GBT 17212-1998 工业过程测量和控制 术语和定义.docx
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1、 前言本标准是根据国际电工委员会 工业过程测量和控制 术语和定义 年第一版 制订的 在技术内容和编排方式上与该国际标准等同为与国际标准一致 本标准按照概念的层次分类 通用概念的术语和定义放在各类术语和定义的前面 每一个定义的术语给出一个编号 根据编号明确术语的分组 并在每个术语编号前加总首标 表示工业过程测量和控制术语和定义 本标准中术语和图的编号均与 相一致为符合 标准化工作导则 中规定的编写格式和使用方便 并尽量保持被采用国际标准的编写顺序 本标准用附录标准的附录 按汉语拼音字母索引 代替 中第 章 按编号索引并将其第 章 按字母索引 编为本标准附录标准的附录 按英语字母索引本标准中方括号
2、内的词为可换用的词 圆括号内 除作说明外 为可省略的词本标准从生效之日起 同时作废本标准的附录附录 都是标准的附录本标准由中华人民共和国机械工业部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归口本标准由机械工业部上海工业自动化仪表研究所负责起草 主要参加起草单位 机械工业部重庆工业自动化仪表研究所 西安工业自动化仪表研究所本标准主要起草人 邵志勇 李明华 潘厚昌 陈善友本标准委托机械工业部上海工业自动化仪表研究所负责解释前言有关技术问题的正式决议或协议 是由所有对此特别感兴趣的国家委员会派代表参加的技术委员会制订的 这些决议和协议尽可能地表达了对所涉及的问题在国际上的一致意见 这些决议或
3、协议以推荐标准的形式供国际上使用 并在此意义上为各国家委员会所承认 为了促进国际上的统一 希望各国家委员会在其国内情况许可的范围内 采用 推荐标准的文本作为他们的国家规定 推荐标准与相应的国家规定之间 如有不一致之处 应尽可能在国家规定中明确指出序言本标准由第 技术委员会 工业过程测量和控制 制订本标准的文本以下列文件为依据六月法 文件表决报告 中办 中办有关表决批准本标准的全部情况可参见上表指明的表决报告本标准引用下列出版物出版物工业过程控制阀 第 部分 总则 可编程序测量仪表的接口系统 字节串行 位并行工业过程测量和控制装置的工作条件第 部分 温度 湿度和大气压本标准中不属于 特殊需要的术
4、语采用有关标准化的基础通用术语 例如 导则标准化及相关活动的通用术语及其定义中华人民 共和国国 家标准 工业过程测量和控制 术语和定义目的本标准的目的是为了使工业过程测量和控制领域的术语和定义标准化适用范围工业过程测量及控制的术语和定义规定了描述硬件和软件系统以及系统元件的特性 规范和合格检定的专门术语 这些术语可用于定义与工业过程测量和控制装置可能面临的工作条件及可能受到影响的其他有关术语 希望教育和出版界也能采用本术语本标准包括一般术语和专业术语 用以描述过程工业测量和控制仪表装置和仪表系统的物理性质用途和性能 过程工业包括化学 石化和石油工业 发电 食品 纺织和造纸 冶金工业以及空调设备
5、等众多工业行业在使用本标准时 使用者应切记本标准的主要用途是作为工业过程测量和控制学科的公共语言说明本标准是根据所涉及的基本概念划分大类的本标准认为还需要继续考虑新的术语和定义本标准尽量考虑了其他有关出版物中合适的术语和定义总体结构通用术语本节术语适用于本标准其他多个章节 功能术语本节术语描述元件 系统和信号的功能特性 从这个意义上来说 不应忘记元件和系统也可以具有抽象的或结构上的性质 本节分为下列小节 功能通用术语这些术语适用于本节的多个小节信号和通信术语这些术语用来定义系统的元件间接口通信的功能特性测量术语这些术语用于测量及有关概念 控制术语这些术语用于描述控制系统中信号间的关系和有关概念
6、国家技术监督局批准实施 硬件术语硬件术语通常由硬件的功能来定义 有时由硬件的机械构造来定义 硬件通用术语这些硬件术语适用于本节的多个小节 测量硬件术语控制和计算硬件术语终端控制元件术语监视硬件术语辅助硬件术语结构硬件术语 安全硬件术语 数字技术术语这些术语专门用于描述数字计算机的功能 数字技术通用术语语言术语 程序设计术语 有关保证措施的术语 数字通信术语数字硬件术语 保证和可靠性术语保证和可靠性术语包括与装置和系统的监视以及运行保证 如通信保证技术和信号鉴定技术 有关的术语 与提高系统可靠性有关的术语 如冗余等 和用作度量或表达可靠性程度的术语亦包括在本节中 工作条件术语本节术语描述工业过程
7、在运行中所处的环境工作条件 包括像参比标准和工作等级这样的概念术语和定义通用术语 基础通用术语 系统 为实现规定功能以达到某一目标而构成的相互关联的一组元件注 系统与周围环境及其他外部系统之间被认为由一假想面隔开 此假想面切断该系统与周围环境和外部系统之间的联系 系统通过这些联系受到周围环境的影响和外部系统的作用 它本身也对周围环境或外部系统起作用 测量以确定量值为目的的一组操作 控制为达到规定的目标 在系统上或系统内的有目的作用注 除控制作用本身外 控制可包括监视和安全保护 控制系统 通过精密制导或操纵一个或几个变量以达到预定状态的系统注 控制系统分为主控系统和被控系统 见图和小节 图控制系
8、统 线性系统 可用一组线性方程式描述的系统注 对规定范围内的任何输入值 线性系统传递函数的系数是恒定的 它对同时存在的几个输入的时间响应等于对每个单独输入的时间响应之和 不符合这些条件的系统称为 非线性系统 工业过程 基本完成一个或一系列物理变换或化学变化的一组运行注 其他过程如物质或能量的输送和 或 暂时贮存 信息的传输等可看作是工业过程的一部分 在线当设备或装置随工业过程在线运行时 在过程发生的当时作用于工业过程和 或 受这个过程的作用 离线当设备或装置随工业过程离线运行时 在过程发生的当时与此工业过程有联系 但不作用于这个工业过程或不受这个过程的作用 过程测量 确定各过程变量值的信息获取
9、 过程控制 为达到规定的目标而对影响过程状况的变量的操纵 技术规范 规定产品或服务的特性 如质量水平 性能 安全 尺寸等 的文件 它可包括术语和定义 符号 试验和试验方法 包装 标记和标签要求 技术规范也可采取实施规程的形式 标准规范 由受影响的整个同业以科学 技术和实践经验的综合成果为基础 以提高最佳社会效益为目的而合作拟订且一致同意或普遍赞同 经国家 区域或国际级公认的团体批准 提供给社会各界使用的技术规范或其他技术文件注 在某些用语中 标准 一词还经常用于表示有别于本定义的含义 在这种情况下 它可以是一种不完全符合本定义所规定全部条件的技术规范 例如 公司标准 测量标准 器用以定义 实现
10、 保持或复现一个量的一个或多个已知值的单位的实物量具 测量仪器或系统 其目的是通过比对把这些量值传递到其他测量仪器例如 质量标准标准量块 标准电阻饱和惠斯登标准电池 标准安培表 铯原子频率标准 算法 按一定步数解题的一组明确规定的法则 参数 描述给定系统内各变量关系的量注 参数可以是常数 也可取决于时间或某些系统变量的大小 配置 组态 硬件的 配置系统设计的一个步骤 选择组件 指定其位置及确定它们之间的连接 软件的 组态在预先装入逻辑组件的系统或装置中 主要通过键盘操作选择需要的组件指定其适当的逻辑位置 即控制回路 显示点等 并将它们连接起来 它与编制程序不同 程序为得到一定结果而提出的一系列
11、操作 判定表列出在确定一个问题时所要考虑的各种可能性 包括需要采取的措施的表格 有时用于代替程序文件的流程图表 流程图表定义 分析或解题方法的图解表示 图中用符号表示操作 数据流 装置等 流程图 描述工业过程的图解表示 未知框用来描述实现某种功能而仅知其输入和输出信号的装置的通称 功能块系统的限定部分 它至少具有一种功能 其特征是具有最低数量的明确的输入和输出信号 方块 框 图 用表示信号流向的定向连线 但无需标明全部连线 所连接的功能块来表示系统或系统一部分及其内部功能关系的图 初始化产生或建立基本条件或起动状态 组合性 通过对易与其他部件或单元连接或配置的分立单元进行组合 赋于系统功能适应
12、性的特性 装置实现预定功能的器械或硬件元件 操作员 启动和监视一个工艺过程和 或 其主控系统 可以是计算机 运行的人员 补偿 采用特殊结构 附加装置 线路或特殊材料等以抵消规定工作条件变化所造成的误差源的作用 兼容性 功能单元满足规定接口要求的能力数据和信号术语 数据按已知或假定的排列来表示信息的字符或连续函数 模拟数据 仅由连续函数组成的数据 数字数据 仅由字符组成的数据 变量其值可变且通常可测出的量或状态 信号 其一个或多个参数载有信号所表示的一个或多个变量的信息的物理变量注 这些参数称为信号的 信息参数例如 对于调幅正弦载波 瞬时振幅为信号的信息参数 对于以持续时间或位置调制的脉冲信号
13、每一脉冲的持续时间 或宽度 或位置分别为信号的信息参数 模拟信号 信息参数可表现为给定范围内所有值的信号 标准化信号 具有标准化的上 下范围值的信号例如 数字信号 信息参数可表现为用数字表示的一组离散值中任一值的信号 输入信号 施加到装置 元件或系统输入端的信号 输出信号 由装置 元件或系统送出的信号 量化 将一个变量的范围分割成数目有限且未必相等的不同小范围的过程 每一个小范围由称为量化值的指定值来表示 量化信号 具有量化信息参数的信号 二进制信号 仅有二个值的量化信号 范围所研究的量的上 下限所限定的数值区间 见图注 术语 范围 通常加修饰语 例如 它可应用于被测变量或工作条件 量程给定范
14、围上 下限值之间的代数差 见图例如 范围 时 量程为 范围 时 量程为 范围 时 量程为 范围 时 量程为 范围时 量程为 静态和动态特性术语 静态和动态特性通用术语 时间响应 一个输入变量的规定变化引起系统输出变量随着时间的变化 阶跃响应 一个输入变量的阶跃变化引起的系统时间响应 见图注 由确定输出响应对相应的输入阶跃之比得出线性系统的单位阶跃响应 斜坡响应一个输入变量的变化斜率从零逐步跃增到某个有限值引起的系统时间响应 脉冲响应 在一个输入上施加一个脉冲函数引起的系统时间响应注 在线性系统中 单位脉冲响应 加权函数 是单位阶跃响应的时间导数 稳态 系统的特性参数保持恒定的系统状态注 例如
15、正弦量的特性参数是均方根值 频率和初始相位图系统对输入阶跃增量的典型时间响应 瞬态变量在两个稳态间迅速过渡时的状态 拉普拉斯变换 函数对复变量 的函数的变换 变换式为 傅里叶变换函数对实变量 的函数的变换 变换式为 传递函数在线性系统中 当所有初始条件为零时 输出信号的拉普拉斯变换对相应输入信号的拉普拉斯变换之比 频率响应 在线性系统中 输出信号的傅里叶变换对相应输入信号的傅里叶变换之比注频率响应与复平面虚轴上取得的传递函数相一致频率响应是稳态正弦输入与得出的基本正弦输出之间幅值和相位两者依赖于频率而定的关系 描述函数 在稳态非线性环节中 对正弦输入信号只取输出信号正弦基波分量的频率响应注 描
16、述函数可取决于输入信号的频率和幅值 或只取决于输入信号的幅值 稳定性 系统受外界扰动偏移稳态条件后 当扰动中止时回复到原稳态条件的特性 增益 在正弦稳态线性系统中 输出信号幅值与相应的输入信号幅值之比注增益是频率响应的绝对值实际使用中 除零频率外各频率上的增益常被称为 动态增益 以区别零频率上的 静态增益 对数增益 以分贝表示的 之值 其中 为增益 衰减由于线路或传输距离影响造成的信号减小注 衰减可用无量纲比值 标量比值或分贝表示 相角 在正弦稳态线性系统中 输出信号与相应的输入信号之间的相位差 见图注 相角是频率响应的判据 输送延迟 由输送物质所需的时间或信号有限传播速率引起的延迟 时滞从输
17、入变量产生变化的瞬间起至输出变量开始变化的瞬间为止的时间间隔 见图 时间常数时间常数 是由阶跃或脉冲输入引起的一阶线性系统的输出完成总上升或总下降 所需的时间注这种时间响应由或按情况决定 描述 其中是时间常数在高阶系统中 过程的每一个一阶组分都有一个时间常数 在博德图中 折角频率出现在 振荡的 阻尼 振荡的幅值随时间逐渐减小 阻尼比 二阶线性系统自由振荡的阻尼度量 以输出在最终稳态值附近的一对 方向相反的 连续摆动的较大幅值与较小幅值之商表示 无符号 见图 图 二阶迟后系统的阻尼响应 自然固有频率 由微分方程描述的二阶线性系统的频率 阻尼因数 由微分方程描述的二阶线性系统因数的值 特征频率 具
18、有阻尼因数的二阶线性系统阶跃响应的视频率与自然固有频率的关系为 注 对于阶跃变化所描述的阶跃响应是由二阶系统微分方程给出的 谐振频率 与系统的固有频率相一致 从而引起输出显著变大的正弦输入信号的频率注 在传递函数包含由下列微分方程描述的元素的线性系统中相应频率响应的增益在处为最大与自然固有频率的关系为 阶跃和斜坡响应术语 瞬时过冲在阶跃响应中 输出变量偏离最终稳态值的最大瞬态偏差 以最终稳态值与初始稳态值之差的百分数表示 见图和 上升时间在阶跃响应中 从由零开始的输出信号达到最终稳态值规定的小百分数 例如 的瞬间起 至 第一次达到该最终稳态值的规定大百分数 例如 的瞬间为止的时间间隔 见图 建
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