ICS 25. 040. 40 N 10
G
中华人民共和国国家标准
GB/T 28475.1-—2012
工业炉窑控制装置第1部分：通用技术条件
Microprocessor control equipment in industrial stove--
Part 1 :General specification
2012-11-01实施
2012-06-29发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会 发布 GB/T 28475.1—2012
前言
本部分按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。 GB/T28475《工业炉窑控制装置》分为两部分：
第1部分：通用技术条件；第2部分：性能评定方法。
一
本部分是GB/T28475的第1部分。 本部分由中国机械工业联合会提出本部分由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会(SAC/TC124)归口。 本部分由负责起草单位：福建上润精密仪器有限公司。 本部分参加起草单位：上海亚泰仪表有限公司、福州福光百特自动化设备有限公司、西南大学。 本部分主要起草人：戈剑。 本部分参加起草人：王子江、蔡铁强、张新国、张建成、黄伟、刘枫、祝培军、祁虔
1 GB/T 28475.1—2012
3.3
传输时间transmission time 从操作人员输人命令到处理器接受信息所需时间。
3. 4
输出响应时间 output response time 在过程输出通道中，从微处理器输出到过程输出通道的模拟量达到执行机构前端所需时间，或开关
状态值达到规定状态所需时间。 3.5
自保持功能self holding function 在微控装置主电源发生故障造成停机的情况下，过程输入通道采样值或过程输出通道的输出值在
一定期间内保持停机前数值或保持某一值的功能,这一期间至少能使操作者能够按照控制工艺进行安全处理。
4分类和标记
4.1规模
微控装置的规模以组成闭环控制系统回路数或开环控制系统路数被划分为：单回路；双回路; 多回路：八回路以下，以2为模；八回路以上，以4为模，即8、12、16、最多32回路。
4.2结构模式 4.2.1概述
微控装置结构形式分为仪表型和装置型两种。
4.2.2仪表型
具有与调节仪表相同的外型结构、操作方式和显示方式的结构形式。比较适用于8回路以内的微控装置。
仪表型结构的外型尺寸应符合GB/T 22162的规定。
4.2.3装置型
采用柜式、台式、嵌入式结构的微控装置。一般采用模块式组成方式，配备有一种或几种外部设备（例如，显示器、打印机等）。
装置型结构的外形尺寸应符合GB/T3047.1的规定。
5要求
5.1功能要求 5.1.1概述
微控装置的硬件总体及适应配置的软件总体组成的系统应具有5.1.2～5.1.11所规定的功能要求。
2 GB/T 28475.1-2012
5.1.2接受信息功能
微控装置应具有下列信息的接受能力,接受信息的内容、类别、规模和信息接受方式由用户与制造商的协议确定。
a）接受被控工业炉窑生产过程的参数和运行状态等信息，可接受信息如下：
-模拟量信号：4mA～20mADC信号或1 V～5VDC信号;直流毫伏(例如热电偶）、电阻 (例如热电阻)信号;0mA～10 mA DC信号或0 V～10 V、0 V～5VDC信号;
一
数字量信号：可接受接点的通断状态或电平高低状态的开关量信号和脉冲信号。 b）接受操作人员通过操作台或操作面板操作所发出的各种指令，修改各种调节参数、转换系数、
设定值和运算系数等，执行启停命令、联机/脱机命令和执行显示、打印命令。接受操作人员操作动作的传输时间不大于0.2 s。
c）接受操作人员通过编程器进行的程序修改或生成新程序的操作命令。 5.1.3存储功能
微控装置除应具有足够的存储程序和数据的存储容量外，还应具有存储可修改常数、系数和动态参数的存储容量，这些存储信息可以修改或调出（或按时序调出）
5.1.4连接功能
微控装置应具有根据用户与制造商的协议将信息输出到数字显示器或图形显示器、记录仪、打印机和其他外部设备的连接功能。 5.1.5过程监视功能 5.1.5.1概述
微控装置对下列功能应根据用户与制造商的协议选择全部或部分，并确定报警的规模、范围、内容和形式,选择相应的显示方式。 5.1.5.2报警功能
微控装置应具有下列报警功能：根据用户与制造商的协议,可对指定的任一路模拟量、数字量和中断输人处理后实现检测参数的
上、下限越限报警，变化量越限报警、控制输出越限报警等。从出现报警信息到发出报警信号的响应时间不大于采样周期的二倍。 5.1.5.3显示功能
微控装置应具有下列显示功能，所需具体显示内容、方式和配置显示设备等由用户与制造商的协议确定。
a） 模拟式或数字式指示或记录（打印）。可实现选点显示、分组或分批显示、自动巡回显示等方
式。显示内容应包括所接受的全部参数、积算值、设定值、调节参数值、控制输出值、被控设备启停状态、本装置的状态和在运行中所需修改的各种常数、系数值、上限值、下限值、实时时间值(至少时、分)等。单点显示的响应时间不大于5s,批量式图象显示的响应时间不大于30 s，字符、图象保留时间不小于2 s;
b）图形显示应包括流程图(或模拟图)显示、趋势显示等内容。 显示的参数值采用法定单位制，除非另有规定，显示精确度不低于用户与制造商的协议要求，同一
3 GB/T 28475.1-2012
参数有多个显示装置时,至少有一个显示装置要满足用户与制造商规定的精确度要求。 5.1.5.4事故记录和指示功能
根据用户与制造商的协议，微控装置可具有对生产过程的事故进行实时、追忆或预报记录、指示功能。 5. 1.6过程控制功能 5.1.6.1控制方式
微控装置应能实现直接数字控制(DDC)和设定值监督控制(SPC)等控制方法。
5. 1.6. 2 基本控制算法
根据用户与制造商的协议选择适应于被控制设备所需的具体功能应组成所需的控制系统，例如炉膛压力，燃料压力，炉膛温度等控制，可实现下列基本算法：
a）比例，积分和微分(PID)三作用控制算法及其变形（例如微分先行，积分分离，带死区等)算法； b）串级控制; c）单交叉或双交叉燃烧控制,尾气氧量校正控制； d）比值控制; e）前馈控制; f）选择性控制和超驰控制; g）约束控制; h）纯滞后补偿; i）程序控制等。 对于单回路控制系统,要求比例带范围不小于1%到1000%，比例带标度误差小于土10%；再调时
间范围不小于 1 s～3600 s,再调时间标度误差小于士10%;预调时间范围不小于 0 s～3600 s,预调时间标度误差小于士20%；控制静差不大于相应模拟量输人通道基本误差限的二倍，比例作用高频截止频率不低于 0.5 Hz。 5.1.6.3控制输出功能
微控装置应具有将控制算法的结果输出作用到各执行器的功能。控制输出精确度不低于用户与制造商的协议规定的指标,在微控装置主机发生故障或控制输出在脱机状态下，可对执行器进行遥控，即在控制输出系统中应具有后备操作。联机，脱机双向切换无扰动。
控制输出可以是模拟量或数字量，也可以是位置型或增量型
5.1.6.4联锁
在生产过程中发生危及安全的异常情况下，具有安全联锁功能（例如，切断燃料等）。
5.1.7数据处理功能
微控装置可以具有下列基本数据处理功能，根据用户与制造商的协议也可具有其他数据处理能力。 a）输入信号预处理功能，例如纠错、数学滤波等； b）输人信号的线性化处理，例如节流阀里的开方计算,热电偶、热电阻的非线性校正,氧化镐的非
线性校正等;
1 GB/T 28475.1-2012
c）转换运算和补偿校正运算，例如输人信号的工程化处理、热电偶冷端补偿、低流量校正、高低流
量分程计算等。
根据工业炉窑控制要求，可实现有关处理，包括加热材料传热计算、热分布、热应力计算、加热料炉内停留时间、加热件跟踪、热效率计算。
5.1.8自诊断功能
微控装置应具有对硬件和软件故障进行自诊断功能，自诊断功能的范围及深度由用户与制造商的协议确定,但下列诊断内容必须具备：
a）电源系统的故障; b）生产过程信息采集系统(可不区别是采样装置或是变送器)的故障； c）运行程序死循环。 诊断后能发出诊断信息，死循环后能自动恢复。
5.1.9掉电保护功能
微控装置应具有在电源系统发生停电时能保护必要数据的功能，重新供电时应能自动恢复正常工
作且各控制输出保持在正常值或安全值(若有这种要求）。
5.1.10实时时钟
微控装置应具有内部定时功能，定时精度不低于0.1%，也可具有实时时钟信息的设置、运行和显示功能。 5.1.11二次开发功能
装置型微控装置可以具有为用户提供二次开发功能，选择下列开发能力的全部或部分： a）模拟流程图的编辑生成； b）报表编辑生成； c）程序编辑生成或应用程序组态。
5.2技术性能要求
5.2.1 概述
本条款所规定的技术性能仅限于微控装置与生产过程连接的部分(如输入输出通道等),有关主机、 存储器、外部设备等的技术性能以满足本标准其他有关条款要求为准,除非另有用户与制造商的协议要求，制造厂可按GB/T9813制定具体产品技术条件。 5.2.2过程输入/输出通道通用技术性能
过程输入/输出通道应具有下列通用技术性能： a）对地隔离的过程输人/输出通道的对地绝缘电阻不小于 20 Mα; b）对地隔离的过程输人/输出通道的对地绝缘强度应能承受不小于频率为50 Hz、电压有效值为
500 V的正弦交流电压，历时1 min的绝缘强度试验,要求无击穿，无飞弧； c）任何一路的过程输入/输出通道都能正确的寻址; d）对地非隔离过程输人/输出通道,在额定输人电压下能正常工作并具有承受额定输入电压二倍
的过压能力或承担不超过通道电源电压值的过压能力。
5