T_CHTA 014-2023 热处理设备比例积分微分过程控制器规范.pdf

学兔兔 w w w.b z f x w.c o m 标准下载ICS 25.200 J 66 团 体 标 准 T/CHTA 014-2023 热处理设备比例积分微分过程控制器规范 PID procedure controller specification of heat treatment equipment 2023-12-13 发布 2024-01-01 实施 中国热处理行业协会 发布学兔兔 w w w.b z f x w.c o m 标准下载学兔兔 w w w.b z f x w.c o m 标准下载T/CHTA 014-2023 目 次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 环境条件和技术要求.2 5 试验方法和检验规则.3 6 记录、标志、包装、运输和贮存.7 表 1 EMC 抗扰度试验要求.3 表 2 输入通道数据误差.4 表 3 输出通道数据误差.4 学兔兔 w w w.b z f x w.c o m 标准下载T/CHTA 014-2023 II 前 言 本文件按照 GB/T 1.12020标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本文件由中国热处理行业协会标准化工作委员会提出。本文件由中国热处理行业协会归口。本文件主要起草单位：石家庄德堃电子科技有限公司、广州丰东热炼有限公司、河南天利热工装备股份有限公司、北京热协热处理技术有限公司、海思特（苏州）材料科技有限公司、西安标准热处理有限责任公司、唐山市丰南区合利热处理有限公司、浙江正热智能装备有限公司、北京京杰顿科技有限公司、西安电炉研究所有限公司、北京华翔电炉技术有限责任公司、常州新区河海热处理工程有限公司、河北极太科技有限公司、天津市热处理研究所有限公司、重庆市大正仪表股份有限公司。本文件主要起草人：李亚、夏晓宇、王卫臣、孙超、葛大荣、任宇超、李明科、石向东、吕东显、佟晓辉、马永明、肖明、王立民、包康伟、任宇伟、余维江、杜利民、殷敏洁、殷和平、杨鸽、周洪琴、宋宝敬、李琨、吴艳美、张永武、高新宇、唐凯。学兔兔 w w w.b z f x w.c o m 标准下载T/CHTA 014-2023 1 热处理设备比例积分微分过程控制器规范 1 范围 本文件规定了热处理设备比例积分微分过程控制器的术语和定义、要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输和贮存。本文件适用于各类热处理设备的比例积分微分控制器。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T 191 包装储运图示标志 GB/T 2423.2 电工电子产品环境试验 第 2 部分：试验方法试验 B：高温 GB/T 2900.13 电工术语可信性与服务质量 GB 4943.1 音视频、信息技术和通信技术设备 第 1 部分：安全要求 GB 5296.1 消费品使用说明 第 1 部分：总则 GB/T 15479 工业自动化绝缘电阻、绝缘强度技术要求和试验方法 GB/T 17214.1 工业过程测量和控制装置工作条件 第 1 部分：气候条件 GB/T 17626.11 电磁兼容试验和测量技术电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验 GB/T 17626.3 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验 GB/T 17626.4 电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 GB/T 17626.5 电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验 GB/T 18268.1 测量、控制和实验室用的电设备 电磁兼容性要求 第 1 部分：通用要求 GB/T 18271.1 过程测量和控制装置通用性能评定方法和程序 第 1 部分：总则 GB/T 18271.3 过程测量和控制装置通用性能评定方法和程序 第 3 部分：影响量影响的试验 GB/T 20819.1 工业过程控制系统用模拟信号调节器 第 1 部分：性能评定方法 GB/T 25480 仪表运输、贮存基本环境条件及试验方法 GB/T 26125 电子电气产品六种限用物质的则定 GB/T 26156.2 工业过程测量和控制系统用智能调节器 第 2 部分：性能评定方法 JB/T 12022 过程控制仪表的可靠性要求与考核方法 JJG 617 数字温度指示调节仪检定规程 3 术语和定义 GB/T 2900.13 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1 过程控制器 procedure controller instrument 为达到规定的目标而对影响过程状态的变量进行变送、调节、操纵的总称。学兔兔 w w w.b z f x w.c o m 标准下载T/CHTA 014-2023 2 3.2 比例积分微分调节器（比例积分微分）proportional integral differential regulator 比例、积分和微分控制作用的调节器。3.3 自整定 self-tuning 控制器采用单位阶越整定的方式，自动的计算和设置比例积分微分参数。3.4 单位阶越整定 unit step setting 通过让输出全开和全关的方式，使过程值产生波动。根据振幅和震荡周期计算出各项控制参数。如果系统不允许全功率加热或制冷，可通过输出限幅加以限制，但还要保证过程值能有一定幅度的震荡，来计算控制参数。3.5 模拟报警 simulated alarm 报警用来对过程值超出预定限度进行提示和产生报警信号，是对PV值，输出值等变量进行报警。注：报警类型分为上限报警、下限报警、上偏差报警、下偏差报警、偏差带报警、加热断线报警、输入传感器故障报警和程序运行结束报警。3.6 可靠性特征量 reliability characteristic quantity 衡量产品可靠性的定量化尺度，描绘产品可靠性的参数。注：如可靠度（R）、平均故障间隔工作时间（MTBF）或故障率（）等。3.7 可靠性验证试验 reliability verification test 为验证产品的可靠性特征量是否达到所需求的水平而进行的试验。3.8 加速寿命试验 accelerated life test 为缩短试验时间，在不改变故障模式和故障机理的条件下，用加大应力的方法进行的寿命试验。4 环境条件和技术要求 4.1 环境条件 4.1.1 工作条件 工作条件要求如下：a)温度：-2050；b)湿度：10%90%RH。4.1.2 存储条件 学兔兔 w w w.b z f x w.c o m 标准下载T/CHTA 014-2023 3 存储条件要求如下：a)温度：-4080；b)湿度：10%90%RH。4.2 主要技术要求 主要技术要求如下：a)标准MODBUS RTU通信协议，两线制：校验方式：无校验，奇校验，偶校验；波特率：4800 bit/s，9600 bit/s，19200 bit/s；通讯数据格式：一位起始位，八位数据位，一位停止位；通讯地址范围：1247；b)标准MODBUS TCP协议：通讯地址：0255；子网掩码：0255；网关：0255；c)控制周期：50 ms/100 ms；d)测量精度:0.1%FS；e)采样速率：20 Hz/10 Hz；f)信号测量输入阻抗：电压500 k（5 V、10 V100 k），电流60，热电偶500k，碳势控制氧探头输入时50 M；g)信号输出阻抗（带负载能力）：电压式250 K，电流时300，继电器AC120 V/1 A，DC30 V/1 A；h)电阻应采用三线制测量，信号传输导线每根线电阻不应大于10；i)设备供电：（86260）V/AC(47 Hz63 Hz)；j)输入、电源、输出三端隔离，隔离电压：2000V AC 1 min。5 试验方法和检验规则 5.1 试验条件 试验条件应符合GB/T 17214.1的规定。5.2 试验方法 5.2.1 抗扰度试验 应根据 GB/T 18268.1 的规定进行试验，抗扰度要求应符合表 1 规定。表1 EMC 抗扰度试验要求 序号 试验项目 试验标准 试验参数和条件 1 电快速瞬变脉冲群抗扰度 GB/T 17626.4 在供电电源端口，保护接地（PE）电压峰值为 2 kV，重复频率为 5 kHz；在 I/O 信号、数据和控制端口，电压峰值为 1 kV，重复频率为 5 kHz 2 浪涌抗扰度 GB/T 17626.5 波前时间为 1.2 s，半峰值时间为 50 s，浪涌电压幅度 1 kV 3 射频电磁场辐射抗扰度 GB/T 17626.3 频率范围：80 MHz1000 MHz，试验场强：10 V/m 学兔兔 w w w.b z f x w.c o m 标准下载T/CHTA 014-2023 4 5.2.2 模拟量输入通道试验 应根据 GB/T 26156.2 的规定进行试验，在信号输入端分别输入各种信号，操作数据键盘显示设定组件上的输入数据键，由显示部分监视转换结果，与标准数据误差应符合表 2 的规定。表2 输入通道数据误差 名称 信号量程 误差 电流信号输入（420）mA a%FSd（010）mA a%FSd 电压或热电偶信号输入（05）V a%FSd（-2020）mV a%FSd（010）mV a%FSd 热电阻信号或电阻信号输入 Pt100 a%FSd Cu50 a%FSd（0400）a%FSd 注：a量化误差之外的其它因素引起的综合最大测量误差系数，即准确度等级。准确度等级 a 从下列数系中选取：0.1、0.2、0.5；FS输入信号的量程；d输出信息末位 1 个字所表示的值。5.2.3 输出通道试验 应根据 GB/T 26156.2 的规定进行试验，键盘显示设定组件，通过精密测试仪监视转换结果，与标准数据比较其误差应符合表 3 的规定。表3 输出通道数据误差 输出信号和数字显示等 误差（010）V a%FSd（15）V a%FSd（420）mA a%FSd(020)mA a%FSd(010)mA a%FSd 开关量 09999 a%FSd 数字显示-19991999 a%FSd 注：误差栏的字母含义见表 2 注。学兔兔 w w w.b z f x w.c o m 标准下载T/CHTA 014-2023 5 5.2.4 数据通信试验 利用比例积分微分过程控制器与上位机联结方法进行通信测试，应按 GB/T 3453 的规定进行试验。5.2.5 指示表指示试验 手动方式分别使给定值、被控值和输出指示表指示值依次对准标度值为 0%、25%、50%、75%、100%，记下标准仪器的相应示值。然后，再依次对准标度值为 100%、75%、50%、25%、0%，记下标准仪器的相应示值。上述步骤应重复三次，从这些测试中，计算出平均误差及回差并取得最大值。5.2.6 比例、微分、积分作用试验 应按 GB/T 20819.1 进行试验。5.2.7 给定值与手操输出试验 在手动状态下，操作对应的操作按钮，使给定值及手操输出变化到最大值及最小值，检查 0%100%范围调整时，其对应端信号是否满足 4 mA20 mA、0 mA10 mA、1 V5 V、0 V10 V 等。5.2.8 环境温度变化、相对湿度变化、机械振动影响试验 应按 GB/T 18271.3 进行试验。5.2.9 供电电源变化、电源瞬间中断影响试验、电源瞬时低降影响试验 应按 GB/T 17626.11 进行试验。5.2.10 共模干扰、串模干扰试验 应按 GB/T 18271.3 进行试验。5.2.11 输入阻抗和负载变化影响试验 输入阻抗和负载变化影响方法如下：使过程控制器的输出信号稳定在量程 50%处；测量当负载阻抗从最小值变化到最大值时，所引起的过程控制器输出变化量。过程控制器还应在开环情况下进行 1 min负载短路及负载开路试验，然后恢复标准负载，测量