GB T 28475.1-2012 工业炉窑控制装置.第1部分：通用技术条件.pdf

1、ICS 25.040.40 N 10 gB 中华人民共和国国家标准GB/T 28475.1一2012工业炉窑控制装置第1部分:通用技术条件Microprocessor control equipment in industrial stove一Part 1 : General specification 2012-06-29发布中华人民共和国国家质量监督检验检菇总局中国国家标准化管理委员会2012-11-01实施发布GB/T 28475.1-2012 前言本部分按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。GB/T 28475(工业炉窑控制装置分为两部分:一-第1部分z通用技术条件;一一第2部

2、分z性能评定方法。本部分是GB/T28475的第1部分。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。本部分由负责起草单位:福建上润精密仪器有限公司。本部分参加起草单位z上海亚泰仪表有限公司、福州福光百特自动化设备有限公司、西南大学。本部分主要起草人:戈剑。本部分参加起草人:王子江、蔡铁强、张新国、张建成、黄伟、刘枫、祝培军、祁虔。I 1 范围工业炉窑控制装置第1部分:通用技术条件GB/T 28475.1-2012 GB/T 28475的本部分规定了各种工业炉窑控制装置(以下简称微控装置)的通用技术条件，包括术语和定义、分类和标记、要

3、求和标志、使用说明书、包装和贮存。本部分适用于各种工业炉窑的过程控制用微控装置。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/T 3047. 1 高度进制为20mm的面板、架和柜的基本尺寸系列GB/T 9813 微型计算机通用规范GB/T 9969工业产品使用说明书总则GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件GB/T 17626. 2 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验(GB/T17626. 22006， IEC 61000-4-2:2001 ,ID

4、T) GB/T 17626.3 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验(GB/T17626. 3 2006 ,IEC 61000-4-3 :2002 ,IDT) GB/T 17626.4 电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验(GB/T17626.4 2008 ,IEC 61000-4-4: 2004 , IDT) GB/T 22162 盘装和架装工业过程测量和控制仪表的盘面和开孔尺寸(GB/T221622008， IEC 60668: 1980 , IDT) 3 术语和定义下列术语和定义适用于GB/T28475的本部分。3. 1 工业炉窑控制装置microprocessor

5、 control equipment in industrial stove 以微处理器为核心，用于对工业炉窑例如加热炉、热处理炉、熔化炉(窑、池)、烧成炉(窑、干燥炉(窑)、电阻炉和工业锅炉等生产过程实现数据采集、数据处理、以及对生产过程进行监视和自动控制的专用装置，简称微控装置。3.2 显示晌应时间display response time 从操作人员输入显示命令起到显示规定内容所经历的全部时间。显示内容包括一个或一组数据，一幅图形。1 GB/T 28475.1-2012 3.3 传输时间transmission time 从操作人员输人命令到处理器接受信息所需时间。3.4 输出晌应时间o

6、utput response time 在过程输出通道中，从微处理器输出到过程输出通道的模拟量达到执行机构前端所需时间，或开关状态值达到规定状态所需时间。3.5 自保持功能self holding function 在微控装置主电源发生故障造成停机的情况下，过程输入通道采样值或过程输出通道的输出值在一定期间内保持停机前数值或保持某一值的功能，这一期间至少能使操作者能够按照控制工艺进行安全处理。4 分类和标记4. 1 规模微控装置的规模以组成闭环控制系统回路数或开环控制系统路数被划分为z单回路;双回路F多回路z八回路以下，以2为模;八回路以上，以4为模，即8、12、16、最多32回路。4.2 结

7、构模式4.2.1 概述微控装置结构形式分为仪表型和装置型两种。4.2.2 仪表型具有与调节仪表相同的外型结构、操作方式和显示方式的结构形式。比较适用于8回路以内的微控装置。仪表型结构的外型尺寸应符合GB/T22162的规定。4.2.3 装置型采用柜式、台式、嵌入式结构的微控装置。一般采用模块式组成方式，配备有一种或几种外部设备(例如，显示器、打印机等)。装置型结构的外形尺寸应符合GB/T3047.1的规定。5 要求5. 1 功能要求5. 1. 1 概述微控装置的硬件总体及适应配置的软件总体组成的系统应具有5.1. 25. 1. 11所规定的功能要求。GB/T 28475.1-2012 5. 1

8、.2 接受信息功能微控装置应具有下列信息的接受能力，接受信息的内容、类别、规模和信息接受方式由用户与制造商的协议确定。a) 接受被控工业炉窑生产过程的参数和运行状态等信息，可接受信息如下:一一模拟量信号:4mA20 mA DC信号或1V5 VDC信号;直流毫伏(例如热电偶)、电阻(例如热电阻)信号;0mAlO mA DC信号或oVlO V、OV5VDC信号F-一数字量信号:可接受接点的通断状态或电平高低状态的开关量信号和脉冲信号。b) 接受操作人员通过操作台或操作面板操作所发出的各种指令，修改各种调节参数、转换系数、设定值和运算系数等，执行启停命令、联机/脱机命令和执行显示、打印命令。接受操作

9、人员操作动作的传输时间不大于0.2So c) 接受操作人员通过编程器进行的程序修改或生成新程序的操作命令。5. 1.3 存储功能微控装置除应具有足够的存储程序和数据的存储容量外，还应具有存储可修改常数、系数和动态参数的存储容量，这些存储信息可以修改或调出(或按时序调出)。5. 1. 4 连接功能微控装置应具有根据用户与制造商的协议将信息输出到数字显示器或图形显示器、记录仪、打印机和其他外部设备的连接功能。5. 1.5 过程监视功能5. 1. 5. 1 概述微控装置对下列功能应根据用户与制造商的协议选择全部或部分，并确定报警的规模、范围、内容和形式，选择相应的显示方式。5. 1. 5. 2 报警

10、功能微控装置应具有下列报警功能z根据用户与制造商的协议，可对指定的任一路模拟量、数字量和中断输入处理后实现检测参数的上、下限越限报警，变化量越限报警、控制输出越限报警等。从出现报警信息到发出报警信号的响应时间不大于采样周期的二倍。5. 1. 5. 3 显示功能微控装置应具有下列显示功能，所需具体显示内容、方式和配置显示设备等由用户与制造商的协议确定。a) 模拟式或数字式指示或记录(打印)。可实现选点显示、分组或分批显示、自动巡回显示等方式。显示内容应包括所接受的全部参数、积算值、设定值、调节参数值、控制输出值、被控设备启停状态、本装置的状态和在运行中所需修改的各种常数、系数值、上限值、下限值、

11、实时时间值(至少时、分)等。单点显示的响应时间不大于5s，批量式图象显示的响应时间不大于30s , 宇符、图象保留时间不小于2S; b) 图形显示应包括流程图(或模拟图)显示、趋势显示等内容。显示的参数值采用法定单位制，除非另有规定，显示精确度不低于用户与制造商的协议要求，同一3 GB/T 28475.1-2012 参数有多个显示装置时，至少有一个显示装置要满足用户与制造商规定的精确度要求。5.1.5.4 事故记录和指示功能根据用户与制造商的协议，微控装置可具有对生产过程的事故进行实时、追忆或预报记录、指示功能。5. 1. 6 过程控制功能5. 1. 6. 1 控制方式微控装置应能实现直接数字

12、控制(DDC)和设定值监督控制(SPC)等控制方法。5. 1. 6. 2 基本控制算法根据用户与制造商的协议选择适应于被控制设备所需的具体功能应组成所需的控制系统，例如炉膛压力，燃料压力，炉膛温度等控制，可实现下列基本算法za) 比例，积分和微分(PID)三作用控制算法及其变形(例如微分先行，积分分离，带死区等)算法pb) 串级控制;c) 单交叉或双交叉燃烧控制，尾气氧量校正控制pd) 比值控制;e) 前馈控制zf) 选择性控制和超驰控制pg) 约束控制;h) 纯滞后补偿;i) 程序控制等。对于单回路控制系统，要求比例带范围不小于1%到1000%，比例带标度误差小于土10%;再调时间范围不小于

13、1s3 600 s，再调时间标度误差小于土10%;预调时间范围不小于os3 600 s，预调时间标度误差小于土20%;控制静差不大于相应模拟量输入通道基本误差限的二倍，比例作用高频截止频率不低于0.5Hz o 5. 1.6.3 控制输出功能微控装置应具有将控制算法的结果输出作用到各执行器的功能。控制输出精确度不低于用户与制造商的协议规定的指标，在微控装置主机发生故障或控制输出在脱机状态下，可对执行器进行遥控，即在控制输出系统中应具有后备操作。联机，脱机双向切换元扰动。控制输出可以是模拟量或数字量，也可以是位置型或增量型。5. 1. 6. 4 联锁在生产过程中发生危及安全的异常情况下，具有安全联

14、锁功能(例如，切断燃料等)。5. 1. 7 数据处理功能4 微控装置可以具有下列基本数据处理功能，根据用户与制造商的协议也可具有其他数据处理能力。a) 输入信号预处理功能，例如纠错、数字滤波等;b) 输入信号的线性化处理，例如节流阀里的开方计算，热电偶、热电阻的非线性校正，氧化铺的非线性校正等;GB/T 28475.1-2012 c) 转换运算和补偿校正运算，例如输入信号的工程化处理、热电偶冷端补偿、低流量校正、高低流量分程计算等。根据工业炉窑控制要求，可实现有关处理，包括加热材料传热计算、热分布、热应力计算、加热料炉内停留时间、加热件跟踪、热效率计算。5. 1.8 自诊断功能微控装置应具有对

15、硬件和软件故障进行自诊断功能，自诊断功能的范围及深度由用户与制造商的协议确定，但下列诊断内容必须具备:a) 电源系统的故障;b) 生产过程信息采集系统(可不区别是采样装置或是变送器)的故障;c) 运行程序死循环。诊断后能发出诊断信息，死循环后能自动恢复。5. 1. 9 掉电保护功能微控装置应具有在电源系统发生停电时能保护必要数据的功能，重新供电时应能自动恢复正常工作且各控制输出保持在正常值或安全值(若有这种要求)。5. 1. 10 实时时钟微控装置应具有内部定时功能，定时精度不低于0.1%，也可具有实时时钟信息的设置、运行和显示功能。5. 1. 11 二次开发功能装置型微控装置可以具有为用户提

16、供二次开发功能，选择下列开发能力的全部或部分za) 模拟流程图的编辑生成;b) 报表编辑生成;c) 程序编辑生成或应用程序组态。5.2 技术性能要求5.2. 1 概述本条款所规定的技术性能仅限于微控装置与生产过程连接的部分(如输入输出通道等)，有关主机、存储器、外部设备等的技术性能以满足本标准其他有关条款要求为准，除非另有用户与制造商的协议要求，制造厂可按GB/T9813制定具体产品技术条件。5.2.2 过程输入/输出通道通用技术性能过程输入/输出通道应具有下列通用技术性能za) 对地隔离的过程输人/输出通道的对地绝缘电阻不小于20MO; b) 对地隔离的过程输入/输出通道的对地绝缘强度应能承

17、受不小于频率为50Hz、电压有效值为500 V的正弦交流电压，历时1min的绝缘强度试验，要求元击穿，无飞弧;c) 任何一路的过程输入/输出通道都能正确的寻址;d) 对地非隔离过程输人/输出通道，在额定输人电压下能正常工作并具有承受额定输入电压二倍的过压能力或承担不超过通道电源电压值的过压能力。5 GB/T 28475.1-2012 5.2.3 模拟量输入通道5.2.3. 1 输入阻抗a) 电压输入的模拟量输入通道输入阻抗不小于250kO; b) 电流输入的模拟量输入通道的输入阻抗，对于omA10 mA信号制，输入阻抗不大于5000，对于4mA20 mA信号制，输入阻抗不大于2500;c) 毫

18、伏输人信号的模拟量输入阻抗可另定规定。5.2.3.2 准确度等级准确度等级为o.1级、0.2级、0.5级、1.0级。5.2.3.3 温度稳定性在工作温度范围内，环境温度变化影响，每10.C下限值变化和量程变化都不大于基本误差限绝对值。5.2.3.4 采样周期最小采样周期一般可设定在0.281.0 80 5.2.3.5 抗干扰能力对地绝缘的模拟量输入通道，交流共模抑制比不小于60dB(干扰量有效值250V AC，频率为50 Hz，相位为00 3600)。直流共模抑制比不小于120dB , (干扰量为50V DC或输人信号量的1 000倍，两者中取较小值)。串模抑制比不小于60dB(干扰量的有效值

19、是使对应输出值或显示值变化为输出量程的0.5%，频率50Hz，干扰电压相位0036005.2.4 模拟量输出通道5.2.4. 1 输出量负载能力a) 电流输出的模拟量通道的负载阻抗:对于4mA20 mA信号制为o0350 0;对于omA 10 mA信号制为okO1. 5 kO; b) 电压输出的模拟量输出通道的负载阻抗:对于对于oV5 V、oV10 V , l V5 V信号制，负载阻抗不大于250k口。在允许负载阻抗范围内，输出变化量不大于基本误差限绝对值的20%。5.2.4.2 准确度等级准确度等级为0.1级、0.5级、1.0级、1.5级，2.0级。5.2.4.3 输出晌应时间输出响应时间不

20、大于28 0 5.2.4.4 模拟量输出的抗共模干扰能力模拟量输出的抗共模干扰能力由双方协商。6 5.2.4.5 自保持功能应具有自保持功能。5.2.4.6 增量型或位置型可选用增量型或位置型。5.2.5 数字量输入通道GB/T 28475.1-2012 a) 接点型输入的数字量通道断状态的接点电阻大于5Mn，通状态的接点电阻小于1n，耐压不低于250V; b) 电平型数字量输入通道的高低电平值，须明确规定;c) 最小采样时间不大于0.2S; d) 具有自保持功能。5.2.6 数字量输出通道a) 接点型输出的数字量输出通道断状态的接点电阻大于1Mn，通状态的接点电阻小于1 n，接点容量不小于0

21、.5A，接点耐压不低于500V; b) 电平型数字量输出通道的高低电平值，须明确规定;c) 具有自保持功能。5.2.7 中断输入通道应具有规定的中断功能，包括响应中断、禁止中断、多重中断、中断恢复等功能。具体要求及中断级别由用户与制造商的协议确定。5.2.8 其他设备微控装置采用的通用设备的技术性能按其技术条件确定。5.3 外观a) 微控装置表面不应有明显的伤痕，脱落，变形，污染，锈蚀和涂复不匀;b) 固定零部件不应松动，可动部件(包括开关，按钮，键，机柜门，抽屉等)应能操作灵活，可靠，动作结束，应能保证定位或复位。5.4 绝缘电阻和绝缘强度微控装置应符合下列要求:a) 逻辑地，交流地，保护地

22、隔离情况下，任何两地间的电阻值应不低于10n; b) 交流电掠端子与机壳之间绝缘电阻不小于60Mn; c) 交流电源端子与机壳之间承受50Hz, l 500 V(极效值的交流电压，历时1min，应元击穿和飞弧现象。5.5 电源基本要求a) 对于交流供电的微控装置，应能在交流电压公称变化+10%、-15%，50土1Hz条件下应能正常工作pb) 对于直流供电的微控装置，在直流电压公称变化士5%条件下应能正常工作。施加反相供电电GB/T 28475.1-2012 压时，装置不受损坏;c) 在上述两种供电电压范围内，微控装置的输出值变化，测量下限值变化，量程的变化，切换值的变化，设定值变化，静差变化小

23、于相应基本误差限绝对值;d) 微控装置应能承受下列电源畸变影响:能承受能量为0.1J，幅度为电源的100%, 200% ，500%的电源瞬时过压E一能承受电源中断50ms的影响;一一能承受电源额定值75%维持5s的电源低降影响。在上述电源畸变影响下，应符合5.1要求，且输出值、显示值和静差变化都不超过基本误差限的绝对值。5.6 环境适应性要求5.6. 1 气候环境a) 工作气候条件:环境温度5.C40 .C，相对湿度5%95%，温度变化率不大于土5.C/h。在工作温度条件下，微控装置应能正常工作，保持应有功能，环境温度变化士10.C，微控装置的有关下限值变化、量程变化、切换值变化、静差变化和输

24、出值变化都小于相应基本误差限绝对值的:f:20%;b)储存运输气候条件z环境温度25 .C 55 .C，相对湿度5%95%，温度变化率不大于:f: 10 .C/h。在储存运输气候条件试验后，装置符合5.1和5.2的要求。5.6.2 大气压力微控装置能在86kPa106 kPa大气压力条件下正常工作。5.6.3 振动环境微控装置应能承受下列规定的试验:振动试验频率取10Hz55 Hz，l.移幅值取0.075mm，试验按互相垂直三个方向(其中一个为铅垂方向)，分三个阶段进行试验za) 寻找初始谐振阶段:在规定频率范围内，按0.5倍频率/min进行扫描，记录机械谐振点;b) 耐振性试验阶段:按机械谐

25、振频率(当元谐振点时，取频率范围上限值)承受60min的耐振动试验;c) 寻找最终谐振阶段:按寻找初始谐振阶段相同方法进行试验。试验中及试验后，微控装置应元机械损坏和松动现象。试验前后输出值、显示和静差的变化量不得超过基本误差限绝对值。对于装置型微控装置，可根据用户与制造商的协议对主要部件进行试验。5.6.4 冲击适应性微控装置能承受下列规定的试验:冲击速度300m/s，脉冲(半正弦波)持续时间11ms:!:2 ms，轴向垂直于水平面，总冲击次数3次，冲击后应达到机械件元破裂、无明显变形、电气部件无明显位移和松脱现象。试验后，装置符合5.1和5.2的要求。5.6.5 碰撞适应性微控装置在包装条

26、件下能承受下列规定的试验:8 GB/T 28475.1-2012 峰值加速度100m/s2，脉冲持续时间16ms，每个轴向碰撞次数1000次士10次，碰撞试验后包装元损坏，且符合5.1和5.2的要求。5.6.6 跌落适应性微控装置在包装条件下，装置能承受表I所到跌落高度试验，跌落次数二次。跌落后，应能达到包装无损坏、装置无机械损伤，符合5.1和5.2要求。表1跌落适应性检验包装件重量/kg跌落高度/mm50 50 5.6.7 腐蚀性气体适应性除非另有用户与制造商的协议，微控装置不宜在腐蚀性气体环境中工作，对环境中的硫化氢，氨，二氧化硫等含量均应限定在0.1X 10-6以下。5.6.8 尘埃环境

27、适应性微控装置能适应尘埃不高于5mg/m3 (重量法)的环境。5.6.9 防爆环境适应性除非另有用户与制造商的协议，微控装置不宜在有爆炸危险的环境下使用。5.6. 10 磁场干扰适应性微控装置于400A/m, 50 Hz，磁场强度和最不利的磁场方向和相位情况下工作。装置符合5.1和5.2的要求。5.6. 11 电磁兼容性5. 6. 11. 1 静电放电微控装置静电放电的性能等级的判定和限值应符合GB/T17626. 2的规定。5.6. 11. 2 射频电磁场辐射微控装置射频电磁场辐射的性能等级的判定和限值应符合GB/T17626.3的规定。5.6. 11. 3 电快速瞬变脉冲群微控装置电快速瞬

28、变脉冲群的性能等级的判定和限值应符合GB/T17626.4的规定。5.6. 11.4 浪涌微控装置电压浪涌性能等级的判定和限值应符合GB/T17626.4的规定。9 GB/T 28475.1-2012 5. 7 可靠性微控装置的可靠性验证采用平均无故障时间(MTBF)作为衡量指标。可接受的MTBF值对于仪表型不得低于8000 h，对于装置型不得低于4000 ho 6 标志、使用说明书、包装和贮存6. 1 标志6. 1. 1 概述包装箱外应标有商品标志和贮运指示标志。6. 1. 2 商晶标志商品标志一般包括:a) 产品型号、名称、规格及数量;b) 箱号;c) 箱件最大外形尺寸(长宽高)mm;d)

29、 净重和毛重Ckg); e) 制造厂名称。6. 1. 3 贮运标志贮运标志包括小心轻放，向上等。6.2 使用说明书微控装置使用说明书的编写应符合GB/T9969的规定。6.3 包装装箱运输的控制装置，应连同装箱单规定的成套附件，按GB/T13384规定进行包装。6.4 贮存贮运条件:温度ooC40 oC，湿度不大于85%，元易燃、易爆及腐蚀性气体，无强烈振动、冲击、强磁场、鼠害。储存期不超过半年，超期需重新进行出厂检验。贮存过程中不允许经受风、雨和其他流体物质的淋袭，不允许在包装箱上重压和造成机械损伤。10 NFON-dh叮NH白。国华人民共和国家标准工业炉窑控制装置第1部分:通用技术条件GB

30、/T 28475. 1-2012 中争毒中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号(100013)北京市西城区三里河北街16号(100045)网址总编室:(010)64275323发行中心:(010)51780235读者服务部:(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销* 开本880X 1230 1/16 印张1字数21千字2012年11月第一版2012年11月第一次印刷* 书号:155066 1-45791 18.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68510107定价GB/T 28475.1-2012 打印日期:2012年12月18日F008AOO