国家标准 GB/T28475.1一2012 工业炉窑控制装置第1部分:通用技术条件 Mieroproeessorcontrolequipmentinindustrialstove Part1:Generalspeeifieationm 2012-06-29发布 2012-11-01实施国家质量监督检验检疫总局发布国家标准化管理委员会国家标准
GB/T28475.1一2012 前言本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 GB/T28475《工业炉窑控制装置》分为两部分第1部分;通用技术条件; 第2部分;性能评定方法本部分是GB/T28475的第1部分本部分由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;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
GB/T28475.1一2012 工业炉窑控制装置第1部分;通用技术条件范围 GB:/T28475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/T3047.1高度进制为20mm的面板、架和柜的基本尺寸系列 GB/T9813微型计算机通用规范工业产品使用说明书总则 GB/T9969 GB/T13384机电产品包装通用技术条件 GB/T17626.2电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验(GB/T17626.2一2006. IEC61000-4-2:2001,IDT 3 GB/T17626.3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. 2006,IEC61000-43:2002,IT GBy/T17626.4电磁兼容试验和测量技术电快迷瞬变脉冲群抗扰度试验(GBy/T17628.4 2008,IEC61000-4-4:2004,IDT GB/T22162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/T22162一2008, IEC60668:1980,IDT 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nmieroprocessorcontrolequipmentinindustrialstove 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 显示响应时间displayresponsetie 从操作人员输人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，幅图形
GB/T28475.1一2012 3.3 1time 传输时间 ttransmission 从操作人员输人命令到处理器接受信息所需时间 3 输出响应时间outputresponsetimme 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selrholdngfunetionm 在微控装置主电源发生故障造成停机的情况下,过程输人通道采样值或过程输出通道的输出值在 -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单回路双回路; 多回路: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仪表型 4.2.2 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,嵌人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的规定要求 5. 1 功能要求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/T28475.1一2012 5.1.2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,可接受信息如下模拟量信号:生mA一20mADC信号或1V5VDC信号;直流毫伏(例如热电偶,电阻例如热电阻)信号;0mA10mADC信号或0V~10V,0V~5VC信号; 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、 b 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、,打印命令接受操作人员操作动作的传输时间不大于0.2s 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报警功能微控装置应具有下列报警功能: 根据用户与制造商的协议,可对指定的任一路模拟量、数字量和中断输人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 a 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雷修改的各种常数、系数值、上眼值、下限值、实时时间值(至少时,分)等单点显示的响应时间不大于5.批量式图象显示的响应时间不大于30. 字符,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
GB/T28475.1一2012 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; a b串级控制 e)单交叉或双交叉燃烧控制,尾气氧量校正控制 d)比值控制前馈控制选择性控制和超驰控制; fD g)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士10%;再调时间范围不小于1s一3600s,再调时间标度误差小于士10%;预调时间范围不小于0s一3600s,预调时间标度误差小于士20%;控制静差不大于相应模拟量输人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 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,脱机双向切换无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,具有安全联锁功能(例如,切断燃料等) 5.1.7数据处理功能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)输人信号预处理功能,例如纠错、数字滤波等; 输人信号的线性化处理,例如节流阀里的开方计算,热电偶、热电阻的非线性校正,氧化镐的非 b 线性校正等;
GB/T28475.1一2012 转换运算和补偿校正运算,例如输人信号的工程化处理、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电源系统的故障 a 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供二次开发功能,选择下列开发能力的全部或部分 a)模拟流程图的编辑生成; b)报表编辑生成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(如输人输出通道等),有关主机、存储器、外部设备等的技术性能以满足本标淮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人/输出通道应具有下列通用技术性能对地隔离的过程输人/输出通道的对地绝缘电阻不小于20MQ; a b)对地隔离的过程输人/输出通道的对地绝缘强度应能承受不小于频率为50Hz电压有效值为 500V的正弦交流电压,历时1min的绝缘强度试验,要求无击穿,无飞弧; 任何一路的过程输人/输出通道都能正确的寻址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人电压二倍 dD 的过压能力或承担不超过通道电源电压值的过压能力
GB/T28475.1一2012 5.2. 模拟量输入通道 3 5.2.3.1输入阻抗电压输人的模拟量输人通道输人阻抗不小于250kQ a b电流输人的模拟量输人通道的输人阻抗,对于0mA10mA信号制,输人阻抗不大于500Q. 对于4mA一20mA信号制,输人阻抗不大于250Q:; 毫伏输人信号的模拟量输人阻抗可另定规定准确度等级 5.2.3.2 准确度等级为0.1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10C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0.2s~1.0s 5.2.3.5抗干扰能力对地绝缘的模拟量输人通道,交流共模抑制比不小于60dB(干扰量有效值250VAC,频率为 50Hz，相位为0'360") 直流共模抑制比不小于120dB,(干扰量为50VDC或输人信号量的 1000倍，两者中取较小值) 串模抑制比不小于60dB(干扰量的有效值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0°360°) 5.2.4模拟量输出通道 5.2.4.1输出量负载能力电流输出的模拟量通道的负载阻抗:对于4mA一20mA信号制为0Q350Q;对于0m.A a 10mA信号制为0kQ~1.5kn: b)电压输出的模拟量输出通道的负载阻抗:对于对于0V一5V,0V一10V、1V一5V信号制负载阻抗不大于250kn 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、l.0级、l.5级,2.0级 5.2.4.3输出响应时间输出响应时间不大于2s 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
GB/T28475.1一2012 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数字量输入通道接点型输人的数字量通道“断”状态的接点电阻大于5MQ,“通”状态的接点电阻小于1Q,耐 a 压不低于250V; 电平型数字量输人通道的高低电平值,须明确规定 b 最小采样时间不大于.2 c d具有自保持功能 5.2.6数字量输出通道接点型输出的数字量输出通道“断"状态的接点电阻大于1MQ,“通”状态的接点电阻小于 a 接点容量不小于0.5A接点耐压不低于500V 12， b)电平型数字量输出通道的高低电平值,须明确规定具有自保持功能 c) 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 4 绝缘电阻和绝缘强度 s 微控装置应符合下列要求: a)逻辑地,交流地,保护地隔离情况下,任何两地间的电阻值应不低于10Q; b 交流电源端子与机壳之间绝缘电阻不小于60MQ: 交流电源端子与机壳之间承受50Hz,1500V极效值)的交流电压,历时1min,应无击穿和 c 飞弧现象 5.5电源基本要求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士1Hz条件下应能正常工作 b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/T28475.1一2012 压时,装置不受损坏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,静差变化小于相应基本误差限绝对值; 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; 能承受电源中断50ms的影响; 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5C一40C,相对湿度5%一95%,温度变化率不大于士5C/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,微控装置的有关下限值变化、量程变化、切换值变化、静差变化和输出值变化都小于相应基本误差限绝对值的士20% -25一55c,相对湿度5%一95%,温度变化率不大于储存运输气候条件;环境温度 b 士10c/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86kPa~106kPa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10Hz~55Hz,位移幅值取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: a)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;按机械谐振频率(当无谐振点时,取频率范围上限值)承受60min的耐振动试验; 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,微控装置应无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/脉冲(半正弦波)持续时间11ms士2ms,轴向垂直于水平面,总冲击次数3次冲击后应达到机械件无酸裂,无明显空形.电气部件无明显位移和松脱现象试脸后,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件下能承受下列规定的试验
GB/T28475.1一2012 峰值加速度100m/s,脉冲持续时间16ms,每个轴向碰撞次数1000次士10次,碰撞试验后包装无损坏,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1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/mm s15 500 25o 1530 3050 100 >50 5o 5.6. 腐蚀性气体适应性 7 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0.1×10-"以下 5.6.8尘埃环境适应性微控装置能适应尘埃不高于5mg/m(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,50Hz,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
GB/T28475.1一2012 5 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8000h,对于装置型不得低于4000h. 标志、使用说明书、包装和贮存标志 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 商品标志商品标志一般包括; a)产品型号、名称,规格及数量; 箱号; b e箱件最大外形尺寸(长×宽×高)mm; d)净重和毛重(kg); 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0C一40C,湿度不大于85%,无易燃、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 10o

工业炉窑控制装置第1部分：通用技术条件GB/T28475.1-2012解读

一、标准的适用范围

GB/T28475.1-2012是一项关于工业炉窑控制装置的通用技术条件标准，适用于各种工业生产领域中的热处理、熔炼、加热等过程中所使用的炉窑控制装置。该标准规定了工业炉窑控制装置的基本技术要求、性能要求、检测方法等。

二、主要技术指标

GB/T28475.1-2012标准规定了工业炉窑控制装置的主要技术指标，包括以下内容：

控制方式：手动控制与自动控制两种方式。
控制精度：根据不同行业的生产要求，规定了相应的控制精度指标。
控制范围：包括温度、湿度、压力等多个参数的控制范围。
控制周期：即控制系统的采样周期和响应时间。
安全性：包括电气安全、机械安全、防爆安全等多个方面的要求。

三、检测方法

GB/T28475.1-2012标准规定了工业炉窑控制装置的检测方法，包括以下内容：

外观检查
电气安全检查
性能检查
环境试验
可靠性试验

四、总结

工业炉窑控制装置是各种工业生产领域中必不可少的设备之一，其控制精度对生产过程的影响非常重要。GB/T28475.1-2012标准为工业炉窑控制装置的设计、制造、使用等提供了明确的技术指标和检验方法，对于保障装置的稳定性、安全性以及生产质量的提高具有重要意义。