JB/T 9270-1999 工业控制微型计算机系统过程输入输出通道模板试验检查方法.pdf
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1、1 52 5 . 以 0 N 1 8 JB 中 华 人 民 共 和 国 机 械 行 业 标 准 B月一 9 2 7 仓一1 9 9 9 工业控制微型计算机系统 过程输入输出通道模板试验检查方法 玩d ustriaicon tr 0 1 面c r OC0 m P u t e r s y s l e m一 Me t h 创 如of t es 6 n ga n dc h ec苗 n g t h e mo d ulesof P r oCess l / oc 加 旺 田 e 】 1 9 9 9 一 0 8 一 0 6 发布 2 0 0 0 一0 1 一 0 1 实施 国 家 机 械 工 业 局发 布 J
2、 B广 1 、 望7 卜ee 1 9 9 9 目次 目 组 吕 1 范 围 引用标准 1 定义、 符号、 代号 1 试验条件 。 2 外观检查方法 , 4 3 模拟量输人 通道 模板系列的试验检查方法 , 3 模拟t输出 通道 模板系列的试验检查 方法 。 “ 二 7 数字t输人 通道模板系列的试验检查方法 。 4 4 “ 9 数字t输出 通道模板系列的试验检查方法 。 “ “ “ 10 脉冲盘输人通道模板系列的试验检查方法 n 中断输人通道模板系列动作功能试验检查方法 环境适应性检查方法 。 。 。 。 。 。 , 1 2 。 。 。 。 。 。 1 3 23456789101112 JB
3、理 望7 仔一1 999 前言 本标准 是对zB N18 田公 一 8 8 工业控制微型计算机系统过程输人输出通道模板试 验检查方法的 修 订。修订时, 对原标准作了编辑性修改, 主要技术内容没有变化。 本标准自 实施之日 起, 代替ZB N 18(X2 一8 80 本标准由全国工业过程测t和控制标准化技术委员会提出。 本标准由 全国 工业过程测量和控制标准化技术委员会 第二分技术委员会归口。 本标准负责起草单位: 重庆工业自动化仪表研究所。 中 华人民 共和国机械行业标准 工业控制微型计算机系统 过程输入输出通道模板试验检查方法 JB 厅 眨7 任一1 9 99 代替ZB N 18印2 一
4、- 肠 】 回.曰时 目口. 廿 旧创曰目皿训妙 盯 成 曰 .一 扮 血 均 目 面or. 喇1 电叨 dd 峨 如嗯血 m 回 目 .ofP n x 巴 ” 1 力 o d 如 口n 日 范围 本标准规定了工业控制微型计算机系统过程抽人愉出通道模板 ( 简称通道模板) 性能评 定的通 用试 验检查方法。 本标准提供的检查方法、 试验电路示惫图等 可按产品 具体 情况 灵活选择。 本标准 适用于一般工作条件下, 通道模板的 下列功胎检查: 模拟 t输人; 模拟t输出; 数字t输人; 数字t输出; 脉冲量输人; 中断输人。 本标准不适用于特殊工作条件下的通道模板功能检查。 2 引用标准 下列标
5、准所 包含的条文, 通过在本标准中 引用而构成为本标准的条文。 本标准出版时, 所示版本均为 有效。 所有标准 都会被修订, 使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB汀料5 1 一19 84 工 业自 动化仪表振动( 正弦) 试验方法 3 定义、 符号、 代号 下列定义、 符号和代号仅适用于本标准。 3 . 1 过程箱人输出 通道 将与被控参数( 如温度、 压力、 流 t、 物位、 成份、 阀 位、 触点) 相 对应的电流、 电压模拟信号、 开关、 频率、 脉冲等信号, 转换成计算机所能接受的 数字信号 输人, 或把计算机输出的 数字信号转换成相对应的 电压、 电流 模拟信号
6、、 开 关、 频率、 脉冲信号等愉出的 各种功能部位的总称( 简称过程通道) 。 3 . 2 过程 输人输出通道模板 实现过程输人输出 通道功 能( 包括辅助功能) 的模板。 3 . 3 半隔离型通道模板 指 输人 或输出) 路与路之间不隔离。仅对计算机地隔离的通道模板, 亦称 后隔离。 34 全隔离型通道模板 国家机械工业局 1 9 9 9 一 08 一 加 批准2 以刃一01一01 实施 JB 理 望7 任一1 9 9 9 指输人( 或输出) 不 仅与计算机地隔 离, 而 且各路之间 也隔 离的 通道模板。 3 . 5 路 过程通道中, 输人输出信号的传输路径和计数单位。 3 . 6 采样
7、 取一定时间内某一连续变量现状的过程。 3 . 7 模拟量 按连续函数规律变化的t。 3 . 8 数字t 与数字对应的 离散( 多 位状态) 且。 3.9 脉冲t 用脉冲的宽度或脉冲的个数所表示的信号t。 3 . 1 0 频率t 用等时间间隔的连续变化盘的个数所表示的信号t。 3 . 11平均误差 测t结果的 平均值与真值之 差, 用其与t程之比 的百分数表示。 3 . 12基本误差 过程通道在规定的参比工作条件下确定的误差。 3 . 13阐值 逻辑电路的开门电平或关门电平。 3 . 1 4 真值 一个严格定义的t的理论值。 31 5 浮空地 与逻辑地隔离的信号地。 3 . 1 6 t程 范围
8、的上限值和下限值的代数差。 3, 7 符号意义 Af模拟t翰人 AO模拟t翰出 DI数字量输人 加数字量输出 C M R R 共模拟制比 S M B 丑串模拟制比 E cm共模电压 Esln串模电压 云 表示某一路 j 表示某一试验点 : t程 肠电压 稳定 度 乱 电流稳定度 n 某一路试验点的个数 m 某一通道模板路的个数 4 试验条件 JB 理 尧7 分一1 9 99 41 环境条件 4 . , . 1 标准大气条件 温度: 20; 相对湿度: 65%; 大气压力: 1 01. 3 k Pa。 41 . 2 参比 大气条件 通道的 参比功能 应在下述大气条件下进行试验: 温度: 20土
9、2 ; 相对湿度: 印%一 70%; 大气压力侣 G J a 一 1 秀 P a a 用于热带、 亚热带或其它特殊环境的通 道模板, 其参比 大气条件按有关标准规定。 4 . , . 3 一般试验大气条件 当 试验不可能或 无必要在参比试验大气条件下进行时, 推荐采用下述大气条件: 温度: 15 一 35; 相对湿度: 45%一 75%; 大气 压力: 8 6 k 、一 1 砚 万 k Pao 任何试验期间, 允许温度最大变化率为1 /1 Q n , 并在测试报告中注明实际的 大气条件。 4 . 14 其他环境条件 外界 磁场: 除地磁场外, 应使其它外界磁场小到可以忽略不 计; 机械 振动:
10、 应使机械振动减少到可岁忽略不计。 周围 空气中 不含有对铬、 镍镀层、 有色金属及其合金起腐蚀作用的 介质, 以及易嫌易爆的物质。 4.2 动力条件 4 . 2 . 1 公称值 应符合有关标准 或由 制造厂与用户协商确定。 42 . 2 电源允差 电压: 士1 %; 频率: 士1 %; 交流电 源谐波含t: 5 %; 直流电 源纹波: ( 0 . 1 %。 4 . 3 其它条件 4 . 3 . 1 测盆系统的误差限 供测试用的测t系统误差限, 应在试验报告中说明, 且应小于或等于被测通道模板所规定误差限的 1 /40 4 . 3 . 2 通道模板的预热 通道模板在接通电源后, 应按制造厂规定
11、的时间 进行预热, 如制造厂未作规定, 允 许预 热3 压 1 五 n o 4 . 3 . 3 在试验开始前允许调枯零点和t程. 在试验报告中记录实际情况。 5 外观检查方法 用目 测 方法, 对通道模板进行全面检查, 特别应检查通道模板有否断裂和机械损伤, 元件有否松动。 6 模拟,输入通道模板系列的试验检查方法 6 . 1 检查项目 JB 厂 1 , 眨7 0-一1 9 99 a)绝缘电阻检查; b) 动作功能检查; 寻址功能检查; 采样速度检查; c ) 精确度检查; d) 抗干扰检查; 共模干扰; 串模干扰; e)特殊功能检查。 6 . 2 检查方法 6 . 2 . 1 绝缘电阻检查
12、本检查方法仅适用于隔离型的通道模板,对非隔离型的通道模板绝缘电阻检查方法由供需双方商 定。 6 . 2 . 1 . 1 半隔 离型通道模板 将输人端子全部短接后与计算机地之间用规定直流电压兆欧表进行测试。 绝缘电阻值应符合制造厂 规定。 6 . 2 . , . 2 全隔 离型通道 模板 除按6 . 2 . 1 . 1 测试方法测试以外, 还应将各路输 人端子分别短接, 参照 上述方法测最各路输人端子 之间的绝缘电阻。 6 . 2 . 2 动作功能检查 6 . 2 . 2 . 1 寻址功能检查 对被测通道模板的某一路输人 卯%量程的被测信号, 其它路都输人零信号, 然后使用测试检查程序 进行测试
13、, 并在 C 叮 上或者其它显示仪器上观察, 结果只有该路有信号, 其它路均为零。按上述方法对每 路都测试一遍, 确认寻址功能正常。 6 . 2 . 2 . 2 采样速度检查 任选两路, 在测且范围下限值的基础上, 分 别加人量程的5 % 和95% 输人信号, 以制造厂规定的 最高 采样速度进行交替采样测试, 测试结果应符合规定精确度指标要求。 此时, 用示波器或计时器测定AI通 道模板进行一次采样所用时间( 采样时间) , 取其倒数即为 采样速度。 6 . 2 . 3 精确度检查 通道模板的精确度为实测的平均误差与 3 倍的均方根误差之和。 试验电路见图 1 所示。 图 I AI 通道模板基
14、本试验电路示惫图 试验用的信号源应为标准信号源。 试验中, 采 样速 度应取被 测通道模板产品说明书的规 定值。 试验中, 应根据被测从通道模板各路的 最程大小, 分别选定若干值为试验点, 每路试验点数至少5 个, 要求均匀分布在整个量 程范围内, 包括接近但不等于测量范围上、 下限值在内的 二个点, 同 时各路的 JB z 产 rg 2 7 分一1 999 试验点数还应与被 测通道模板的精确 度要 求相称。 例如: 某A-I 通道模板某一路的测盆范围为0一 SV, 精确度要求为 0 . 2 级。 则其量程为 SV, 试验点可选 定为量程的5 %, ZD%, 40%, 50%, 印%, 80%
15、, 95%, 共计7 个点。 精确度检查步骤如下: a) 任选一路, 先后加人选定的不同输 人信号 真值; b) 使用测试检查程序, 对 每个试验点 分别 重复L 次测试, 重复次数L 可以从32, 64, 1 28, 256 , 5 1 2 , 1 0 2 4中任选一种, 然后根据测得的数据, 按下列计算式, 分别计算每个试验点的平均误差与均方根误差。 X , 全 : :,。 一L 、 _ 迷 土丛盛 竺 . , m 二. . _ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , , 、 1吕 1 1户甘几、 洲J 砂 、 , IJI
16、 (s)闭 几 j =y i j +3 a 了 式中: X*j 第1 路第j 试 验点测试共L 次的 平均值; X。 J , 第1 路第j 试验点第 次实测 值; L重复测试次数; y j 第 1 路第j 试验点的平均误差; X j 。 第 1 路第j 试验点 输人信号真值( 即 数字电压表显示值) ; 口 j 第1 路第j 试验点的 均方根误差; 几 j一 第1 路第J 试 验点精确度。 按照上述方法, 对各路进行测试, 若有可能也可以多路同时测试。 根据测试计算结果, 选择各路各测试点中测得的最大精 确度值住 力表示该模板的精确度。 当以平均误差评定通道模板性能时, 应选择测试结果中最大的
17、平均误差来表示。 6 . 2 . 4 抗干扰检查 6 . 2 . 41 共模干扰 共模干扰 试验电路见图2 所示, 任选一 路作试验, 使用测 试检查程序进行检查。并规定: a) 在输人信号源的高 位端或者低位端, 串 接不平衡电阻R , 阻 值按制造厂规定; b) 屏蔽线长度为8 b一 1 2 0 刀 ( 或按制造厂规定) ; 。 ) 输人信号为量程的50%; d) 共模电 压E cln 按制造厂规定( 对交流 共模干 扰信号应为犯压正弦波, 并以 峰峰值计算) 。 浮空 地 a)隔离型模板 JB 理 眨7 仆一1 9 99 信号地 b ) 非隔离型模板 图 Z AI通道模板共模干扰试验电路
18、示意图 6 . 2 . 4 . 1 . 1 直流共模干扰 未加 干扰时, 对被测Al通道模板某一路输出 信号重复测量32次, 按公式( 1) 计算求取平均值。 加人共模电压重复上述试验。 计算加千扰前后, 实测结果平均值的差值, 并折 算成相应输人值。 直流共模抑制比按 式( 5 ) 进 行计算: E c r n DCCMRR 二 20 1 9 丽” “ ” “ ” ” ” “ “ ” ” “ “ “ “ “ “ “ ( 5) 式中: X 折算成相应输人值的实测结果平均值之差值。 6 . 2 . 4 . , . 2 交流共模干扰 a)采样时间少于 l ms 的Al 通道模板, 按下列方法进行试
19、验, 并计算交流共模抑制比。 加人共模电压E c m后, 在略大于2 a l 班的 时间内, 以 均匀的 采样间隔时间, 对输人信号重复测量不少 于 16次, 求 取测量值中 峰值( 最大值) 与谷值( 最小值) 之差, 折算成相应输人值八 ¥ ; , 作为 一组。 重复上述测量 1 6 32组, 求出 各组数据的 峰谷差值 足 , 然后求出各个从 * 的平均值 无 , , 交流共 模抑制比按式( 6)计算。 一 E c m ACCMRR = 2 015区 庵 万 式中: 鲜 , 折 算成相应输人值的各组测量值中峰值与谷值 差值的平均值。 b) 采样时间不少于 1 二的Al通道模板, 按下列
20、方法 进行试验, 并计算交流共模抑制比。 加人共模电 压E c m 后, 用随机采样方法进行测量, 次数不少于 1 00次, 求取测量数据中的最大值与最 小值之差值并折算成相 应输人值 X 。交流共模抑制比 按式( 7 ) 计算: E e l ll ACCMRR = 2015云 反 万” “ “ ” ” “ “ “ ” ” “ ” “ ( 7 ) 式中: A 丫 折算成相应输 人值的 测量值中 最大 值与 最小值之差值。 6 . 2 . 4 . 2 串模干扰 串模干扰试验电路见图3 所示。使用测试检查程序进行检查。并规定: a) 在输人信号源的高位端或者低位端, 串接不平 衡电 阻R , 阻值
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