件GB/TXXXX-XXXX信息技術設備的安全（注具體編號根據最新標準動態更新）GB/T標準GB/TXXXX-XXXX可編程序控制器（注具體編號根據最新標準動態更新）GB/TXXXX-XXXX數字通信接口基本技術要求（注具體編號根據最新標準動態更新）IECXXXXX-X可編程序控制器（注具體編號根據IEC最新發布動態更新）IECXXXXX-X數字通信接口測試方法和規范（注具體編號根據IEC最新發布動態更新）IEC標準其他相關標準ENXXXXX-X歐洲標準下的可編程序控制器規范（注具體編號根據歐洲標準最新發布動態更新）ISO/IECXXXXX-X信息技術設備安全性（注具體編號根據ISO/IEC最新發布動態更新）033術語、定義、符號、縮略語和約定3.1術語和定義可編程序控制器（ProgrammableController）一種數字電子設備，用于自動化控制系統中，通過存儲程序來執行邏輯運算、順序控制、定時計數和算術運算等操作，并通過數字或模擬信號控制各類機械或生產過程。單點數字通信接口（Single-dropDigitalCommunicationInterface,SDCI）一種用于小型傳感器和執行器的數字通信接口，它采用點對點的通信方式，將參數傳輸到設備，并將來自設備的診斷信息發送至自動化系統。小型傳感器和執行器（SmallSensorsandActuators）指尺寸較小、成本較低，適用于簡易自動化系統的傳感器和執行器。01SDCI單點數字通信接口（Single-dropDigitalCommunicationInterface）的縮略語。3.2符號和縮略語02PLC可編程序控制器（ProgrammableController）的縮略語。03IO-LinkSDCI技術的一種實現方式，用于將傳統的模擬或數字信號轉換為可通過標準接口傳輸的數據。01本標準中使用的術語、定義、符號和縮略語均遵循相關國際標準和國內標準的約定。3.3約定02在描述SDCI的技術特性和應用時，采用統一的術語和表述方式，以確保準確性和一致性。03對于涉及具體技術實現的內容，本標準將提供必要的解釋和說明，以幫助讀者理解和應用。04注意：以上內容為基于給定大綱的擴展，具體細節可能因實際標準文件的內容而有所差異。在實際應用中，建議參考標準文件的原文以確保準確性。043.1術語和定義3.1.1可編程序控制器（ProgrammableController）一種數字電子設備，用于自動化控制系統中，通過存儲程序來執行邏輯運算、順序控制、定時計數和算術運算等操作，并通過數字或模擬輸入/輸出來控制各種類型的機械或生產過程。在本部分中，可編程序控制器特指支持單點數字通信接口（SDCI）的設備，能夠與小型傳感器和執行器進行通信。3.1.2小型傳感器（SmallSensor）一種用于檢測物理量或化學量并將其轉換為可測量信號的裝置，其尺寸小、重量輕、功耗低，適用于各種狹小空間或移動設備中。在本部分中，小型傳感器特指通過單點數字通信接口（SDCI）與可編程序控制器進行通信的設備，用于提供實時的輸入信號。3.1.3執行器（Actuator）一種用于接收控制信號并驅動被控對象動作的裝置，其輸出可以是線性位移、角位移、力或力矩等。在本部分中，執行器特指通過單點數字通信接口（SDCI）與可編程序控制器進行通信的設備，用于根據控制信號執行相應的動作。一種用于小型傳感器和執行器與可編程序控制器之間進行數字通信的接口標準。SDCI采用點對點的通信方式，支持雙向數據傳輸，具有簡單、高效、低成本等特點。3.1.4單點數字通信接口（Single-DropDigitalCommunicationInterface,SDCI）在本部分中，SDCI特指符合GB/T15969.9-2021標準的數字通信接口，用于實現可編程序控制器與小型傳感器和執行器之間的可靠通信。053.2符號和縮略語在《可編程序控制器第9部分：用于小型傳感器和執行器的單點數字通信接口（SDCI）GB/T15969.9-2021》標準中，此部分詳細列出了文檔中使用的各種符號和縮略語。這些符號和縮略語對于理解和實施標準是至關重要的。1.**符號**：標準中可能包含多種符號，用于表示不同的參數、變量或狀態。例如，某些符號可能代表數字輸入、數字輸出、模擬輸入或通信狀態等。這些符號在文檔中都有明確的定義和解釋。3.2符號和縮略語2.**縮略語**：為了簡化表述和提高可讀性，標準中使用了大量的縮略語。這些縮略語包括但不限于：3.2符號和縮略語SDCI:單點數字通信接口（Single-dropDigitalCommunicationInterface）PLC:可編程序控制器（ProgrammableLogicController）IO-Link:一種用于傳感器和執行器的通信協議以及其他與可編程序控制器和數字通信相關的專業術語。這些符號和縮略語在標準中的使用都是經過精心設計和選擇的，以確保準確性和一致性。讀者在查閱和實施該標準時，應仔細閱讀和理解這部分內容，以便更好地掌握和應用標準中的各項規定和要求。請注意，由于我無法直接訪問具體的標準文檔，上述內容是基于您提供的信息和一般標準文檔的常見結構進行的推測性解讀。為了獲得最準確的信息，建議直接查閱《可編程序控制器第9部分：用于小型傳感器和執行器的單點數字通信接口（SDCI）GB/T15969.9-2021》的原始文檔。3.2符號和縮略語063.3約定單點數字通信接口（SDCI）指用于小型傳感器和執行器的數字通信接口，其特點是點對點的連接方式，可將參數傳輸到設備，并將來自設備的診斷信息發送至自動化系統。主站在SDCI通信中，負責控制通信過程、發送指令和接收響應的設備或系統。設備連接到SDCI上，接收主站指令并執行相應動作或提供數據的小型傳感器和執行器。3.3.1術語和定義“應用層負責處理與特定應用相關的通信服務和協議，如參數設置、診斷信息獲取等。SDCI通信基于ISO/OSI參考模型，主要使用物理層（PL）、數據鏈路層（DL）和應用層（AL）。數據鏈路層負責建立、維持和釋放數據鏈路連接，實現數據的可靠傳輸。它包括介質訪問控制、錯誤檢測和糾正等功能。3.3.2通信服務和協議010203SDCI設備和系統應符合相關的電磁兼容性標準，以確保在電磁環境中正常工作，且不會對其他設備造成干擾。EMC測試包括靜電放電、射頻電磁場輻射、電快速瞬變脈沖群等項目的測試，以驗證設備的抗干擾能力。3.3.3電磁兼容性（EMC）要求3.3.4其他約定本標準不包括整合了多點或多點連接的通信接口和系統，如現場總線等更高等級的系統。對于使用SDCI的設備和系統，應提供必要的安全保護措施，以防止未經授權的訪問和惡意攻擊。同時，設備和系統應具備足夠的穩定性和可靠性，以確保長期穩定運行。074SDCI(IO-LinkTM)概述SDCI，即單點數字通信接口，也被稱為IO-LinkTM，是一種專為小型傳感器和執行器設計的通信接口技術。該技術將IEC61131-2的數字輸入和輸出接口擴展到點對點的通信連接，實現了參數向設備的傳輸以及設備中診斷信息向自動化系統的發送。““SDCI技術主要用于工廠自動化中的簡易傳感器和執行器，特別是小型和具有成本效益的微控制器。它規定了用于主站和設備單點數字通信接口的通信服務和協議，這些協議基于ISO/OSI參考模型的物理層(PL)、數據鏈路層(DL)和應用層(AL)。技術特點應用范圍與限制SDCI技術適用于連接和通信小型傳感器和執行器，提高了自動化系統的靈活性和效率。本標準不包括整合了多點或多點連接的通信接口和系統，也不涉及將單點數字通信接口(SDCI)集成到更高等級的系統，如現場總線。本標準還包括電磁兼容性(EMC)測試要求，確保在工業環境中SDCI接口的穩定性和可靠性。電磁兼容性(EMC)本標準由國家市場監督管理總局和國家標準化管理委員會發布，并于2022年3月1日開始實施。通過實施這一標準，可以推動工業自動化領域中小型傳感器和執行器的數字通信接口技術的規范化發展，提高設備的互操作性和系統的整體性能。標準編號：GB/T15969.9-2021，當前狀態為現行。標準狀態與實施084.1技術宗旨本部分旨在為小型傳感器和執行器提供單點數字通信接口(SDCI)的技術標準，確保不同設備之間的兼容性和互操作性。通過定義統一的通信協議和接口規范，促進自動化系統中各種設備之間的數據交換和信息共享。4.1.1提供單點數字通信接口標準4.1.2擴展IO-Link技術的應用SDCI技術基于IO-Link通信協議，該協議是一種用于在傳感器/執行器和控制系統之間傳輸數據的點對點通信標準。本標準旨在推廣IO-Link技術的應用，使其成為工業自動化領域中一種廣泛接受的通信解決方案。““4.1.3提升自動化系統的效率和可靠性通過采用SDCI技術，可以將參數直接傳輸到設備，并從設備中獲取診斷信息，從而提高自動化系統的效率和可靠性。這種技術減少了布線復雜性和維護成本，同時提供了更高的數據傳輸速度和更準確的設備狀態監測。SDCI標準的制定和實施有助于推動工業自動化領域的技術創新和產業升級。通過提供統一的通信接口標準，為傳感器和執行器制造商提供了更廣闊的市場機會，促進了整個行業的競爭和發展。4.1.4推動工業自動化的發展094.2自動化等級中的定位4.2自動化等級中的定位在自動化系統中，可編程序控制器（PLC）扮演著至關重要的角色，而SDCI技術作為PLC的一個重要組成部分，在自動化等級中也有著明確的定位。以下是SDCI在自動化等級中的定位詳解：1.**基礎自動化層級的應用**：SDCI技術主要應用于基礎自動化層級，即直接控制生產過程的層級。它通過與小型傳感器和執行器的連接，實現了對生產設備的直接監控和控制，提高了生產過程的自動化程度。2.**數據傳輸與通信的關鍵環節**：在自動化系統中，數據傳輸和通信是至關重要的。SDCI作為一種單點數字通信接口，為小型傳感器和執行器提供了高效、穩定的數據傳輸通道，確保了自動化系統中各設備之間的順暢通信。3.**提升系統靈活性與可擴展性**SDCI技術的采用使得自動化系統更加靈活和可擴展。通過SDCI接口，可以方便地添加或移除傳感器和執行器，從而根據生產需求靈活調整系統配置。4.**降低系統成本與維護難度**由于SDCI技術是針對小型傳感器和執行器設計的，因此它具有成本低、易于維護的特點。這使得SDCI技術在自動化系統中得到了廣泛應用，特別是在需要大規模部署傳感器和執行器的場景中。4.2自動化等級中的定位104.3布線、連接器和電源SDCI的布線應滿足小型傳感器和執行器之間的短距離、低成本通信需求。布線材料應符合相關電氣性能標準，確保信號傳輸的穩定性和可靠性。布線要求：4.3布線、連接器和電源在布線過程中，應考慮電磁兼容性（EMC）要求，以減少外界干擾對通信質量的影響。4.3布線、連接器和電源連接器規范：SDCI使用的連接器應小巧、輕便，便于現場安裝和維護。4.3布線、連接器和電源連接器應具有良好的電氣連接性能和機械穩定性，確保在惡劣環境下也能正常工作。連接器的接口定義應符合GB/T15969.9-2021標準，以實現不同設備之間的兼容性和互換性。4.3布線、連接器和電源電源要求：4.3布線、連接器和電源SDCI的電源應滿足低功耗、高效率的要求，以適應小型傳感器和執行器的電源需求。電源的設計應考慮設備的工作環境和使用條件，確保在寬電壓、寬溫度范圍內都能穩定工作。4.3布線、連接器和電源電源還應具備過流、過壓、欠壓等保護功能，以確保設備和通信接口的安全運行。綜上所述，GB/T15969.9-2021標準在4.3部分詳細規定了SDCI的布線、連接器和電源要求，這些規定旨在確保SDCI在實際應用中的穩定性、可靠性和兼容性，從而滿足工業自動化領域對小型傳感器和執行器單點數字通信的需求。““114.4SDCI的通信特征SDCI采用單點數字通信技術，專為小型傳感器和執行器設計，實現設備間的點對點連接。單點數字通信遵循標準化的通信協議，確保不同廠商設備之間的兼容性和互操作性。通信協議標準化4.1通信接口與協議高效數據傳輸SDCI接口支持高效的數據傳輸，減少通信延遲，提高實時性。參數與診斷信息傳輸能夠將參數傳輸到設備，并將來自設備的診斷信息發送至自動化系統，便于監控和維護。4.2數據傳輸特性EMC測試要求SDCI標準規定了電磁兼容性測試要求，確保設備在電磁干擾環境下仍能正常工作。提高系統穩定性通過滿足EMC要求，降低設備故障率，提高整個自動化系統的穩定性。4.3電磁兼容性（EMC）適用于小型傳感器和執行器SDCI技術主要應用于工廠自動化中的簡易傳感器和執行器，特別是小型和具有成本效益的微控制器。不包括多點連接系統SDCI標準不包括整合了多點或多點連接的通信接口和系統，專注于單點數字通信的簡潔性和高效性。4.4應用范圍與限制124.5主站功能主站負責初始化與從站設備的通信，并確保連接的穩定性和可靠性。建立和維護通信連接主站控制數據的發送和接收，確保數據在正確的時機進行傳輸，并處理可能出現的通信錯誤。數據交換控制4.5.1通信管理設備識別和配置主站能夠識別和配置連接到其上的從站設備，包括設備的類型、地址和參數等。狀態監測主站實時監測從站設備的工作狀態，以便及時發現并處理異常情況。4.5.2從站設備管理4.5.3數據處理數據存儲與記錄主站可以存儲和記錄重要的數據，以供后續分析或用于報告生成。數據解析與轉換主站接收從站設備發送的原始數據，進行解析和轉換，以便于進一步的處理和分析。錯誤檢測與報告主站能夠檢測通信過程中的錯誤，并及時報告給操作人員或上級系統。故障診斷與恢復4.5.4錯誤處理和診斷在出現錯誤時，主站能夠協助進行故障診斷，并嘗試恢復正常的通信狀態。0102134.6SDCI配置數據傳輸通過SDCI接口，可以實現控制器與小型傳感器、執行器之間的雙向數據傳輸，包括參數設置、狀態監測、控制指令等。接口標準SDCI接口遵循GB/T15969.9-2021標準，該標準規定了用于小型傳感器和執行器的單點數字通信接口的技術要求。硬件連接SDCI接口采用單點連接方式，即每個傳感器或執行器通過獨立的接口與控制器相連，確保數據傳輸的穩定性和可靠性。SDCI接口配置穩定性配置過程中應確保接口的穩定性和可靠性，防止數據傳輸過程中的丟失或錯誤。安全性在配置SDCI時，應考慮數據的安全性，采取必要的加密和驗證措施，以防止數據泄露或被篡改。兼容性SDCI配置應確保與各種小型傳感器和執行器的兼容性，以便實現廣泛的設備連接和控制。配置要求2.接口連接按照設備說明書和接口標準，將控制器與傳感器、執行器通過SDCI接口連接起來。4.測試與調試在完成配置后，應進行全面的測試和調試，確保SDCI接口正常工作，數據傳輸無誤。3.參數設置通過編程器或相關軟件對控制器進行參數設置，包括通信速率、數據格式等，以確保數據的正確傳輸。1.硬件準備準備好所需的控制器、傳感器和執行器，并確保它們支持SDCI接口標準。配置步驟144.7對現場總線的映像SDCI與現場總線的關系SDCI（單點數字通信接口）作為一種專為小型傳感器和執行器設計的通信技術，其在工業自動化領域中的應用，特別是與現場總線的結合使用，可以大大提升系統的效率和可靠性。通過SDCI，現場設備能夠更便捷地接入到現場總線網絡中，實現數據的快速傳輸和設備的實時監控。數據映射機制在SDCI與現場總線之間的數據映射過程中，需要確保數據的完整性和準確性。這通常涉及到將數據從SDCI格式轉換為現場總線所能識別的格式，同時保持數據的實時性和一致性。映射機制還需要考慮不同設備和系統之間的兼容性，以實現無縫的數據交換和通信。4.7對現場總線的映像4.7對現場總線的映像通信協議與標準為了實現SDCI與現場總線之間的有效通信，必須遵循特定的通信協議和標準。這些協議和標準定義了數據傳輸的格式、速率、錯誤檢測與糾正等關鍵參數，確保不同設備之間的互操作性和系統的穩定性。GB/T15969.9-2021標準正是為這一目的而制定，它詳細規定了SDCI的技術要求和實施細節。應用實例與場景在實際應用中，SDCI與現場總線的結合為工業自動化帶來了諸多便利。例如，在生產線監控、設備狀態檢測、能源管理等領域，通過SDCI接入的傳感器和執行器能夠實時提供關鍵數據，幫助管理人員做出準確決策，提高生產效率并降低運營成本。154.8標準架構核心組成部分SDCI標準主要由物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層和應用層組成，每一層都有其特定的功能和協議。層次間關系各層之間協同工作，確保數據的準確傳輸和處理。物理層提供傳輸介質，數據鏈路層負責數據的可靠傳輸，網絡層進行路由選擇，傳輸層控制數據傳輸的質量，而應用層則處理與用戶應用相關的數據。SDCI標準的整體架構傳輸介質定義了用于SDCI的物理連接，包括電纜類型、連接器規范等，確保信號的穩定傳輸。電氣特性規定了電壓、電流等電氣參數，以保障設備之間的兼容性。物理層定義了數據幀的格式，包括幀頭、數據部分和幀尾，用于數據的封裝和解封裝。幀結構通過特定的協議來檢測和糾正數據傳輸中的錯誤，同時控制數據的傳輸速率，防止數據丟失或擁塞。差錯控制和流量控制數據鏈路層網絡層分段和重組將數據分成較小的數據包進行傳輸，并在接收端進行重組，以適應不同的網絡環境和傳輸需求。路由選擇在多個SDCI設備組成的網絡中，網絡層負責選擇最佳路徑進行數據傳輸。連接管理建立、維護和終止數據傳輸的連接，確保數據的可靠傳輸。數據傳輸質量控制通過序列化和確認機制，保證數據的完整性和順序性。傳輸層用戶接口提供與用戶應用相關的接口，如讀取傳感器數據、控制執行器等。數據處理應用層對接收到的數據進行處理，轉換為用戶可理解的格式或執行相應的控制指令。0102165物理層(PL)5物理層(PL)物理層(PL)是可編程序控制器SDCI接口標準中的一個重要組成部分。它定義了接口的物理特性，包括電氣特性、機械特性、功能特性以及規程特性。以下是關于物理層(PL)的詳細解讀：電氣特性：物理層規定了SDCI接口的電氣參數，如電壓范圍、電流強度以及信號傳輸的速率等。這些參數確保了接口的穩定性和可靠性，同時兼容各種小型傳感器和執行器的電氣要求。機械特性：機械特性涉及到SDCI接口的物理尺寸、形狀、引腳定義等。標準化的機械特性使得不同廠商生產的傳感器和執行器能夠方便地連接到控制器上，提高了設備的互換性和兼容性。功能特性定義了SDCI接口傳輸數據的具體方式，包括數據的編碼方式、傳輸協議以及錯誤檢測機制等。這些功能確保了數據在傳輸過程中的準確性和完整性。功能特性規程特性描述了SDCI接口在通信過程中的一系列規則和約定，如通信的初始化、數據的發送和接收順序、通信的結束等。這些規程保證了通信的有序進行，避免了可能出現的混亂和沖突。規程特性5物理層(PL)175.1通則范圍本部分規定了用于小型傳感器和執行器的單點數字通信接口(SDCI)的技術要求，適用于可編程序控制器與小型傳感器及執行器之間的數字通信。目的確保可編程序控制器與小型傳感器及執行器之間的通信具有統一的標準，提高系統的兼容性和互操作性。5.1.1范圍和目的SDCI單點數字通信接口(Single-dropdigitalcommunicationinterface)，是一種用于小型傳感器和執行器與可編程序控制器之間的通信接口。5.1.2術語和定義主站在SDCI通信中，負責控制和管理通信過程的設備，通常是可編程序控制器。設備連接到SDCI上的小型傳感器或執行器。物理接口規定了連接器的類型、引腳定義、電氣特性等，以確保不同設備之間的物理連接兼容性。通信協議定義了數據格式、通信速率、錯誤檢測與糾正等，以實現主站與設備之間的有效數據交換。5.1.3接口特性包括參數傳輸、診斷信息發送等，支持主站與設備之間的雙向通信。通信服務依據ISO/OSI參考模型，SDCI通信協議包括物理層(PL)、數據鏈路層(DL)和應用層(AL)，每層都有其特定的功能和協議規范。協議棧5.1.4通信服務和協議5.1.5電磁兼容性(EMC)測試要求測試內容包括靜電放電、射頻電磁場輻射、電快速瞬變脈沖群等項目的測試，以驗證設備的電磁兼容性。測試目的確保SDCI設備在電磁環境中能正常工作，且不會對其他設備造成干擾。185.2PL服務5.2.1服務概述PL服務（PhysicalLayerService）是SDCI標準中定義的一種服務，它負責在物理層上提供數據傳輸服務。該服務主要確保數據在傳輸過程中的可靠性、穩定性和實時性，是SDCI通信接口中的重要組成部分。““數據傳輸PL服務負責將數據從發送端傳輸到接收端，確保數據的完整性和準確性。錯誤檢測PL服務具有錯誤檢測功能，能夠檢測并識別在數據傳輸過程中出現的錯誤，如丟包、錯包等。流量控制為了避免數據傳輸過程中的擁塞和沖突，PL服務提供了流量控制功能，以確保數據的平滑傳輸。5.2.2服務功能PL服務的實現依賴于具體的物理層硬件和通信協議，需要根據不同的應用場景和需求進行選擇和配置。在SDCI標準中，PL服務的實現需要遵循相關的規范和標準，以確保不同設備之間的兼容性和互操作性。5.2.3服務實現5.2.4服務性能PL服務的性能直接影響到SDCI通信接口的整體性能，包括傳輸速率、傳輸距離、抗干擾能力等。為了提高PL服務的性能，可以采取一系列優化措施，如選擇合適的物理層硬件、優化通信協議、提高信號質量等。通過對PL服務的詳細解讀，我們可以更好地理解SDCI標準中物理層的作用和功能，為實際應用中的SDCI通信接口設計和實現提供有益的參考和指導。同時，PL服務的優化和提高也是未來SDCI技術發展的重要方向之一。（注：由于無法直接獲取到GB/T15969.9-2021標準的全文內容，以上解讀是基于對可編程序控制器和單點數字通信接口技術的理解，并結合一般通信接口中物理層服務的常見功能和特點進行的推測和歸納。實際內容可能因標準的具體規定而有所不同。）195.3發送器/接收器發送器負責接收CPU處理后的數據，并將其轉換為適合在SDCI接口上傳輸的信號形式，如電壓、電流等。將CPU處理后的數據轉換為適合傳輸的信號形式發送器具備數據校驗和糾錯功能，能夠確保數據在傳輸過程中的準確性和完整性。確保數據的準確傳輸根據傳輸介質的特性，發送器會對信號進行調制，以提高信號的抗干擾能力和傳輸距離。調制信號以適應傳輸介質5.3.1發送器功能5.3.2接收器功能010203接收并解調來自SDCI接口的信號接收器負責接收來自SDCI接口的信號，并對其進行解調，還原出原始的數據信息。數據校驗和糾錯接收器同樣具備數據校驗和糾錯功能，能夠檢測并糾正數據在傳輸過程中可能出現的錯誤。將接收到的數據傳遞給CPU處理接收器將解調并校驗后的數據傳遞給CPU進行進一步的處理和分析。5.3.3發送器與接收器的交互01發送器和接收器之間通過握手協議建立連接，確保雙方同步并準備好進行數據傳輸。發送器在發送數據后會等待接收器的確認信息，以確保數據已被成功接收。若未收到確認信息，發送器會采取重發等措施確保數據的可靠傳輸。發送器和接收器都具備故障檢測功能，能夠在數據傳輸過程中及時發現并處理異常情況，如信號干擾、傳輸錯誤等。0203握手協議數據傳輸與確認機制故障檢測與處理205.4供電SDCI接口及其相關設備應能在規定的電源電壓和頻率范圍內正常工作，保證通信的穩定性和可靠性。穩定性供電要求應考慮到設備功耗及未來可能的擴展需求，確保電源系統具備足夠的容量。電源容量應設計有過流、過壓、欠壓等保護措施，以防止因電源問題導致的設備損壞或數據丟失。電源保護直流供電通常采用穩定的直流電源為SDCI接口及連接的設備供電，以確保穩定的電流輸出。冗余設計在重要或關鍵應用中，可采用雙路供電或UPS不間斷電源等冗余設計，以提高系統的可靠性。供電方式環保要求供電系統應符合相關環保法規，減少對環境的影響。例如，使用符合RoHS標準的材料和組件。低功耗設計在滿足性能需求的前提下，應盡量采用低功耗的芯片和組件，以降低整體功耗。能源效率優化電源管理策略，提高能源利用效率，減少不必要的能耗。節能與環保215.5介質1.物理介質類型標準可能規定了使用的物理介質類型，例如雙絞線、光纖或無線介質等，這些介質用于在可編程序控制器（PLC）與小型傳感器及執行器之間進行數據傳輸。2.傳輸特性5.5介質此部分會詳細說明介質在傳輸數字信號時應滿足的電氣和物理特性。這可能包括信號的傳輸速率、衰減、抗干擾能力、阻抗匹配等參數，以確保數據的穩定傳輸。01023.連接與接口要求規定了介質與設備之間的連接方式，如接口類型、插頭與插座的規格、線路布局等。這些要求旨在確保連接的穩定性和數據傳輸的可靠性。5.5介質4.環境適應性考慮到工業環境的多樣性，介質需要具備一定的環境適應性，如耐高溫、耐腐蝕、抗震動等特性。標準中可能會對這些環境適應性要求進行具體說明。5.安全與防護針對可能出現的電氣安全問題和外界干擾，標準會提出相應的防護措施，如防雷擊、防靜電、防電磁干擾等，以確保通信系統的穩定運行。5.5介質需要注意的是，具體的內容和要求應以標準原文為準，上述解讀僅供參考。在實際應用中，應嚴格按照國家標準進行操作和實施，以確保系統的兼容性和安全性。由于我無法直接訪問外部資源來查看最新的標準內容，因此上述解讀是基于對類似標準和常見工業通信接口的一般理解。如需準確了解GB/T15969.9-2021中關于“5.5介質”的具體內容，建議直接查閱該標準的官方文檔。““226SIO6.SIO（單點數字通信接口）SIO定義與功能SIO，即單點數字通信接口，是一種專為小型傳感器和執行器設計的通信協議。它擴展了IEC61131-2標準的數字輸入和輸出接口，實現了點對點的通信連接，從而能夠將參數傳輸到設備，并將來自設備的診斷信息發送至自動化系統。技術特點SIO技術以低成本、高效率為特點，特別適用于工廠自動化中的簡易傳感器和執行器。它采用了基于ISO/OSI參考模型的物理層（PL）、數據鏈路層（DL）和應用層（AL）的通信服務和協議，確保了數據傳輸的可靠性和穩定性。應用范圍SIO接口廣泛應用于工業自動化領域，特別是需要連接大量小型傳感器和執行器的場合。它不僅能夠滿足設備間的基本通信需求，還能夠通過傳輸診斷信息，幫助工程師及時發現和解決問題，提高生產效率和系統可靠性。為了確保SIO接口在復雜電磁環境中的正常工作，標準還規定了嚴格的電磁兼容性測試要求。這些要求包括靜電放電、射頻電磁場輻射、電快速瞬變脈沖群等測試項目，旨在驗證SIO接口在各種干擾條件下的抗干擾能力。電磁兼容性（EMC）要求與多點或多點連接的通信接口相比，SIO接口具有結構簡單、成本低廉的優勢。同時，它也不涉及將單點數字通信接口集成到更高等級的系統（如現場總線）中的復雜性，使得其在小型和具有成本效益的微控制器應用中具有獨特的競爭力。與其他通信接口的區別6.SIO（單點數字通信接口）237數據鏈路層(DL)數據鏈路層位于OSI參考模型的第二層，負責在相鄰節點之間建立、維持和釋放數據鏈路連接。數據鏈路層還負責數據的幀同步，將比特流組合成幀，以便進行傳輸和處理。在SDCI中，數據鏈路層確保數據的可靠傳輸，通過差錯控制和流量控制機制來防止數據丟失或損壞。7.1通則數字鏈路層是數據鏈路層的一個子層，專門處理與數字信號傳輸相關的任務。7.2數字鏈路層在SDCI中，數字鏈路層負責將來自物理層的數字信號轉換為數據鏈路層可以處理的幀格式。數字鏈路層還執行差錯檢測功能，通過添加校驗碼來驗證接收到的數據是否完整且無誤。如果發現錯誤，它將請求重發數據。7.2數字鏈路層此外，數字鏈路層可能還涉及以下方面：鏈路管理：負責建立、維持和終止數據鏈路連接，包括初始化連接、交換控制信息以及處理異常情況等。幀同步與定界：確定幀的開始和結束位置，確保接收端能夠正確識別并處理每個幀。流量控制：根據接收端的緩沖區容量和數據處理能力，調節發送端的數據傳輸速率，避免數據擁塞和丟失。247.1通則7.1.1概述該技術主要應用于工廠自動化中的簡易傳感器和執行器，提高了系統的靈活性和可維護性。SDCI技術將IEC61131-2的數字輸入和輸出接口向點對點的通信連接擴展，實現了參數傳輸和設備診斷信息的發送。本部分規定了用于小型傳感器和執行器的單點數字通信接口技術（SDCI）的通則。010203010203SDCI接口采用單點數字通信方式，具有簡單、高效的特點。接口支持雙向數據傳輸，可實現設備之間的實時信息交換。具有良好的抗干擾能力，確保在惡劣環境下數據的穩定傳輸。7.1.2接口特性123SDCI通信協議遵循ISO/OSI參考模型，確保了通信的可靠性和兼容性。協議規定了通信服務的類型、格式和傳輸方式，以及數據鏈路層的相關參數和特性。通過協議規范，實現了不同廠商設備之間的互聯互通。7.1.3通信協議對接口的輻射和傳導干擾進行了限制，降低了對周圍電子設備的干擾。提高了接口的抗干擾能力，確保數據傳輸的穩定性和可靠性。SDCI接口滿足電磁兼容性（EMC）的相關標準，確保在電磁干擾環境下正常工作。7.1.4電磁兼容性（EMC）要求257.2數字鏈路層數字鏈路層在可編程序控制器的單點數字通信接口（SDCI）中，主要負責數據的可靠傳輸。它確保數據在傳輸過程中的準確性、順序性和完整性。功能該層具有錯誤檢測和糾正能力，能夠處理傳輸中的錯誤，提供穩定的通信環境。同時，它還能夠控制數據的流量和傳輸速度，以適應不同的設備和網絡環境。特點數字鏈路層的功能與特點幀同步技術為了實現數據的同步傳輸，數字鏈路層采用了幀同步技術。這種技術能夠確保接收端能夠準確地識別并接收發送端發送的數據幀。差錯控制技術為了防止數據在傳輸過程中出現錯誤，數字鏈路層采用了差錯控制技術。這種技術包括前向糾錯（FEC）和自動重發請求（ARQ）等方法，能夠有效地減少數據傳輸的錯誤率。數字鏈路層的關鍵技術數字鏈路層與其他層的交互與網絡層的交互數字鏈路層為網絡層提供可靠的數據傳輸服務。網絡層將數據傳遞給數字鏈路層進行傳輸，并接收來自數字鏈路層的數據。與物理層的交互數字鏈路層接收來自物理層的數據，并將其封裝成數據幀進行傳輸。同時，它也負責將接收到的數據幀解封裝，并將數據傳遞給上層。267.3DL協議定義與作用DL（數據鏈路層）協議在SDCI（單點數字通信接口）中扮演著重要角色，它負責在物理層提供的數據傳輸服務基礎上，建立、維持和釋放數據鏈路，以及傳輸數據幀。功能特點7.3.1協議概述DL協議確保數據的可靠傳輸，通過幀同步、差錯控制、流量控制等機制，實現數據在傳輸過程中的完整性、有序性和正確性。0102VS數據幀是DL協議傳輸數據的基本單位，它由幀頭、數據部分和幀尾組成。幀頭包含起始標志、地址信息等，用于標識數據幀的起始和接收方；數據部分包含實際傳輸的數據；幀尾包含校驗和等，用于確保數據的完整性。格式規范DL協議規定了數據幀的具體格式，包括各字段的長度、排列順序以及數據表示方法等，以確保發送方和接收方能夠正確解析和處理數據幀。幀組成7.3.2幀結構與格式差錯控制為了防止數據在傳輸過程中出現錯誤，DL協議采用了差錯控制機制。這通常包括循環冗余校驗（CRC）等方法，用于檢測并糾正數據傳輸中的錯誤。流量控制為了避免因發送方發送數據過快而導致接收方無法及時處理的情況，DL協議還采用了流量控制機制。這可以確保數據的穩定傳輸，并防止數據丟失或溢出等問題。7.3.3差錯控制與流量控制DL協議的實現通常依賴于具體的硬件和軟件環境。在可編程序控制器中，DL協議的實現需要與物理層、網絡層等其他層次進行協同工作，以確保數據的順暢傳輸。實現方式為了確保不同廠商和設備之間的兼容性，DL協議遵循國際通用的標準和規范。這有助于實現設備的互聯互通和數據的無縫傳輸。同時，協議還具有一定的靈活性和可擴展性，以適應未來技術的發展和需求變化。兼容性考慮7.3.4協議實現與兼容性278物理層(AL)8物理層(AL)傳輸介質規定了使用的傳輸介質類型和參數，如電纜類型、長度限制以及連接方式等，以保證信號傳輸的質量和穩定性。信號編碼與解碼在物理層，SDCI標準還涉及信號的編碼和解碼方式，確保數據在傳輸過程中的準確性和完整性。這包括數據的調制方式、波特率設置以及錯誤檢測和校正機制等。物理接口定義SDCI標準在物理層詳細定義了用于小型傳感器和執行器的單點數字通信的物理接口，包括接口的類型、電氣特性以及連接方式等，確保不同設備之間的兼容性和穩定性。030201考慮到工業環境中的電氣安全要求，SDCI的物理層規范還包括了電氣隔離、防靜電和防雷擊等保護措施，以確保系統和設備的安全運行。電氣安全為了確保物理層的性能和可靠性，SDCI標準還提供了一系列的測試和認證方法。這包括對物理接口的耐久性測試、電氣性能測試以及環境適應性測試等，以確保產品符合標準要求并能在各種工業環境下穩定運行。物理層測試與認證8物理層(AL)288.1通則在《可編程序控制器第9部分：用于小型傳感器和執行器的單點數字通信接口（SDCI）GB/T15969.9-2021》中，第8.1節“通則”部分主要規定了SDCI（單點數字通信接口）技術的一般要求和準則。這些通則確保了SDCI技術的標準化實施和廣泛應用。以下是該部分的關鍵內容解讀：8.1通則“8.1通則0102031.**標準化概述**：本部分明確了SDCI技術的標準化目標，即提供一種用于小型傳感器和執行器的通用數字通信接口。強調了標準的通用性和靈活性，以適應不同廠商和設備的需求。2.**技術原則**：規定了SDCI技術的基本原則，包括接口的電氣特性、數據傳輸速率、通信協議等。確保了不同設備之間的兼容性和互操作性。8.1通則0102038.1通則3.**安全要求**：01提出了SDCI接口在安全方面的要求，包括電氣安全、數據安全和通信可靠性等。02這些要求旨在保護用戶和系統免受潛在的安全風險。038.1通則03024.**環境適應性**：01這確保了接口在各種工業環境中的穩定性和可靠性。規定了SDCI接口在不同環境條件下的工作性能要求。明確了SDCI接口的測試和認證流程，以確保產品符合標準要求。02這有助于提升市場信心，促進SDCI技術的廣泛應用。03綜上所述，8.1節的“通則”為SDCI技術提供了全面的指導和規范，確保了該技術的標準化、安全性和可靠性。這些規定為廠商和用戶提供了明確的實施準則，推動了SDCI技術在工業自動化領域的廣泛應用和發展。045.**測試與認證**：018.1通則298.2AL服務8.2.1AL服務概述AL服務（應用層服務）是SDCI（單點數字通信接口）協議棧中的最高層，負責處理與具體應用相關的數據和服務。在SDCI通信中，AL服務確保了數據在傳輸過程中的完整性、正確性和可靠性，同時提供了與應用直接相關的功能接口。通信管理AL服務負責建立、管理和終止通信連接，確保數據在傳輸過程中的有序性和可靠性。數據封裝與解封裝AL服務將數據封裝成標準的數據包格式，以便在網絡中進行傳輸，并在接收端對數據進行解封裝，還原成原始數據。數據處理AL服務可以對數據進行必要的處理，如數據轉換、數據計算等，以滿足應用需求。8.2.2AL服務的主要功能AL服務的實現方式依賴于具體的應用需求和硬件平臺。一般來說，可以通過軟件編程或硬件電路來實現AL服務的功能。在軟件編程方面，可以使用高級編程語言（如C、C++等）來編寫實現AL服務的代碼，并通過嵌入式系統或微控制器來執行這些代碼。在硬件電路方面，可以使用專用的集成電路（ASIC）或現場可編程門陣列（FPGA）等硬件來實現AL服務的功能，以提高處理速度和效率。8.2.3AL服務的實現方式AL服務廣泛應用于工業自動化、智能制造、物聯網等領域，特別是在需要遠程監控和控制設備的場景中。例如，在工業自動化領域，AL服務可以用于實現傳感器與執行器之間的數據交換和控制指令的傳輸，從而實現對生產過程的實時監控和控制。在物聯網領域，AL服務可以用于實現智能設備之間的互聯互通和數據共享，從而構建智能化的物聯網系統。8.2.4AL服務的應用場景308.3AL協議AL（應用層）協議是可編程序控制器SDCI標準中的重要組成部分。它定義了主站和設備之間在應用層上的通信規則和數據格式。協議概述：8.3AL協議8.3AL協議通過AL協議，可以實現參數的傳輸、設備狀態監控、故障診斷等功能。AL協議確保了主站與設備之間能夠準確、高效地交換信息。功能與作用：010203數據結構與格式：8.3AL協議AL協議詳細規定了通信數據的結構和格式，包括數據頭、數據體和校驗等部分。這有助于確保數據的完整性和準確性，在傳輸過程中減少誤碼和數據丟失的可能性。8.3AL協議通信過程與機制：01AL協議描述了主站與設備之間的通信建立、數據交換和通信結束等過程。02它還定義了錯誤處理和重傳機制，以提高通信的可靠性和穩定性。03兼容性與擴展性：AL協議設計考慮了兼容性和擴展性，使得不同廠商的設備能夠遵循統一的標準進行通信。同時，協議也支持新功能的添加和擴展，以適應未來技術的發展需求。8.3AL協議010203319系統管理(SM)9.系統管理(SM)系統配置與初始化系統管理首先涉及系統的配置與初始化過程。這包括設定SDCI接口的參數，如通信速率、數據位、停止位等，以確保主站與設備之間的正常通信。此外，初始化還包括對系統資源進行分配，如內存、處理器時間等，以優化系統性能。狀態監測與故障診斷系統管理負責實時監測SDCI接口及連接設備的狀態。通過讀取狀態信息，可以及時發現潛在的故障或異常。同時，系統管理還具備故障診斷功能，當出現故障時，能夠迅速定位問題所在，為維修人員提供準確的故障信息和解決方案。安全與權限管理在系統管理中，安全與權限管理至關重要。它確保只有經過授權的用戶或設備才能訪問SDCI接口，從而防止未經授權的訪問和數據泄露。此外，通過權限設置，還可以控制不同用戶對接口功能的訪問級別，保證系統的安全性和穩定性。9.系統管理(SM)“軟件更新與維護：隨著技術的不斷發展，SDCI接口的軟件也需要不斷更新以適應新的需求。系統管理負責軟件的更新與維護工作，包括下載和安裝新版本軟件、修復已知漏洞等。這有助于確保SDCI接口始終保持在最佳狀態，提高系統的可靠性和性能。綜上所述，系統管理在SDCI接口中扮演著至關重要的角色。它不僅負責系統的配置與初始化、狀態監測與故障診斷，還涉及安全與權限管理以及軟件更新與維護等多個方面。這些功能共同保障了SDCI接口的高效、安全和穩定運行。9.系統管理(SM)329.1通則標準范圍本部分規定了用于小型傳感器和執行器的單點數字通信接口技術(SDCI)，該技術擴展了IEC61131-2的數字輸入和輸出接口，實現了點對點的通信連接。9.1通則技術用途SDCI技術主要用于傳輸參數到設備，并將設備中的診斷信息發送至自動化系統，特別適用于工廠自動化中的簡易傳感器和執行器。通信服務和協議本部分詳細規定了用于主站和設備單點數字通信接口(SDCI)的通信服務和協議，這些規定基于ISO/OSI參考模型的PL、DL和AL層。電磁兼容性標準還包括了電磁兼容性(EMC)的測試要求，確保設備在不同電磁環境下都能正常工作。不適用范圍9.1通則需要注意的是，本部分不包括整合了多點或多點連接的通信接口和系統，也不涉及將單點數字通信接口(SDCI)集成到更高等級的系統如現場總線。0102339.2主站SM在可編程序控制器（PLC）的標準GB/T15969.9-2021中，關于第9部分：用于小型傳感器和執行器的單點數字通信接口（SDCI）的規范，主站（SM）扮演著至關重要的角色。以下是對該部分內容的詳細解讀：9.2主站SM1.**主站的定義與功能**：9.2主站SM主站（SM）在SDCI系統中作為核心控制單元，負責管理和協調與各個從站（即傳感器和執行器）之間的通信。它具備數據處理、通信管理、錯誤檢測與恢復等功能，確保整個系統的穩定運行。9.2主站SM0102032.**通信協議與接口**：主站遵循特定的通信協議，該協議定義了數據格式、傳輸速率、錯誤處理等關鍵參數，以實現與從站之間的有效通信。接口方面，主站提供了標準化的物理和邏輯接口，支持多種類型的傳感器和執行器的連接。9.2主站SM3.**數據處理與傳輸**：01主站負責接收來自從站的數據，進行處理后根據控制邏輯發出相應的指令。02數據的傳輸過程中，主站會進行錯誤檢測和校正，確保數據的準確性和完整性。030102034.**系統配置與擴展性**：主站支持靈活的系統配置，可以根據實際需求添加或刪除從站設備。同時，主站的設計也考慮了擴展性，以適應未來可能出現的新型傳感器和執行器。9.2主站SM1235.**安全性與可靠性**：主站在設計過程中充分考慮了安全性和可靠性因素，采用了多種措施來防止數據泄露、篡改或丟失。此外，主站還具備故障自診斷和恢復功能，以確保系統的穩定運行。9.2主站SM349.3設備SM在《可編程序控制器第9部分：用于小型傳感器和執行器的單點數字通信接口（SDCI）GB/T15969.9-2021》標準中，關于設備SM（SlaveModule，從模塊）的規范是至關重要的。以下是對該部分內容的詳細解讀：9.3設備SM“9.3設備SM在SDCI系統中，設備SM扮演著關鍵角色，它能夠實現與小型傳感器和執行器的數字通信，從而實現對這些設備的監控和控制。設備SM是指與主站（Master）進行通信的從設備模塊，它負責接收和執行主站的指令，并返回相應的數據或狀態信息。1.**設備SM的定義與功能**：0102032.**通信接口與協議**：9.3設備SM設備SM需遵循標準中規定的通信接口和協議，以確保與主站之間的順暢通信。這包括物理層、數據鏈路層和應用層的規范，每一層都扮演著特定的角色，共同確保數據的準確傳輸和解析。設備SM需按照標準規定的數據格式進行數據的傳輸和接收。這包括數據的編碼方式、幀結構、校驗方法等，以確保數據的完整性和準確性。3.**數據傳輸與格式**：9.3設備SM9.3設備SM4.**電氣特性與安全性**：01設備SM的電氣特性需符合標準規定，包括供電電壓、電流消耗等參數。02同時，設備SM還需滿足相關的安全要求，如防雷擊、防靜電等保護措施，以確保系統的穩定運行和安全性。03設備SM的設計與實現需考慮與其他設備的互操作性和兼容性。02這意味著設備SM應能夠與其他符合SDCI標準的設備進行無縫連接和通信，從而實現系統的整體協同工作。03綜上所述，《可編程序控制器第9部分：用于小型傳感器和執行器的單點數字通信接口（SDCI）GB/T15969.9-2021》中關于設備SM的規范是確保SDCI系統正常運行和高效通信的關鍵所在。通過遵循這些規范，設備制造商和用戶能夠確保他們的設備在SDCI系統中具有良好的互操作性和穩定性。045.**互操作性與兼容性**：019.3設備SM3510設備10.1設備概述設備特點這些設備通常具有體積小、成本低、易于安裝和維護等特點，非常適用于工業自動化領域中的簡易控制系統。設備分類根據功能不同，設備可分為傳感器和執行器兩大類。傳感器主要用于檢測各種物理量或化學量，如溫度、壓力、流量等；而執行器則根據控制信號執行相應的動作，如開關閥門、調節速度等。設備定義本部分所指的設備是小型傳感器和執行器，它們通過單點數字通信接口（SDCI）與可編程序控制器（PLC）進行連接。030201設備應具備與PLC標準接口兼容的接口，以確保能夠順利連接并進行數據通信。接口兼容性設備的接口應具有良好的抗干擾能力和穩定性，以確保在惡劣的工業環境中仍能保持可靠的通信效果。接口性能設備接口應采取適當的保護措施，以防止因靜電、過電壓等外部因素造成的損壞。接口保護10.2設備接口要求10.3設備通信協議通信協議標準設備與PLC之間的通信應遵循GB/T15969.9-2021中規定的單點數字通信接口（SDCI）協議。數據格式通信速率通信數據應按照規定的格式進行編碼和解碼，以確保數據的正確性和完整性。設備與PLC之間的通信速率應根據實際應用需求進行設定，以滿足實時性和效率的要求。測試標準測試應包括接口兼容性測試、通信性能測試、抗干擾能力測試等多個方面。測試內容認證要求通過測試的設備應獲得相應的認證標志或證書，以證明其符合相關標準和要求。這有助于增強用戶對設備的信任度和市場競爭力。設備應通過符合國家或行業標準的測試，以驗證其性能和可靠性是否滿足要求。10.4設備測試與認證3610.1概述隨著工業自動化技術的不斷發展，小型傳感器和執行器在控制系統中的應用越來越廣泛。為了實現這些設備之間的高效、可靠通信，國家標準化管理委員會發布了《可編程序控制器第9部分：用于小型傳感器和執行器的單點數字通信接口（SDCI）GB/T15969.9-2021》標準。背景該標準的實施為小型傳感器和執行器提供了統一的通信接口規范，有助于簡化系統設計、降低開發成本，并提高設備的互操作性和可維護性。同時，它也推動了工業自動化領域的技術創新和產業升級。意義10.1.1標準背景與意義VS本標準規定了用于小型傳感器和執行器的單點數字通信接口技術（SDCI），包括通信服務和協議（依據ISO/OSI參考模型的PL、DL和AL）、電磁兼容性（EMC）測試要求等。它主要適用于工廠自動化中的簡易傳感器和執行器，特別是那些具有成本效益的微控制器。范圍本標準適用于單點數字通信接口（SDCI）的設計、開發、生產和應用。然而，它并不包括整合了多點或多點連接的通信接口和系統，也不涉及將SDCI集成到更高等級的系統（如現場總線）中。內容10.1.2標準內容與范圍實施本標準于2021年8月20日發布，并于2022年3月1日正式實施。自實施以來，它得到了廣大工業自動化廠商和用戶的積極響應和支持。影響通過實施本標準，工業自動化領域實現了小型傳感器和執行器通信接口的標準化和統一化，提高了設備的兼容性和互換性。這不僅降低了系統開發和維護的成本，還促進了新技術和新產品的推廣應用。同時，它也為企業參與國際競爭提供了有力的技術支持和保障。10.1.3標準實施與影響3710.2PD交換(PDE)PD交換的概念PD交換（PDE）是指在SDCI通信中，主站與設備之間進行數據交換的一個關鍵環節。它負責處理數據的傳輸和接收，確保信息的準確傳遞。10.2PD交換(PDE)PD交換的作用：1.數據傳輸：PD交換負責將主站的控制指令或查詢請求傳輸給設備，同時也將設備的狀態信息或響應數據傳回主站。10.2PD交換(PDE)2.數據同步：通過PD交換，可以確保主站與設備之間的數據保持同步，避免因數據傳輸延遲或丟失而導致的信息不一致。3.錯誤檢測與糾正在PD交換過程中，會對傳輸的數據進行錯誤檢測，如果發現錯誤，會采取相應的糾正措施，確保數據的準確性。10.2PD交換(PDE)2.設備響應：設備接收到請求后，根據請求類型進行相應的處理，并將處理結果或狀態信息通過SDCI接口傳回主站。PD交換的流程：1.主站發送請求：主站通過SDCI接口向設備發送數據請求或控制指令。10.2PD交換(PDE)0102033.數據校驗與確認主站接收到設備傳回的數據后，會進行校驗以確認數據的完整性和準確性。如果數據無誤，則完成一次PD交換。技術特點PD交換在SDCI通信中扮演著重要角色，它確保了主站與設備之間的高效、準確的數據交換。通過優化PD交換的流程和技術手段，可以進一步提高SDCI通信的穩定性和可靠性。10.2PD交換(PDE)3810.3參數管理器(PM)參數管理器負責存儲和管理可編程序控制器中使用的各種參數，包括系統參數、用戶參數等。參數存儲與管理它提供了一個標準化的接口，使得用戶可以方便地訪問和修改這些參數，從而實現對控制器行為的精確控制。提供接口參數管理器還負責確保參數數據的一致性和完整性，防止因參數錯誤而導致的系統異常。確保數據一致性功能與作用實現機制數據結構參數管理器內部使用特定的數據結構來組織和存儲參數，以便高效地進行查找、讀取和寫入操作。訪問控制錯誤處理為了確保系統的安全性，參數管理器通常實現了一定的訪問控制機制，只允許授權的用戶或程序訪問和修改參數。當發生參數錯誤或沖突時，參數管理器能夠提供相應的錯誤處理機制，如錯誤提示、參數回滾等。與人機界面的集成在一些高級的可編程序控制器中，參數管理器還與人機界面(HMI)集成，允許用戶通過圖形化界面直觀地查看和修改參數。與通信模塊的交互參數管理器通常與通信模塊緊密集成，以便通過單點數字通信接口(SDCI)接收和發送參數數據。與控制邏輯的協同控制邏輯會根據參數管理器中存儲的參數來調整控制策略，從而實現對執行器的精確控制。與其他模塊的關系數據備份與恢復為了防止數據丟失或損壞，參數管理器通常提供了數據備份和恢復功能。加密與驗證為了確保參數數據的安全性，一些高級的參數管理器還實現了數據加密和驗證功能，防止數據被篡改或竊取。安全性與可靠性考慮3910.4數據存儲(DS)定義與功能數據存儲（DS）是可編程序控制器（PLC）中用于保存程序、數據和配置信息的重要部分。存儲類型根據存儲內容和訪問方式的不同，數據存儲可分為多種類型，如程序存儲器、數據存儲器、配置存儲器等。存儲容量與擴展隨著控制需求的增加，數據存儲器的容量需相應擴大，可通過內置或外置存儲器進行擴展。數據存儲概述存儲器芯片技術為節省存儲空間和提高數據可靠性，可采用數據壓縮和冗余技術。數據壓縮與冗余技術存儲訪問控制技術通過合理的存儲訪問控制機制，確保數據的安全性和一致性。采用高性能的存儲器芯片，如FLASH、RAM等，實現數據的快速讀寫和長期保存。數據存儲技術將編寫好的控制程序保存在程序存儲器中，供PLC循環執行。程序保存與執行通過數據存儲器實時保存現場采集的數據，并進行必要的處理和分析。數據采集與處理將PLC的配置信息保存在配置存儲器中，方便用戶進行設備配置和調試。配置信息存儲與讀取數據存儲應用定期備份與恢復為防止數據丟失，應定期對數據存儲器進行備份，并在需要時進行恢復操作。存儲空間清理定期清理無用的數據和程序，釋放存儲空間，提高PLC的運行效率。存儲性能優化根據實際應用需求，合理調整數據存儲器的參數和配置，優化存儲性能。030201數據存儲維護與優化4010.5事件調度(ED)事件分類與定義在SDCI中，事件調度負責管理和處理各種通信事件。這些事件可能包括數據接收、發送、錯誤檢測、設備連接或斷開等。事件被明確分類，并賦予相應的優先級，以確保系統能夠及時響應關鍵事件。10.5事件調度(ED)事件隊列管理SDCI中的事件調度采用隊列管理機制。當事件發生時，它們被添加到事件隊列中，并按照優先級進行排序。事件調度器按照隊列的順序依次處理事件，確保高優先級的事件得到優先處理。事件處理流程對于每個事件，事件調度器都定義了一套完整的處理流程。這包括事件的識別、分類、排隊、處理以及后續操作。處理流程確保每個事件都得到妥善處理，并在必要時觸發相應的系統響應。實時性與可靠性在SDCI的標準中，事件調度被設計為具有高度的實時性和可靠性。它能夠在極短的時間內對事件作出響應，并確保在處理過程中不會丟失或誤處理任何事件。這對于確保整個通信系統的穩定性和性能至關重要。錯誤處理與恢復在事件調度過程中，如果檢測到錯誤或異常情況，SDCI會采取相應的錯誤處理措施。這可能包括錯誤日志記錄、系統告警、或者嘗試進行自動恢復等。通過這些措施，可以最大程度地減少因錯誤事件而對系統造成的影響。10.5事件調度(ED)4110.6設備特征單點數字通信支持小型傳感器和執行器之間的單點數字通信。接口標準化遵循GB/T15969.9-2021標準，確保不同設備間的兼容性。10.6.1通信接口能力優化數據傳輸效率，減少通信延遲。高效傳輸確保在傳輸過程中數據的完整性和準確性。數據完整性10.6.2數據傳輸特性廣泛適用性適用于多種類型的小型傳感器和執行器。標準化連接采用標準化連接方式，簡化設備安裝和維護。10.6.3設備兼容性抗干擾能力具備良好的電磁抗干擾能力，確保在復雜電磁環境中的穩定運行。EMC測試要求遵循標準中規定的電磁兼容性測試要求，確保設備性能達標。10.6.4電磁兼容性（EMC）4210.7設備設計規則和約束設備兼容性電氣特性設備的電氣特性，包括電壓、電流和功率等，必須滿足標準中規定的范圍，以保證設備的穩定運行和安全性。標準符合性設備必須符合GB/T15969.9-2021標準中規定的SDCI接口規范，以確保與其他標準設備的互操作性。通信協議設備應使用標準中規定的SDCI通信協議進行數據傳輸，以確保數據的準確性和可靠性。數據格式通信協議與數據格式設備發送和接收的數據應符合標準中定義的數據格式，包括數據長度、數據類型和數據結構等。0102VS設備應具備標準中規定的SDCI接口功能，如數字輸入/輸出、參數配置和診斷信息等。性能指標設備的性能指標，如響應時間、傳輸速度和通信距離等，應滿足標準中的要求，以保證設備的實際應用效果。功能要求設備功能與性能設備應采取必要的安全防護措施，如過流保護、過壓保護和防靜電等，以確保設備在運行過程中的安全性。安全防護設備應進行可靠性設計，包括使用高品質的材料和元器件、進行合理的電路設計和布局等，以提高設備的穩定性和可靠性。同時，設備應經過嚴格的測試和驗證，確保其在實際應用中的可靠性表現。可靠性設計安全性與可靠性4310.8IO設備描述(IODD)IODD的定義與作用：IODD，即IO設備描述，是對用于單點數字通信接口(SDCI)的IO設備進行詳細描述的數據結構。10.8IO設備描述(IODD)它提供了設備的所有必要信息，使得主站（如可編程控制器）能夠正確地識別、配置和控制該設備。IODD的內容：10.8IO設備描述(IODD)設備識別信息：包括設備型號、制造商、設備類別等，用于唯一標識一個設備。通信參數：定義了設備與主站之間的通信方式，如波特率、數據位、停止位等。設備功能描述詳細說明了設備的功能、輸入/輸出信號的類型和范圍、支持的命令集等。10.8IO設備描述(IODD)010203IODD的格式與編碼：IODD通常采用標準化的格式和編碼方式，以便于不同廠商的設備能夠互相兼容。常見的編碼方式包括XML或特定的二進制格式，這些格式能夠確保數據的完整性和可讀性。10.8IO設備描述(IODD)10.8IO設備描述(IODD)通過解析IODD，主站可以自動配置通信參數、識別設備功能，并根據需要發送相應的控制命令。在SDCI通信中，IODD起到了橋梁的作用，它使得主站能夠“理解”并正確控制連接在其上的小型傳感器和執行器。IODD在SDCI中的作用：0102034410.9設備診斷狀態監測可以實時監測連接設備的狀態，包括工作電壓、電流、溫度等關鍵參數，確保設備在正常工作范圍內。預防性維護提示基于設備運行數據和歷史故障模式，SDCI可以提供預防性維護的提示和建議，延長設備使用壽命。故障檢測與識別SDCI接口支持設備故障的檢測與識別，通過數字通信接口傳輸診斷信息，幫助用戶快速定位問題。設備診斷功能診斷信息通過SDCI接口實時傳輸，確保控制系統能夠迅速響應并處理潛在問題。實時性傳輸的診斷信息準確度高，能夠真實反映設備的實際運行狀態和故障情況。準確性在傳輸過程中，SDCI接口采用加密和校驗技術，確保診斷信息的安全性和完整性。安全性診斷信息傳輸01020301遠程故障處理通過SDCI接口，技術人員可以遠程訪問設備診斷信息，進行故障排查和處理，提高維護效率。故障處理與恢復02自動恢復機制對于一些可預測的故障模式，SDCI支持設備的自動恢復功能，減少人工干預的需要。03歷史數據分析設備診斷信息可存儲并分析，幫助用戶了解設備的歷史運行狀況，為未來的維護和升級提供參考。4510.10設備連接性10.10.1SDCI接口的設備連接總線連接多個傳感器和執行器可以通過SDCI接口連接到同一條總線上，再由總線與PLC進行通信，這種方式可以節省大量的電纜和接口資源，提高系統的可擴展性和維護性。無線通信對于需要遠距離傳輸或者移動設備的場景，可以通過在SDCI接口上添加無線通信模塊，實現傳感器和執行器與PLC之間的無線通信。直接連接傳感器和執行器可以通過SDCI接口直接連接到可編程序控制器（PLC）的I/O單元上，實現快速、簡單的數據傳輸和控制。030201調試工具PLC通常提供了一系列的調試工具，如監視器、診斷軟件等，用戶可以利用這些工具對SDCI接口的設備連接進行調試，檢查數據傳輸的正確性和實時性。配置方式用戶可以通過編程器對PLC進行配置，設置SDCI接口的參數（如波特率、數據位、停止位等），以確保傳感器和執行器能夠正確地與PLC進行通信。故障診斷當設備連接出現故障時，PLC的診斷軟件可以幫助用戶快速定位故障原因，如接口損壞、電纜斷路等，并提供相應的解決方案。10.10.2設備連接的配置與調試為了保證設備連接的安全，SDCI接口通常采用了電氣隔離技術，防止因電氣故障導致的設備損壞和人身傷害。電氣隔離10.10.3設備連接的安全與可靠性對于需要保密的數據傳輸，SDCI接口可以提供數據加密功能，確保數據在傳輸過程中不被竊取或篡改。數據加密為了提高設備連接的可靠性，SDCI接口可以采用冗余設計，如雙絞線、雙接口等，確保在單一故障發生時，系統仍能正常工作。同時，PLC還可以對接口狀態進行實時監測和報警，及時發現并處理潛在的安全隱患。冗余設計4611主站(Master)主站定義與功能在SDCI（單點數字通信接口）中，主站是指控制通信過程的設備，它負責發起通信請求并管理與其他設備（如傳感器和執行器）的數據交換。主站的主要功能是確保數據在通信鏈路上的正確傳輸，以及處理來自從站（傳感器或執行器）的響應。主站與從站的通信主站通過與從站之間的雙向通信來監控和控制從站的狀態。這包括發送指令到從站，接收從站的狀態信息，以及根據需要對從站進行調整。通信過程遵循預定的通信協議，以確保數據的完整性和準確性。11主站(Master)主站的接口要求為了實現與不同從站的有效通信，主站必須具備兼容的接口，能夠支持SDCI定義的數據格式和通信速率。此外，主站的接口還應具備足夠的靈活性和可擴展性，以適應未來可能出現的新型從站設備。主站的安全與可靠性在工業自動化環境中，主站的安全性和可靠性至關重要。因此，SDCI標準對主站的設計和實施提出了嚴格的要求，包括