GB/T36414-2018
工业过程测量和控制仪表容错性能技术规范
Processmeasurementandcontroldevice—Specificationforevaluatinginstrumentsfaulttoleranceperformance
- 中国标准分类号（CCS）N11
- 国际标准分类号（ICS）25.040.40
- 实施日期2019-01-01
- 文件格式PDF
- 文本页数19页
- 文件大小1.57M
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工业过程测量和控制仪表容错性能技术规范
国家标准 GB/T36414一2018 工业过程测量和控制 仪表容错性能技术规范 Processmeasureentandcontroldevice一 Specificationforevaluatinginstrummentsfaulttoleraneeperformance 2018-06-07发布 2019-01-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/36414一2018 目 次 前言 范围 2 规范性引用文件 术语和定义 分类 4.1概述 4.2按容错的形式分类 4.3按容错的内容分类 4.4按容错措施的载体分类 技术要求 5.1缺省状态 5.2预防型容错 5.3警示型容错 5.4承受型容错 5.5纠错型容错 试验方法 6.1概述 6.2预防型容错 6.3警示型容错 6.4承受型容错 6.5纠错型容错 评价报告 附录A(资料性附录)容错措施简介 附录B(资料性附录特殊环境下承受型容错 l3 参考文献 16
GB/36414一2018 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
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这些专利的责任
本标准由机械工业联合会提出 本标准由全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会(SAC/TC124)归口
本标准由上海工业自动化仪表研究院有限公司负责起草
本标准参加起草单位:北京广利核系统工程有限公司、北京瑞普三元计装科技有限公司、福建顺昌 虹润精密仪器有限公司、上海威尔泰工业自动化股份有限公司、浙江中控自动化仪表有限公司、上海自 动化仪表有限公司、上海理工大学、西南大学
本标准主要起草人;范铠、江国进、白涛、李振中,陈志扬、李程生、陈宇、倪敏、王亚刚、周雪莲,王骏 李明华、苏杏丽、孙永滨、孟广国、梁中起、龙威、赵勇、吕秀红、刘春明
GB/36414一2018 工业过程测量和控制 仪表容错性能技术规范 范围 本标准规定了工业过程测量和控制仪表误使用容错的术语、分类、技术要求、试验方法和评价报告
本标准适用于工业过程测量和控制仪表误使用容错性能的评价
注，容错具有广泛的含义,本标准中容错仅限于3.3定义的误使用容错
特别指出,本标准不包括在仪表部分模块 故障下继续保持运行结果正确的那种容错,也不包括涉及安全相关的那些容错
涉及电器安全、防爆安全,功 能安全等各种安全内容时可执行对应的安全标准
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/T18271.1一2017过程测量和控制装置通用性能评定方法和程序第1部分:总则 GB/T18271.4过程测量和控制装置通用性能评定方法和程序第4部分;评定报告的内容 术语和定义 GB/T18271.l一2017界定的以及下列术语和定义适用于本文件
3.1 可合理预见的误使用reasonablyforeseeablemisuse 由容易预见的人的行为所引起的,未按供方提供的方式对产品和/或系统的使用
[GB/T20002.4一2015,定义3.7] 3.2 持续性故障persistentfawlt 除非通过某些干预来排除故障,否则故障将依旧存在
注术语“干预”可以是修改或维修
[GB/T2900.99一2016叮,定义192-04-04] 3.3 误使用容错faulttoleraneeofmisuse 发生可合理预见的误使用时,设备仍能执行规定的部分功能,或不会引起设备的持续性故障
3.4 故障插入faultinsertion 对设备的软硬件引人实际故障,检测设备在故障作用下的行为状态是否符合容错设计要求,从而对 容错机制或性能进行评价
3.5 防护措施proteetie 1easure 消除危险或降低风险的行动或手段
GB/T36414一2018 示例:固有安全设计;防护装置;个体防护装备;使用和安装信息;工作安排;培训;设备应用;监督
注;改写GB/T20002.!一2015,定义3.13
3.6 预防型容错nmisusepreventive 避免误使用发生的防护措施
3.7 警示型容错misuseprecaution 对合理预见的误使用状态所采取的提醒防护措施
通常在难以采用预防型容错时采取的预防 措施
示例1对“确定错"的状态给予“警告(或warning)"警示,并禁止对设备作瞥示所示的改动
示例2;对“确定错”与“确定对”之间的“不确定”状态给予“注意(或Caution)”警示,在人工对警示内容做出许可判断 后,才允许实施警示所示对设备的改动 3.8 承受型容错misusesufferable 对部分硬件类误使用采取的预防措施,包括:各种类型接线错误、施加的输人高出或低于规范要求、 施加的负载过重或过轻等
3.9 纠错型容错misusecorreetie 能够发现误使用,并自动或人工辅助予以纠正的预防措施
3.10 设备deviee 按本标准要求设计、制造和试验的仪表对象
3.11 工位号tag 设备的可设置信息,用于标示设备在系统中的角色
3.12 运行模式operatingmode 可选的设备运行方式
注:常见的运行模式有:在线运行模式、离线设置模式、在线设置模式等
3.13 误使用misuse 人为失误hummanerron 人做或漏做的行为与想要做或要求做行为之间的差异
示例;执行了不正确的操作,遗漏了要求的操作,计算错误,误数数据
[IEC60050-192:2015时,定义192-03-1门 分类 4.1概述 误使用容错(以下简称“容错”)的设计目标趋向是;限制轻微误使用对设备造成的损坏,允许在误使 用时设备性能下降或暂停工作,但重新正确操作或重新上电后设备恢复正常运行
容错要求的目标是;除了自然灾害,人为破坏和严重超出设备许可范围的使用外，一般误使用不引 起设备持续性故障
GB/36414一2018 容错是正在发展中的由制造者按技术偏好选择采用的技术,本标准仅涉及了其中一部分内容
附 录A对一些容错措施做了简介,附录B对特殊环境下承受型容错的试验方法做了简介
对于容错可以按以下方式进行分类 4.2按容错的形式分类 按容错的形式可分为;预防型容错、警示型容错,承受型容错、纠错型容错
预防型容错是指避免错误发生的措施,也称为“本征容错”或“固有容错”技术
警示型容错是针对“确定错”与“确定对”之间的“不确定”状态所采取的预防措施;或在难以采用预 防型容错时采取的预防措施
常见的硬件警示型容错措施主要指安全相关内容的警示,软件警示型容 错措施有;在改变某些重要参数时,跳出警示文字,请求确认后方可改变设置
承受型容错是针对可能导致设备承受额外的机械应力电学应力热学应力或其他应力所采取的 措施
纠错型容错指能够发现误使用并予以纠正的措施
本标准按容错的形式展开评价
设计制造者不同的使用者和第3方评价者对容错功能的要求、偏好和感受是不完全相同的,因此 容错的评价分为客观评价和主观评价两方面 4.3按容错的内容分类 按容错的内容可分为;硬件容错、软件容错、通信容错
硬件性容错是针对涉及设备机械,电子电'气方而硬件性误使用的，一般具有独立性,即一项容错与 其他容错项目的关联较少
硬件性容错又分为“规范内容错”和“超规范容错”
“超规范容错”指使用环 境超出了设备规范指定的范围，主要采取承受型容错措施应对
软件性容错是涉及设备设置、组态方面内容的误使用
软件性容错分为输人相关类容错和非输人 相关类容错,它们往往具有相关性,或者说一个量有时需要满足多个会变化的限制条件
应对软件性容 错最多采用的是警示型容错措施
示例:先输人的变量r满足规定的范围,后输人的变量y也满足规定的范围(或者收到一个测量输人y),但是y导 致
的允许范围发生变化,使先前
的输人出错
注，设备制造商可以按自己的技术能力和偏好选择动态地修改瞥示型容错的范围,或采用固定警示范围另行通报 相关变量的警示信息
通信性容错针对由通信引发的差错,这类错误不完全是人为误使用,也可以是操作过程中环境的意 外变化导致错误的发生
4.4按容错措施的载体分类 按容错措施的载体可分为;设备本体容错,组态工具辅助容错
设备本体容错指容错措施安装在设备内部
组态工具辅助容错指借助智能设备使用中不可分割的组态装置(系统主机组态软件、现场手持操作 终端 HHT)实施容错
5 技术要求 5.1缺省状态 5.1.1 出厂缺省状态 设备出厂开机的缺省状态,应展示设备名称所表达的设备基本功能,并假定网络处于单节点状态
GB/T36414一2018 应置位“状态变化”警示标志;所有需要进行的设置,宜在设备人机界面或组态工具的引导下逐步展开
注:关于状态变化警示,见5.3.5
5.1.2其他缺省设置 缺省值由设备制造商按自己的规定方式确定,当没有规定方式时,宜采用保守的参数作为缺省值
对于会影响设备的输出量值、报警后状态及其他可能产生严重后果的设置,其缺省值应以特别醒目的方 式标出
所有缺省状态的规定都应在相应的设备描述文件(包括纸质文件和电子文件,尤其是电子文档 的库文件)中明确描述
示例 量程上限,量程下限关系到输出量值;高输出报警,低输出报警关系到出现报警情况后的输出值;这些缺省设置值需 要特别醒目地标出
5.2预防型容错 5.2.1预防接线错误 对因误接而可能导致设备发生持续性故障的情况,应采取有效避免接错的措施 以下是部分可以预防接线错误的措施 设备内使用互不相同的接插件,避免相互交错插错; a) b 接插件,电路板采用非对称或特殊设计,避免插反 c 采用带边框限位的接插件,避免错位接插; 带线缆的接插件采用不同的长度,使接插件不足以插到错误的位置,避免插错 d 不同的电路板采用不同的形状、尺寸或设置特定的定位措施,避免电路板放错位置; e 设置锁紧装置,防止意外移动或松脱等
5.2.2预防电源极性错误 对于直流供电设备可以采取预防电源极性错误的措施 采用机械方法,预防接线错误,方法见5.2.1; a 接错极性后使设备不工作,电源指示不显示; b c 无论极性如何连接使设备都能工作
5.2.3预防软件错误 以下是部分可以预防软件错误的措施: a) 禁止错误的数据类型输人; b) 禁止超限的数据输人; 不响应错误的按键; e' d 分层次设置密码 e 禁止非法操作等
5.3警示型容错 5.3.1安全相关内容的警示 设备安装、使用过程中涉及安全的相关方面,设备应按有关安全法规规定设置安全标志
例如涉 及;电气、激光、微波、防爆等安全内容
5.3.2安装接线的警示 对电气安全、防爆安全或其他安全有要求的产品,应按照相关规定的要求提供明显的安装接线警示
GB/36414一2018 标志
5.3.3设备本体操作的警示 设备应具有一定的自诊断能力,当设备自身诊断出发生接线错误接线脱落、输人信息错误(或其他 人机界面错误),输人过范围、输出过载,通信错误或其他误使用时,设备应尽可能地以声,光、文字等形 式给出警示信息
设备的支持文件(操作手册、帮助文件等)应给出警示形式与警示含义的对照表
5.3.4组态工具操作的警示 设备自身诊断出发生误使用时,除可以在设备自身发出警示外,也可以借助通信和组态工具发出更 加详细的文字、图形警示信息;同时给出详细的警示形式与警示含义的对照表
对于通过通信网络实施组态的工具,还需要检查是否具有通信错误的警示 5.3.5状态变化的警示 现场设备由于本地或组态工具的组态,实际工作状态发生变化,如果控制系统没有感知到现场设备 状态的变化就会发生系统与现场的状态信息不兼容,使系统处于风险之下 为保证系统与现场的状态信息一致 在现场仪表方面需要: a 当设备的工位号发生变化时,应在设备本机的人机界面、手持操作器和控制系统界面显示 明显的状态变化警示信息
本机的人机界面、手持操作器和控制系统都可以手动清除本 地的工位号变化警示信息
当设备被本机的人机界面或手持操作器做过测量相关的设置操作后,应在设备内部设置 状态变化标志,并在人机界面或手持操作器界面上显示明显的警示信息;只允许来自控制 系统操作指令清除该警示信息 当设备处于运行状态.如果所进行的在线组态操作可能引起设备的运行输出产生大的变 化(例如改变了模拟输出的量程),应在设置下载前给予明显的警示
在系统仪表方面需要 b 当设备被现场设备的状态变化警示标志置位后,在控制系统界面应显示明显的警示信息,控制 系统在确认对状态变化的处置后,可以手动清除该警示信息
5.4承受型容错 5.4.1动力接口的承受限 除非制造商另有规定,设备的电源、气源等动力输人、输出接口,对超标称值的连接应具有一定容忍 能力 当标称值以固定数值表达时:动力接口应具有2倍的超标称值承受能力,及标称值90%的欠 a 标称值容忍能力; b 当标称值以一个范围表达时;动力接口应具有范围上限1.2倍的超标称值承受能力,及范围下 限90%的欠标称值容忍能力
注;“承受”指受试设备不发生损坏,但不一定继续工作
“容忍”指受试设备仍可以工作
5.4.2电信号接口的承受限 除非制造商另有规定,设备的电信号输人、输出接口,对超标称值的连接应具有标称值3倍的承受 能力,对欠标称值连接应具有标称值90%的容忍能力
GB/T36414一2018 由于仪表输人、输出接口的多样性,具体产品宜根据实际情况给出详细的接口的承受限规定
5.4.3非电量的承受限 制造商宜明确申明设备的被测非电量(如;压力、力、距离等)输人、辅助动力源(如压缩空气)、机械 安装等接口对超标称值的连接和对欠标称值连接所具有的容忍能力
对安装方式、安装应力敏感的设备,制造商宜明确申明安装方式和安装力矩,并留有适当的上下 裕度
5.5纠错型容错 5.5.1通信的容错 设备应能够识别出通信过程的错误(可能是通信失败或传输数据出错),通过重发实现纠错
5.5.2人工纠错 在自动纠错难以实现的场合,也可以采取人工辅助纠错,例如: 当设备由于意外出现故障时,可以通过重新启动恢复运行 a b)当设备由于错乱的组态,或下载数据时意外断电等,导致无法通过重新启动恢复运行时,可以 通过恢复到出厂状态来复原设备
“恢复到出厂状态”,应将测量相关.校准相关,通信相关的所有数据恢复到出厂缺省状态,而管理相 关、应用相关的数据可以保持不变,同时应设置状态变化警示
试验方法 6 6.1概述 试验的环境条件应符合GB/T18271.12017中6.1的规定,电源应符合GB/T18271.12017中 6.2的规定 容错功能大部分是由设备的设计决定的,除少量承受型容错性能外,大部分容错功能不随时间变 化
因此受试样机的获取,可以采用抽样或送样
6.2预防型容错 6.2.1预防接线错误 采用目视和实际操作结合的方式对受试样机进行检查
6.2.2预防电源极性错误 对具有预防电源反接功能的受试样机进行试验
首先将电源按正确接达连接,通电后观察受试样 机的表现;然后将电源反接,通电后观察受试样机的表现;最后恢复电源的正确连接,通电后观察受试样 机的表现;记录各次通电的表现
6.2.3预防软件错误 受试样机通电后,在它的在线运行模式、离线设置模式,在线设置模式下,分别采取;随机按任意键 同时按多键等人为插人误使用的方法,观察并记录受试样机的表现
对于设置了访问口令的环节,采取随意输人方式插人错误密码,检查是否可轻易突破防线
本项目的其他检查可以结合6.3的试验进行
GB/36414一2018 6.3警示型容错 6.3.1安全相关内容的警示 对照相关安全法规的要求,采用目视方法检查受试样机是否符合规定
6.3.2安装接线的警示 对照相关安全法规的要求,采用目视方法检查受试样机的安装接线警示标志是否符合规定
6.3.3设备本体操作的警示 对罗列了警示性容错项目列表的受试样机,按列表逐项对照支持文件(操作手册、帮助文件等)给出 的警示形式与警示含义进行检查
对未罗列警示性容错项目列表,但制造企业声称具有容错能力的受试样机,按照:接线错误、输人信 息错误(或其他人机界面错误入输人过范围、输出过载、通信错误,其他错误的顺序,逐项检查是否具有 容错能力,并记录警示的形式或内容
6.3.4组态工具操作的警示 使用受试样机规定的组态工具,按照6.3.3的方法检查组态工具警示的项目和显示的警示内容
对于通过通信网络实施组态的组态工具,通过;延长通信对话过程、终止通信,在通信信道上安装额 外的通信装置,人为插人干扰(包括额外对象的通信、或电磁干扰),检查受试样机是否具有通信失败的 警示及警示的形式和内容
6.3.5状态变化的警示 按5.3.5要求,对受试现场设备样机人为设置1)、2),3)3项状态变化,检查并记录是否具有警示、警 示的形式和内容,能否清除警示标志
对受试系统设备样机按3)要求,人为设置试现场设备的状态,并 进行检查
6.4承受型容错 6.4.1动力接口的承受限 应按以下步骤进行试验 首先对受试样机施加正常(或额定)应力,检测和记录受试样机的主要性能
然后分别施加需 a 要检验的额外应力,达到允许的上限,检测和记录受试样机的主要性能
第3步撒除所施加的 额外应力,恢复到正常(或额定)应力,再次检测和记录受试样机的主要性能
每次测量前,受 试样机在试验应力下保持制造商规定的承受时间,如果制造商未规定承受时间,则保持5minm 或设备指定的预热时间(取较长的时间值 施加额外应力时,受试样机的测量值与初始测量值的差应小于基本误差(或允差)的5倍,或量 程的10%,取较小值).
撒除额外应力后,受试样机的测量值与初始测量值的差应小于基本误差(或允差
6.4.2电信号接口的承受限 对输人端受试样机全程在设备通电情况下进行试验
对输出端,向接口施加应力时应先关闭受试 样机的电源
应按以下步骤进行试验 首先对受试样机施加正常(或额定)应力,记录受试样机的测量值
然后分别施加需要检验的 a
GB/T36414一2018 额外应力,达到允许的上限;对输人端的试验,观察受试样机的表现
第3步撤除所施加的额 外应力,恢复到正常(或额定)应力,再次记录受试样机的测量值
每一步受试样机在试验应力 下保持制造商规定的承受时间,如果制造商未规定承受时间,则保持5min或设备指定的预热 时间(取较长的时间值) b) 输人端施加额外应力时,受试样机仍应处于活动状态(或报警状态). 撤除额外应力后,受试样机的测量值与初始测量值之差应小于基本误差(或允差)
c 6.4.3非电量的承受限 应按以下步骤进行试验 首先对受试样机施加正常(或额定)应力,记录受试样机的测量值
然后分别施加需要检验的 a 额外应力,达到允许的上限,观察受试样机的表现
第3步撤除所施加的额外应力,恢复到正 常(或额定)应力,再次记录受试样机的测量值
每一步受试样机在试验应力下保持设备指定 的承受时间,如果制造商未规定承受时间,则保持5min 施加额外应力时,受试样机仍应处于活动状态(或报警状态》 b 撤除额外应力后,受试样机的测量值与初始测量值的差应小于基本误差(或允差 6.5纠错型容错 6.5.1通信的容错 使用规范的工具在通信中插人规定的故障,然后检查在此情况下能否保持通信正确
由于不同的通信协议所插人的故障不同,所使用的故障插人工具也不同
试验中应参考对应的通 信协议或规定的试验规范
6.5.2人工纠错 可以按以下步骤进行试验 设法人为制造故障状态,重启电源,检查受试样机是否恢复正常运行
若无法人为插人故障状 a 态,可连续重启3次,检查受试样机是否恢复正常运行
通过组态工具将测量相关、通信相关的组态内容改变至少10条,并记录所作改变;启动“恢复 b 到出厂状态”,检查包括上述改变的10条和其他组态信息是否恢复到了出厂缺省状态
同时 检查管理相关和应用相关的信息是否发生变化
评价报告 试验结束,应按GB/T18271.4的要求出具评价报告
大部分的容错内容对于设备来说是与产品设计相关的、系统性的,而非与制造相关、随机性的;因此 关于容错的评价经常与设备的型式检验一同进行,在产品出厂进行的例行检验中,可以不作检查
在设 备设计定型、软硬件版本有重要升级时,应该进行容错评价
容错评价可以由第3方、设计或制造方、使用方中的任何一方独立或多方合作进行
本标准鼓励各 方合作进行容错评价
评价报告应全面反映客观试验的定量结果;制造者,不同的使用者和第3方评价 者对容错功能的主观评价达成统一意见时,报告应反映该统一意见;如果各方的意见不统一,则报告应 如实记录各方的意见,由报告的使用者自行作出判断
容错评价报告应逐项罗列设备已经具有本标准规定的哪些容错功能,以及未在本标准中规定的容 错功能，给出这些功能的客观试验数据或各方主观评价的观点,也可以给出对改进容错功能的建议
容
GB/36414一2018 错评价报告不做容错功能是否合格的结论
表1是一项压力差压变送器的容错评价报告中试验结果汇总表的示例
表1容错评价试验结果汇总表 序号 要求 观测结果和意见 项目或功能 检查结果 出厂缺省状态 5.1.1 测量相关 量程,范围、输出,报警,阻尼等,与手册标示一致 出厂编号、出厂日期、软传感器编号、硬件版本号等， 管理相关 标示正确 应用相关 工位号,描述、日期、信息等,空白 预防接线错误 5.2.1 内部各部件之间接线本征容错 预防电源极性错误 5,2.2 符合b)的要求 预防软件错误 无密码,不响应错误的按键 5.2.3 对按键的短暂误触,不响应,无警示 双键的长时同时按压,报警
设备本体操作的警示 传感器接插件脱落,报警,在手持操作器上给出文 5.3.3 字警示,警示内容简单
电源接插件脱落,由外部观察发现 组态工具操作的警示 5.3. 对19个可设置整数和浮点数的量值包括用户可操 测量相关组态内容 作的现场校准),能明确指出超上限或超下限 校准相关的警示均需要设备外部装置的配合 与现场手持操作器协同的简单校准,对6个整数和浮 校准相关内容 点数有文字警示; 与专用生产软件配合的校准对所有整数和浮点数有 超上限或超下限和不确定是否正确输人有文字警示 通信错识 对通信错误自动请求重发,对超时失败,有文字警示 状态变化的警示 5,3.5 工位号发生变化 具有状态警示,警示标志不可本地清除 具有状态警示,警示标志不可本地清除,断电重启后 测量相关的设置 警示标志依旧保持 输出大变化 在组态工具有下载前警示 该受试样机动力接口与电信号接口同一 按24V额定值;具有3倍的承受能力和80%容忍 能力 电信号接口的承受限 按12V48V工作范围,3倍的上限电压时保险电阻 5,4.2 熔断,85%下限时,正向量程输出时具有容忍能力,反 向量程输出输人范围下限输出20mA，上限输出 4m.A)时输出饱和
GB/T36414一2018 表1续 项目(或功能) 观测结果和意见 序号 要求 检查结果" 输人压力达下限95%时,模拟输出下饱和,数字输出 非电量的承受限 有较大误差;输人压力达上限1.5倍,恢复后输出变化 5.4.3 超出基本误差 用HART测试工具,人为插人物理层和链路层故障; 1C 通信的容错 5.5.l 能够重发并保证通信正确 人工纠错 5.5.2 重启 重启后正常 a) 测量相关,通信相关的组态内容恢复" 恢复到出厂状态 管理相关和应用相关的信息无变化 对非定量评价的容错功能,用“、/”表示具有该项功能,“×”表示不具有该项功能;对定量描述的容错试验性能 直接记录量值和单位
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GB/36414一2018 附 录 A 资料性附录 容错措施简介 概述 A.1 良好的容错措施可以使设备实现 在通用工业现场设备电源(典型如:;直流24V、48V等)情况下,任意怎么接线,不损坏设备;同 a 时可以尽量避免接错线
随意按设备的键,不使设备损坏
b 当混乱的操作导致故障时,可以通过重新启动恢复正常;或在严重损坏数据时,可以通过激发 “恢复出厂状态”来复原设备
d输人了错误数据时,尽可能给予提醒
针对上述目标和第5章的技术要求,制造商可以有多种技术手段来实现,本附录提供的建议是可以 参考的容错方法
预防型容错 5.2中的大部分要求是直接指出实现方法的,遵照要求做即可实现容错
5.2.2b)可以通过在电源回路串联正向导通二极管实现
5.2.2e)可以通过在电源输人端安装桥式整流器实现
警示型容错 5.3.1和5.3.2的要求是直接指出实现方法的
5.3.5a)中的1)对设备软件设计提出了明确的要求,可以直接实现
对5.3.5a)中的3),设备类型、量程、测量范围,报警限,报警方式等的变化,可能对设备的模拟电流 输出带来突变,应给子警示
对数字输出设备,则无此项要求
5.3.5a)中的2)、3),可以通过建立输人检查丽数来实现
关于警示功能需要考虑: a 警示功能的设置:只要有输人变量就需要考虑警示的必要性
b)警示的措施:针对不同输人变量数据类型设计判别方法
每种智能设备会有不同的数据类型,参考HART系列标准,除浮点数外,表A1列举了最常见的 与输人相关的数据类型和容错措施 智能设备常见数据类型和警示判别方法 表A.1 序号 数据类型 通过 警示 拒绝并报警 示例 P 浮点数包括 数学模型中的参数,校准过程输 PmrP 双精度类型 Amn 人的变量等 非浮点数 1
GB/T36414一2018 表A.1(续) 序号 拒绝并报警 数据类型 通过 警示 示例 整数 量程等 mn
GB/36414一2018 附录 B 资料性附录 特殊环境下承受型容错 B.1重要数据的保护和故障后数据的恢复 测量相关尤其是校准相关的设备内部数据非常重要,因为其中部分内容用户难以自行恢复,因此设 备需要对这些重要数据妥善保护,必要时提供数据恢复功能
“恢复到出厂状态"是数据恢复的一种形式,但是一些产品所提供的是恢复到智能电路模块与传感 器相接之前的原始状态;这对设备制造方操作人员是十分有效的,但不是设备最终用户最渴望的状态
因此设备最好具有恢复到最近一次校准后状态的功能,称为“故障后数据恢复”功能
由于“恢复到出厂状态”所恢复的数据对同型号同版本的产品几乎都一样,这些被恢复的数据是电 路板制成以后就不变的,因此这些数据往往采用几乎不会被破坏的方式保存
而“故障后数据恢复”所 恢复的数据是每一台设备不同,每次校准后会变化,因此它的储存方法决定这些数据(包括冗余、备份的 数据)是有可能被破坏的;因此数据恢复时有一个对备份数据质量的判断过程
“故障后数据恢复”功能,要求恢复的是校准相关的设备内部数据,每次校准完成后,需要备份校准 数据,以备日后恢复用
B.2试验方法 B.2.1试验方法原理 评价“故障后数据恢复”功能的方法是:人为在设备内插人数据错误,使设备表现出数据出错,启动 “故障后数据恢复”功能,检查数据是否恢复
以带HART通信的智能变送器试验为例,介绍试验方法的原理
经过研究,发现设备内部数据破坏主要发生在组态数据下载过程
数据破坏的机理是:下载数据写 人存储器时,存储器的写保护被打开,这时发生断电或强大干扰,不仅会破坏数据的写人,还会损坏已经 存人的数据 依此原理,图B.1显示了数据错误插人的试验方法
专用试验装置:是“只听型”通信命令接收装置,在没有接到命令或接收到的不是下载校准相关数据 的命令时,专用试验装置接在被试回路的两端导通;当接到下载校准相关数据的命令时,从接到命令起 一段变化范围可设定的随机时间5 “然后在图BL中，专用试脸装置向电快速脉冲试 延迟- ms500ms 验设备发出触发信号,使其产生电快速脉冲;在图B.1lb)中，专用试验装置在被试回路的两端连续插人 持续时间20ms一50ms(随机变化),间隔时间(100士10)ms的电源中断2次一3次
HHT组态工具:是能与受试样机匹配的通用工具
电快速脉冲试验设备是电磁兼容试验中的传导干扰试验装置,试验的参数按照受试样机技术指标 确定
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GB/T36414一2018 电快 验设备 专用试 验装置 电源和 糊合器 信号接收、 变送器 记录设备 HHT组 态工具 与电快速脉冲设备组合的试验 a 专用试 验装置 电源和 信好拨收 变送器 记录设备 HHT组 态工具 采用短时电源中断方法试验 说明 变送器 -受试样机 专用试验装置 专用试验工具; HHT组态工具 手持组态装置; 合器 -将干扰插人测量回路的装置; 电快速脉冲试验设备 干扰脉冲发生器; 其他试验设备
电源和信号接收,记录设备 图B.1特殊环境下承受型容错试验 耦合器:是电快速脉冲试验设备的附件
图B.la)方式叠加受试样机指标规定的传导干扰水平,这是标准试验条件;该方法可以验证在什么 条件下数据破坏不发生
即通过提高受试样机的抗干扰能力,避免在规定的环境下数据波坏的发生
图B.1b)方法的试验条件无法与图B.la)方法的条件相互等效换算,但是图B.1b)方法可以调整到 确保数据破坏发生,因此可以用于验证数据破坏发生后,被试设备是否有能力实现数据恢复
B.2.2试验步骤 试验步骤如下 按图B.1完成接线,使试验环境能够用手持组态工具组态和正常测量,读取变送器测量值
a b)用HHT组态工具向受试样机下载专用试验装置能够识别的校准相关组态命令,过程中用示 波器记录回路电流的变化
每次完成步骤b)后,观察受试样机是否正常;分下述4种情况 1 正常,变送器测量值较a)无明显变化,回到步骤a)再次试验,重复成功的试验10次;连续 14
GB/36414一2018 10次成功,无异常情况,表明该设备可以承受特殊环境的干扰
重复试验期间需要适当 调整从接到命令起到发出干扰的随机延迟时间,即改变随机延迟时间变化的上下限,通常 在5ms~500ms之内;如果设备的开发人员在场,最好能够估计设备从接收到命令到做 完处理准备写人寄存器的时间,所设定时间范围应该与此接近
设备故障,重新启动,观察设备的表现与步骤a)的差异;如果无差异,回到步骤a)再次试 验,不记人成功次数;如果虽无差异但多次故障,需查找原因,解决问题后重新试验
设备故障,重新启动后,设备测量读数出现大变化或无法工作;启动“故障后数据恢复”功 能,然后重启设备,如果重启后设备的表现与步骤a)相同,认为设备的故障后数据恢复 成功 在第3)种情况,启动“故障后数据恢复”功能,然后重启设备,设备仍然测量读数有大变化 或无法工作;启动“恢复到出厂状态”,重新启动后,如果设备可以工作了,则表明前述“故 障后数据恢复”功能无效,需要改进设备的软件设计;如果设备仍不工作,表明设备已经持 续性故障,应检查示波器记录,在步骤b)是否叠加的干扰幅度超过设备的承受限如果未 超过,表明设备的硬件设计需要改进
在步骤e)出现4)情况.表明设备的容错能力还可以进一 -步提高,需要查找原因,改进设备设计
B.3实现措施 从B2.1可以看出,数据的破坏与寄存器写人时电源的大幅波动有关因此实现特殊环境的承受型 容错的措施之一是硬件设计的改进,令干扰发生时电源变化幅度受到限制
受各种因素的制约,硬件的解决方案有时无法实现,这就需要动用纠错型容错措施
在完全自动实 现纠错型容错时,可以借助人工干预
前述观察到出错后启动“故障后数据恢复”功能就是人工干预的 纠错
由于用于恢复的源数据也存在被破坏的可能,因此通过多重备份,智能识别备份数据的有效性是 必要的
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GB/T36414一2018 考文献 参 [1]GB/T2900.99一2016电工术语可信性 [[2]GB/T20002.4一2015标准中特定内容的起草第4部分:标准中涉及安全方面的内容 sdlary一Pal92.Dependablitsy [3]IEC60050-192;2015Internationaleleetroteehniealvocan 16
工业过程测量和控制仪表容错性能技术规范GB/T36414-2018解读
随着现代工业生产越来越依赖于自动化系统，仪表设备在工业过程中扮演着至关重要的角色。然而，在复杂多变的工业环境下，如何保证仪表设备的准确性和可靠性成为了一个巨大的挑战。为此，国家质检总局发布了最新版本的《工业过程测量和控制仪表容错性能技术规范GB/T36414-2018》。
该技术规范主要涉及到工业过程测量和控制仪表的容错性能问题，并对容错性能进行了详细的规范和说明。其核心思想是通过规定严格的测试方法和指标，确保仪表设备在多种应变情况下依旧能够保持准确、稳定的工作状态。
具体来说，该技术规范主要包括以下方面：
一、容错性能测试方法
该规范对容错性能测试方法进行了详细的说明，包括测试环境、测试设备和测试步骤等方面。其中最值得注意的是，该规范还规定了不同类型的仪表设备应当采用不同的测试方法，以保证测试结果的准确性和可靠性。
二、容错性能指标
该规范针对不同类型的仪表设备，规定了相应的容错性能指标，包括滞后误差、复位误差、零偏误差等等。这些指标的规定，可以有效地评估仪表设备在不同应变情况下的表现。
三、容错性能试验结果的评价
该规范还规定了容错性能试验结果的评价方法，主要包括数据分析和报告编制两个方面。通过这些评价方法，可以对仪表设备的容错性能进行科学的分析和总结。
总之，《工业过程测量和控制仪表容错性能技术规范GB/T36414-2018》的发布，为保证工业生产的安全稳定提供了有力的保障。企业可以依据该规范，选择符合要求的仪表设备，从而提高生产效率，降低成本，保护环境，增强市场竞争力。
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