4. 状态转换条件：各状态之间的合法转换路径、触发条件

SECS/GEM 设备状态机定义了设备从断电到生产运行全生命周期的合法状态序列。每个状态转换必须由明确的触发条件驱动，包括上电、初始化、操作员干预、通信建立与断开等。理解这些转换路径是设计合规设备模型和通过 GEM 功能验证的基础。

4.1 状态转换总览图

下图展示了 SECS/GEM 设备状态机的主要状态节点及其合法转换路径。箭头方向表示转换方向，箭头上的标签表示触发条件。

4.2 状态转换路径与触发条件详解

下表列出了所有合法状态转换路径、触发条件及典型场景。这是 GEM 功能验证中必须逐条测试的核心用例。

4.3 操作员干预引起的特殊转换

操作员干预是设备状态机中最重要的外部触发源之一。GEM 标准定义了三种操作员干预模式，每种模式对应不同的状态转换行为。

4.3.1 操作员干预模式对比

4.3.2 操作员干预状态转换流程

4.4 通信状态与设备状态的关联转换

SECS/GEM 协议中，通信状态（Communication State）与设备控制状态（Device Control State）是相互关联但独立的两组状态机。通信状态的转换会触发设备状态的相应变化。

4.4.1 通信状态定义

4.4.2 通信建立与断开时的状态转换

// 通信建立流程（状态转换伪代码）
Event: 设备上电
  State: NOT_POWERED -> POWER_ON
  Action: 启动通信服务，监听 TCP 端口

Event: Host 发起连接请求
  State: POWER_ON -> INIT
  Action: 发送 S1F13 (Establish Communications Request)
  
Event: Host 回复 S1F14 (Establish Communications Acknowledge)
  State: INIT -> READY
  Action: 设置通信状态为 COMMUNICATING
  Action: 发送 S1F1 (Are You There) 确认

// 通信断开流程
Event: 通信超时或链路断开
  State: READY/EXECUTING -> NOT_READY
  Action: 发送 S5F1 (Alarm Report) 报告通信丢失
  Action: 设置通信状态为 NOT_COMMUNICATING
  Action: 停止所有加工任务（安全停机）

4.5 状态转换验证清单

以下是 GEM 功能验证中必须覆盖的状态转换测试用例清单。建议在验证报告中逐条记录测试结果。

1. 上电验证： NOT_POWERED → POWER_ON → INIT → READY（正常路径）
2. 初始化失败验证： INIT → NOT_READY（模拟硬件故障）
3. 故障恢复验证： NOT_READY → READY（操作员复位）
4. 加工启动/完成验证： READY → EXECUTING → READY（完整加工周期）
5. 暂停/恢复验证： EXECUTING → PAUSED → EXECUTING（操作员干预）
6. 报警触发/清除验证： EXECUTING → ALARM → NOT_READY（异常处理）
7. 通信断开验证： 任意状态 → NOT_READY（模拟网络中断）
8. 脱机/联机验证： READY ↔ NOT_READY（操作员模式切换）
9. 非法转换拒绝验证： 尝试从 INIT 直接跳转到 EXECUTING，设备应拒绝

4.6 状态转换时序图

以下时序图展示了典型加工周期中设备状态与 SECS 消息的对应关系。