GB T 20819.1-2007 工业过程控制系统用模拟信号控制器 第l部分 性能评定方法.pdf

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1、ICS 25.040 N 18 GB 中华人民主K-、和国国家标准GB/T 20819.1-2007 工业过程控制系统用模拟信号控制器第1部分:性能评定方法Controllers with analogue signals for use industrial-process control system Part 1: Methods of evaluating the performance (IEC 60546-1: 1987 , MOD) 2007-01-18发布普普中华人民共和国国家质量监督检验检班总局中国国家标准化管理委员会2007-06-01实施发布-T -= 中华人民共和国国家

2、标准工业过程控制系统用模拟信号控制器第1部分:性能评定方法GB/T 20819. 1-2007 中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里向北街16号邮政编码，100045网址WW电话，6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销睡开本880X1230 1/16 印张1.75字数49千字2007年6月第一版2007年6月第一次印刷* 书号，155066 1-29459 定价22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)68533533 GB/T 20819.1-2007 目次前言. E 引言.w l 范围和目的u2 规范性引用文件.3

3、基本关系.，3. 1 理想控制器的输入输出关系.1 3. 2 限值. 3 3.3 控制器的度盘标度值.E. 3 4定义 . 3 4. 1 比例带 .,. . . . . . . . . 3 4. 2 正作用. . 4 4. 3 反作用.-. 4 4. 4 静差 . 4 4. 5 比例控制器(的 . 4 4. 6 比例微分(预调)控制器CPD)- 4 4. 7 比例积分(再调)控制器CPD. u . 4 4.8 比例积分微分控制器CPID). . . . . . . . . . . ,. . 4 5 一般试验条件. ., ., ., . .,. ., . . ., . . . ,. . . .,

4、. 4 5. 1 环境条件.，.目.45. 2 供源条件. . 4 - 5. 3 负载阻抗. 5 5.4 其他条件. . . . ., . . . 5 5. 5 控制器输出稳定. . 5 6 静差-. . . . . . . . . 5 6 初始条件. 5 6.2 试验步骤. 6 7 度盘标记及标度值. 6 7.1 设定点标度值的校验. 6 7.2 比例作用. . . . 6 7.3 积分作用. . . . . . . . . . . 7 7.4 微分作用 8 8 影响量的影响 . 8 8.1 初始条件. . 8 8. 2 气候影响. 8 8. 3 机械影响8 8.4 供源影响8. 5 电干扰

5、.108.6 输出负载.11GB/T 20819.1-2007 8. 7 加速工作寿命试验. 12 9 输出特性及能源消耗. 12 9.1 能源消耗.目.12 9.2 自动手动切换.129. 3 电输出纹波含量.E.1210 频率响应E.E.13 10.1 频率响应的应用.1310.2 试验步骤. . 13 10.3 试验结果分析. 13 11 其他试验.13 11. 1 耐电压试验-.13 11. 2 绝缘电阻. 14 11. 3 输入过范围.u.14 12 文献资料. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 13 技术检查.-.u1414 试验

6、报告.E.1415 试验一览表., . ., . . . . 15 -=-= T E GB/T 20819.1-2007 前GB/T 20819qsu ( . . . 式中A ( 4. ) .( 4b ) ( 4d ) 式中3t一一时间;y一一输出信号(校正变量(y，一一一时间t=O时的输出信号Z一一-被测量值被控变量(见注1)I r一设定点(参考输入量(见注1), Kp一一比例作用因子(比例作用系数(见注2)，K，一一积分作用因子(积分作用系数(见注2)，KD一一微分作用因子(微分作用系数(见注2)，T，-积分时间;TD一一微分时间;J一-y=T，or-一角速度;2 GB/T 20819.1

7、-2007 d/dt一一微分算子;z、w及y可以是时间t的函数目注1，括号中术语的定义参见lEC60027-2A. 注2，括号中术语的定义参见GB/T2900. 56. 注3，本部分限于P、町、PD或PID控制器.注4，系数Kr、K，和KD可带+或-，带+通常表示正作用，带_，通常表示负作用.注5，带撒的符号(Kp，K，和Ko)表示与实际值对应的标称值.注6，权分作用时间常数和微分作用时间常数只涉及单纯的飘分或微分作用控制器CGB/T2900. 56). 还有其他铀的控制器，例如微分伊用酣睡叫占用，而不是对(x-w)起作用.因而方程(3)变为a) ) ，、u( . . . . . . . .

8、. . . . . . . ，?iJ3.2 限值因为描述实际5)有差异。，才是实际响( 6 ) b) . ( 7 ) 或.( 8 ) 式中z比值平对于TD的号就叫做最大微分增益或写作VDo3. 3 控制器的度盘标度值上述方程中的作用系数和作用时间是控制器性能的理想值。实际控制器的度盘标度值与这些理想值可能有差异。生产厂商应提供以算式或图形、表格和图表等形式来表示的度盘标度值和实际值之间器的设计。在这种情况下，比值的关系，即相互干扰公式。4 定义4. 1 比例带用百分数表示的线性控制器的比例带Xp，可用下式表示3 GB/T 20819.1-2007 4.2 lHF用x-130 -p-7一豆、P控

9、制器的输出y随被测盘值z的增加而增加。4. 3 反作用控制器的输出y随被测量值工的增加而减少。4.4 静差被割j值z与设定点四之间的稳态偏差。4.5 比例控制器(P)仅产生比例控制作用的控制器。4.6 比例微分(预调)控制器(PD)能产生比例和微分控制作用的控制稽回4. 7 比例积分(再调)控制器(PIl能产生比例和积分控制作用的控制器。4. 8 比例积分微分撞制器(PlD)能产生比例、积分和微分控制作用的控制器。5 -假试验条件5. 1 环草草条件5. 1. 1 测试用环境条件推荐范围温度范围，15C35C相对湿度，45%75%大气压力，86kPa106 kPa 电磁场如有关，应规定数值试验

10、期间，允许环境温度的最大变化率为1C j10 min。这些条件可等同于正常工作条件。5. 1. 2 标准参比大气条件温度，20 C 相对湿度65%大气压力101.3 kPa . ( 9 ) 此标准参比大气条件是其他任何大气条件下测得的值通过计算加以修正的大气条件，然而，通常认为在多数情况下，不可能有湿度修正因子。在这种情况下，标准参比大气仅考虑温度和压力。此大气条件等同于通常由生产厂商标明的正常参比工作条件。5. 1.3 伸裁测量用标准参比大气条件当未知对大气条件敏感的参数调整到标准大气值的修正因子，而在环境大气条件的推荐范围内测量又不能令人满意时，可以在严格控制的大气条件下进行重复测量。为此

11、，本部分规定的仲裁测量用大气条件如下温度相对湿度大气压力5. 2 供源条件5.2. 1 参比值公称值允差20C 65% 86 kPa 106 kPa 士2C土5%自生产厂商规定，或用户与生产厂商协定。4 5.2.2 允差a) 电源电压z土1%频率:土1%谐波失真(交流电源)，60-130 130 0.5 1. 0 1. 5 11. 2 绝缘电阻应测量每个电除非制造厂规定了使用制造厂规定出端子与地绝缘时，应发生器3，将被设置为量程的kPa 100 kPa ) ，重复进行本试验。如果可能，12 文献资料制造厂荐信息.制造厂还应件表和备件的推.& 部的作用自工采盹栩如晰使例口，成括到造包d能应能可查

12、可对检其应本尽14 试验报告除了按本部分提出试验结果外，试验报告还应包括下列内容:一一试验日期和地点;一一参照本部分的情况，一一被测仪表的识别特性(类型、型号、系列号等); 一一本部分规定的参比条件和试验条件;一一可能己影响到试验结果的任何重要事件;制造厂关于试验和试验结果的意见。14 GB/T 20819.1-2007 15 试验一览表(见表2)容表一览一内生告试一报内，表一1 静差单位被测值fll:程的%说明比例带在3个设置，100%、最小和最大(或最接近的刻16 度标识)处的最大正负静差、40%、50%、自0%、80%和100%的17.1 的差。至少重复进行参考的条文名称2 设定点标度设

13、定点盘程的%标度误差7 环境温度7.2 7.2.2 7.2.3 3 比例作用系数标度误差4 死区5 识分时间标度误差6 微分时间7.3 7.3.2 7.4 7.4.2 8.2.1 8 湿度9 安装位置10 冲击8.2.2 8.3.1 8.3.2 11 机械振动8.3.3 12 供源变化|被刚也fif.的l6.|由压1.压带化+10%章.，c15%.pm哥1;&的静善的带18.4.1 (电压或气压13 供源变化|被测值世程函也1 J疆军￥咱可Z/o和一10%所寻捋臣的静芳的变化最1 8.4.1 频率14 供源变化被测值盘程的%天即r咀刨飞，.-百眉，打开电源的5min和1h后所引起18. 4.

14、1. 1 始动漂移)的静差的变化最.设定点在盘程的50%(长时中断中断5ms , 20 ms , lOO ms.200 ms, 500 ms 15 供源变化积分时间最大，微分时间最小18.4. 1. 2 (短时中断)电源短时中断应在交流电源电压的峰值时进行数次或随机中断10次输出盘程的%输出的最大瞬时变化量s 输出保持在稳态值的1%之内的时间输出量程的%输出的永久变化盘16 供源低降输出f在程的%供源低降到75%后输出变化量8.4. 1. 3 15 GB/T 20819.1-2007 表2(续)名称参考的条文口一时盘山山输压电过时瞬源电18 电源反向保护|被测值量程的%19 共模干扰|输出盘程

15、的%20 串模干扰输出盘程的%21 接地22 射颜干扰23 磁场干扰24 输出负载输出量程的%输出盘程的%被测值量程的%。25 加速工作寿命i被测值量程的%报告内容说明叠加在主电源上的规定幅值和持续时间的电压脉冲所18.4.1.4引起的瞬时变化盘和直流输出变化量恢复正确连接后静差的变化量18.4. 1. 5 依次加在地与每个输入和输出端的有效值为250V、)8.5.1 频率为主电源频率的交流信号(相对主电源在360。范围内改变相位所引起的稳态输出或任意纹波的变化量.用50V直流或1000倍输入量程，重复试验串联加在输入端的峰-峰值为1V、频率为主电源频率I8.5.2 的交流信号(相对主电源在3

16、60范围内改变相位所寻|起的输出的变化量每个输入和输出瑞依次接地所引起的输出的变化盘1 8.5.3 按制造厂规定8.5.4 400 A/m.输出量程的10%和90%处I 8.5.5 输出负载从最小值到最大值变化所引起的静差的变化18.6 量;也是分别开路和短路5mn所引起的静差的变化量给出输出阻扰的值在频率为0.5Hz!帽值为被测量值信号量程的土25%I 8.7 正弦被测量值信号作用下，连续运行7d所引起的静差的变化盘9. 1. 3 26 气体流量(对气!被测值(m/h)盘程!绘出静差-流盘曲线，包括动控制器)1的%1 a) 静差50%时的最大排气量和输气盘bJ 排气量和输气盘为0.2m /h

17、和0.4m/h时的静差。不连续的输出继动死区所对店的流量值I 9. 1. 4 输出连接密封容器，记录气源的最大流盘在规定的自动和手动两种操作条件下，测量耗I9. l. 5 27 稳态耗气盘(对Im/h 气动控制器)28 耗电量(对电动Iw或VA控制器29 电输出纹波吉盘IV.Hz 30 频率响应增益(图12)频率，Hz31 耐电压试验32 绝缘电阻。33 输入过范围被测值量程的%电量输出信号分别为10%、50%和90%时输出纹波肯量的19.3 峰-峰值、有效值和主频古盘10 获得下列值gu 比例作用高频截止频率b) 低频最大积分增益c) 高额最大微分增益在电源端于和地之间施加试验电压，历时1m

18、in 111. 1 当500V直流试验时，每个电源端子与地间的绝缘电1I l. 2 阻值过载50%，历时1min然后恢复正常，5min后测量静111. 3 差的变化量还应进行设定点过载50%的试验对零点提升的控制器，还应用实际0作为输入信号进行试验16 GB/T 20819.1-2007 输出- - 被测量值/输出记录仪-1日世定点倍号芷生黯lA=开耳B=闭耳B 开关瞌测量值信号盎生器2偏置信号芷生器3信号发生器2一一积分作用试验时产生稳定的直流电压阶跃输人信号s微分作用试验时产生稳定的直流电压输人斜坡信号。信号发生器3一一频率响应试验时产生正弦波信号;jJU速寿命试验时，产尘固定直流偏置电平

19、.J x L 大气开环和闭环试验配置固图2w 如图2一一一电路气源瞌测盟倪/输出记录仪17 测量空气流量配置圈图3GB/T 20819.1-2007 10%比例带C 时间g。图5比例作用记录特性18 GB/T 20819.1-2007 桂测量值xx, 输时间， T1=D2与D，之间时间间隔.圈6积分作用记录特性19 . GB/T 20819.1-2007 To=Dz与D，之间时间间隔.20 被测量值x输出借号y。、时间，.、J品在/。、/ / - 咿/D / / / /二f/ / / / / 时间r1, 圈7微分作用记录特性桂测控制器-B 图8共模干扰试验(电压输入)配置图GB/T 20819

20、.1-2007 . 输出交流平扰测量曰交流输出测量植测控甜器世定点三直流输入借号盎生器2世串点倍号宜生量1串模干扰试验(电庄输入)配置圄图9输出植测控制器世寇点破测盘值世直点咱哥草生器1j 日主流输出测量曰植割量值倍号盘生器2交流发生器三e . 串模干扰试验(电流输入)配置圄图10卜CCAPt-FGB/T 20819.1-2007 CFECRM飞回巳静差-7一-1:-1一一一一一一一一+50% -输出继动死区-咛-_.-50% 输气量/(m3fh) 排气量/(m3/h) 气动控制器流量特性图11v (增蓝1 000 、0+问)K, 、川川J飞 (l+VD) Kp 100 10 Kp w. w, 1 10-3 1 000 w /Hz 100 10 10-1 10-2 频率晌应试验结果图122j虽飞飞, 士、L 飞_S.)二L卢2A 侵极必究睡书号，155066.1-29459定价:22.00元版权专有