GB T 15969.4-1995 可编程序控制器 第4部分;用户导则.pdf
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1、中华人民共和国国家标准可编程序控制器第4部分:用户导则1 主题内容与适用范围Programmabl e controll ers Part 4, User guidelines GB!T 15969.4-1995 不标准规定了生产厂家及用户在使用可编程序控制器及其外国设备时所应逗得_-是二c本标准适用于可编程序控制器及其有关外围设备,如编程和调试工具(PADTS、兰兰装置(TE)1= 人机接口(MMI)等。本标准适用于在过电压范畴2.额定电网电压不超过交流1000 V(50!60 H正式宣三500 V的fE电压设施中,用子控制机械和工业过程的装置c可编程序控制器及其有关外围设备可视为控制系统的
2、部件,可以封闭式装置;:;_(=文式装置的形兰提供。因此,本导则只涉及自控系统的界面.而不涉及自控系统本身(见图1A)。2 引用标准GB!T 15969.1 可编程序控制器第1部分z通用信息GB!T 15969.2 可编程序控制器第2部分=设备特性GB!T 15969.3 可编程序控制器第3部分结程语言IEC 1131-5 可编程序控制器第5部分通信3 用户系统分析和规范用户系统分析和规范需要规定并提供应用和选择可编程序控制器的有关资料占3. 1 用户系统的功能分析用户系统的功能分析是制定详细的系统功能规范的基础c详细的系统功能规范应包括工程数据及以下有关资料:a. 用户目标和应用要求:b.
3、要实现的功能和任务2c. 详细的系统说明:d. 性能准则;e. 环境制约;可编程序控制器系统的设汁周期如图2所示.描述了系统和规范分析的相关内容和合适方:3.2 内容说明说明可编程序控制器应用的有关操作和技术数据的方法有许多种,每种方法王专其优越性.妄之可总的要求,通常用的是几种方法的组合。资料说明应考虑到要选用的编程语言,绘制程序流程图有明显的优点.而旦兰说明可以作为装圭吴国家技术监督局1995-12-29发布1996-10日实施368 GB/T 15969.4-1995 作手册的基础。可以选用的描述方法包括:叙述说明、流程图、逻辑图以及功能和事件流程图。3.2.1 叙述说明叙述说明包含系统
4、工作和要求的文字描述,并用适当图表补充解释。3. 2. 2 流程图流程图是以图形的方式描述构成控制系统所有事件发生的顺序,每个事件与先前的事件连接或者与先前的事件组合,促成当前的事件,在每个连接处,有需要进行判断的选择路径,对事件引起的连接到先前节点的重复部分,在流程图中常用反馈环路来表示。因此,流程图表示了一个系统的操作逻辑,给出了系统的整体情况。流程图原理的个实例是利用由时序功能图(SFC)组成的功能块图(FBD)的编程语言。流程图适于表示各种规格和型号的可编程序控制器系统的逻辑数据和工程数据。3. 2. 3 逻辑图逻辑图依据决定系统操作事件的逻辑方程(布尔逻辑)描述受控系统。因此逻辑图强
5、调各事件之间的关系,指明一个事件为何发生或不发生,逻辑图不能显示出操作本身的时间顺序。逻辑图是表示工程数据的种方法,该方法按照标准形式的符号,提供了最基本的说明和确认的关系。而对于解释操作的相应范围,补充叙述是必须的。3. 2. 4 功能和事件图表功能和事件图表列出了系统操作中的功能和功能中包含的事件。通常对该图表的描述是顺序的。这种图表对于限定和扩充在逻辑图中的工程数据的详细范围很有用处。3. 3 用户的控制目标和应用要求用户的控制目标和应用要求应包括被控过程及装置的一般描述,以便提供基本的背景资料。该资料可使可编程序控制器的用户和制造厂明确通用装置的要求和需考虑的问题。主要应考虑的题目包括
6、:3. 要控制的过程;b. 用户控制目标(对象刘 总的控制和操作要求pd. 设备和人员保护需要考虑的问题(见条款5); e. 般安装和环境需考虑的问题;f. 扩展和综合(整体)要求;g. 硬件配置和调整;h. 系统通用性要求;i. 装置损坏结论;j. 备件要求;k. 冗余校验;1. 适用地区、国家、国际标准和范围;)执行要求2)与另外系统的接口3)维护4)电缆5)规定路线和端子m. 公司规定;D. 文件内容、形式,。.管理、验证、认可要求;369 GB/T 15969.4-1995 p. 交货和设备安装时间表,q. 工程职责:硬件、软件、文件、防护措施、调试、试运行zr. 其他需考虑的问题和要
7、求。3.4 用户系统说明本条款涉及的内容应由用户提供给卖方。如图1B中虚线所示,用户系统说明兰兰全可卢的目标.把有关用户的过程/设备操作、控制、监视和软、硬件配置的资料提供给可编程宇全司荐卖-这个1足可应配以适当的流程图,绘制图和输入/输出(1/0)信号顺序及计时要求。3.4.1 用户系统特性主要应考虑的项巨包括:3. 连续过程或批量过程zb. 闭环CPID)控制;c. 分布控制.d. 过程的变化,e. 卸载性gf. 地区标准状况; 系统通用性要求,h. 系统总响应时间.i. 冗余校验.j 多任务:k. 报警处理:1. 趋向性,m. 操作员接口zn. 操作员提示;o. 远程控制:p. 手动优先
8、:q. 防护/安全考虑31 联锁.s 认可.1)动力学特注2)非线性t 正常停机gu. 应舍、停机2v. 自动重新启动:w. 数据通信gx. 外部设备:y.网t岳CLA.飞V主X3.4.2 控制系统的参数工厂设备操作参数参考过手呈交量最大采:王三j、宣-fZ歪芝帚E王需要i三工E:之作和重新动作之间极限的时间。要参考的其他主要题目(项目)包括23. 输入/输出(I/O)-览表pb 传感器:类型、信号电平、功率要求gc. 信号要求,370 d 控制输出:类型、功率要求gt 数据传送/存取;f. 局部/远程显示, 测试记录和实现;h 电干扰抑制准则,i. 系统的通用性,GB/T 15969.4-1
9、995 j. 输入/输出(I/O)冗余度、单独式或可选式(即三取二)。3.4.3 报警用户系统说明应包括报警要求。构成方式、优先权、报警动作和显示都应给予规定。要考虑的其他主要项目包括:a. 报警检测方法;b. 首次故障识别; 故障鉴别;d. 专用报警显示;e 人机接口报警;f. 报警接收;g. 报警记录。3- 4. 4 人-机接口人机接口(MMl)需要考虑的包括对操作者的介入、存取控制和安全方案等。其他主要项目包括sa. 多状态显示;b. 专用显示区pc 动态图表:d. 存取控制、认可和口令pe. 电键锁;f. 软件智igg. 键盘、跟踪球、触摸屏。3.4.5 联锁联锁的应用,包括其作用应给
10、予描述。要考虑的主要项目包括2a. 联锁的物理要求;b. 要联锁的系统类型pc. 系统与系统的通信gd. 数据网络要求。3- 4. 6 系统断电与系统断电有关的问题包括:a. 电源配置;b 系统后备;c 故障诊断;d. 故障方式;e 故障显示级别:系统、模块或插件gf. 再启动.冷启动、热启动或暖启动;备人身/装置的保护。371 d. 控制输出:类型、功率要求;e 数据传送/存取;f. 局部/远程显示;g. 测试记录和实现gh. 电干扰抑制准则;i. 系统的通用性;GB/T 15969.4-1995 j. 输入/输出(1/0)冗余度、单独式或可选式(即三取二)。3.4.3 报警用户系统说明应包
11、括报警要求。构成方式、优先权、报警动作和显示都应给予规定。要考虑的其他主要项目包括:a. 报警检测方法;b. 首次故障识别;C. 故障鉴别;d. 专用报警显示ge. 人机接口报警;1 报警接收;g. 报警记录。3.4.4人机接口人机接口(MMD需要考虑的包括对操作者的介入、存取控制和安全方案等。其他主要项目包括:a. 多状态显示gb. 专用显示区;c 动态图表pd. 存取控制、认可和口令;e. 电键锁l;f. 软件锁gg. 键盘、跟踪球、触摸屏。3- 4. 5 联锁联锁的应用,包括其作用应给予描述。要考虑的主要项目包括:a. 联锁的物理要求,b. 要联锁的系统类型, 系统与系统的通信,d. 数
12、据网络要求。3.4.6 系统断电与系统断电有关的问题包括a. 电源配景pb. 系统后备, 故障诊断r;d 故障方式;e. 故障显示级别:系统、模块或插牛pf. 再启动z冷启动v热启动或暖启动gg. 人身/装置的保护。37l GB/T 15969. 41995 k. 防水性(包括自然或人为的受潮); l 预安装存放;m. 耐霉性?n. 昆虫go 小动物;p. 装置存放pq. 电腐蚀;r 金相迁移(与集成电路有关); S. 校蔓;t. 侵蚀;U. 雷电。4 可编程序控制器系统的选择和应用工程4.1 概述就确定用户要求而论,PC系统选择包括系统配置、性能、操作难易、通用性、防护和最佳价格的评f占。这
13、些要求通常关系到zL 般要求;b. 硬件;c 软件;d 文件。为有助于PC系统的选择,用户应根据应用要求定出配置准则,并顺序列出表格,这种资料将有助于作出技术和经济比较。4.2 一般要求一般要求与PC系统的工作和总控制目标有关。表l列出了选择的依据和考虑。表1PC系统选择,一般考虑准则依据注释和参考地理位置3.5.1 劳动力经验和技术水平供应厂商条件维修服务能力和备件供应方法标准/地区规范装置对于地区标准的适用性环境GB/T 15969.2 当地条件:a.装置对周围环境的适应性2.1 b.符合GB/T15969.2测试和要求3.9.1 c装置工fe范围与环境条件比较本部分d.为满足条件,装置所
14、需要的调整3.5.3 辐射EMF附录AESD 附录B传导噪声非周期电压GB/T 15969.2 3.9.1 373 GB/T 15969.4-1995 续表1准则依据注释和参考系统结构表6电源控制连接系统的电源起动和关断通信单电源故障GB /T 15969.1 远程1/0,a.需求量4.3.1 b.工作方式4.3.2 c速度GB/T 15969.2 3.7 本部分表10GB/T 15969.1 系统总响应时间.3.147 扫描1/0、RIOS的更新率1/0配置数字/模拟输入/输出的总数/比例表6MPU 扫描时间PC系统再启动如果要应用需确定再启动的类别(暖、热)的方法装置的支持附录F经验应考虑
15、系统级别的经验GB/T 15969.2 购买记录4. 54. 12 模板/类型一替换的可用性GB/T 15969.2 软件:a.操作系统的版本和日期4.12 b.应用程序语言c软件支持扩展系统a.需要扩展b.通信设备和协议c响应时问的变化GB/T 15969. 1 通信端口a接口数和用法4.4 b.接口扩展的利用率和应用限制GB/T 15969. 1 存贮器a.在最大扩展能力时存贮器4.2.2.2 b.应用程序所用的存贮器4.2.2.3 GB/T 15969.3 6.3 显示:图形响应时间的扩展能力表11远程1/0允许的RIOS数量.1/0;曾数1/0 检查混合1/0数量的限制表6电源电压额定
16、值和功率374 GB/T 15969.4-1995 续表l准则依据注释和参考例外例外忽略使用制造厂说明制造广资料5 列出有关数据和依从要求可用性本部分表2系统可用性数据维修能力表18、表19系统的维护,修理的概念可靠性GB/T 15969.2 MTBF(平均无故障时间)5.5 存取控制3.4.4 a.存取中改变或阻塞的情况表12b.存取容量c存取控制和记录内部自诊断GB/T 15969.2 a基本要求3.11 b 自诊断c监视计时器d.存贮器测试e.电源f状态监视器g报警信号h 内装或外供1完成的试验种类和诊断功能(系统的响应时间会受到诊断的影响)外部自诊断也可提供外设的影响GB/T 1596
17、9.1 a.完成安装在非永久性外设上各种系统的插/拔,连接/卸下次数的3.107 影响GB/T 15969.2 b.安全方面3.8 绝缘GB/T 15969.2 a.现场线路与PC系统间的安全/保护3. 10 b.抗噪声要求本部分7C.模拟试验4.3 冗余度在控制系统中可执行的故障容差和冗余度有多种等级。这些要求主要根据受控系统的需要,包括条款5中的安全/保护而定。表2列出了这些考虑,但表中并未包括全部内容。375 GB/T 15969.4-1995 表2冗余度选择准则准则依据注释和参考系统可用性GB/T 15969.2 MTBF 平均无故障时间5.5 MTTR-平均修复时间a.故障后系统性能
18、b各单点故障对系统的影响程度c故障发生后系统工作的连续性重新起动GB/T 15969. 1 冷起动把所有系统条件复位到初始值;3. 122 暖起动在系统发生故障停机前重新起动,热起动保持所有系统信息并在系统停止处重新起动无扰动转换在切换到备用系统时无明显变化过程或扰动的能力备用单元一个以上电掠,实现同一功能的CPU.1/0 冗余度和备份一取一,单1/0器件和1/0通道二取二,双1/0器件和1/0通道三取二.3个1/0器件和3个1/0通道注=表2中的有些准则.如热起动、暖起动、冷起动和无扰动转换,不同的制造厂通常有不同的规定和方法。4.4 数字输入/输出可编程序控制器标准GB/T15969.1条
19、款4.3.2和GB/T15969.2条款3.3中列出了有关细则,包含在表3中的是必须考虑的选择。表3数字输入/输出选择准则准贝u依据注释和参考电路类型GB/T 15969.2 用于硬触点(1类或二线接近开关(2类)输入23.3 接近开关CIEC947-5-2) 输出2国态的,机电的电流源/阱GB!T 15969: 2 推荐采用电流源输出和电流阱输入3.3图2标准额定值GB/T 15969.2 3.3.2和3.3.3部分用于输出3.3.1. 1的图3和3.3.1. 2的3. 3.13. 3. 3 表9屑于保证输入符合标准状态显示器GB/T 15969.2 指出1/0点状态的条件,有助于系统维修3
20、.3. 1. 33. 3. 2. 2 提供的保护GB/T 15969.2 a过电压3.3.2.2 b.过电流3.3.2.3 c保护单个1/0或组1/04.10 d可复位或可谓换e器件匹配保护376 GB/T 15969.4-1995 续表3准则依据注释和参考自己怦GB/T 15969.2 按每块板通道配置,按通道组配置3.3.1.4 额定值降低GB/T 15969.2 线路负载极限与供电量和温度的关系3.3.2.3j 隔离GB/T 15969.2 系统和通道之间的电压电平4.2 内在安全符合国家或地区标准,这也会限制某些1/0配置强制硬件或软件安全/维修优选安全措施地址选择在插件板、底板上都可
21、替换电源现场、PC内装的(可以是不中断的)诊断GB/T 15969.2 检测开路,短路,打开保险3.11 I!O响应时间GB/T 15969. 1 1/0延迟时间(在某些应用中是关键的)3.147 现场布线GB/T 15969.2 导线规格、扭矩、端于4.6.2 本部分7.24. 5 模拟输入/输出有关细则参看可编程序控制器标准GB/T15969.1条款4.3.2和GB/T15969.2条款3.4,表4给出了需要考虑的选择。表4模拟输入/输出选择准则准则依据注释和参考1/0类型GB/T 15969.2 差动、单端、隔离等3.4.1 范围GB/T 15969.2 电压与/或电流,热电偶,RTD等
22、3.4.1. 1 3.4.1.2.1 阻抗GB/T 15969.2 输入z工作范围内信号和工作范围外信号3.4.1.2 输出2正确额定值激励的负载阻扰3.4.2.1 377 GB!T 15969.4-1995 续表4准则依据注释和参考准确度GB/T 15969.2 a. 25C时的最大误差3.4.1.2.1 b温度范围3.4.2.2.1 c校准周期,.白.-一幅敬分辨率GB/T 15969.2 8位(256分之一).12fli:(4096分之) 3.4.1.2.1d 3.4.2.2.1 数据格式GB/T 15969.2 a二进制3.4.1.2.1 b. BCD 3.4.2.2.1 C.浮点LS
23、B值GB/T 15969.2 工程单位最低有效位的值3.4.1.2.1 3. 4. 2. 2. 1 现场布线GB/T 15969.2 导线规格、扭矩、端子4.6.2 GBIT 15969.4 7.2 最大过载GB!T 15969.2 输入2无损害最大输入3.4.1.2.1 输出z施加于输出的无损害最大过载3.4.2.2.3 超范围输入3.4.1.2.1 在超过额定输入条件下读得的输入提供的隔离GB/T 15969.2 通道对通道,通道对系统的隔离电压范围3.4.2.2.3 3.4.1.2.3 CMV GB/T 15969. 2 输入共模电压范围3.4.1.2.1 CMMR GB!T 15969
24、.2 输入共模抑制比(dB)3.4.2.2.1 专用输入GBIT 15969.2 a.专用传感器接口3.4.1.2.1 b线性化方法热电偶GB/T 15969.2 冷端补偿法3.4.1 378 GB/T 15969.4-1995 续表4准则依据注释和参考1/0计时GB/T 15969.1 输入,a输入系统总传递时间3.73 b采祥持续时间3.104 c采样重复时间d.输入滤波器的阶次和通过频率输出s输出系统总传递时间最大暂时偏移GB/T 15969. 2 在进行GB/T15969.2的条款3.9的噪声试验时,模拟信号3.4.1.2.2 量将发生变化(满刻度%)3.4.2.2.2 A/D方法GB
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