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

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1、ICS 25.200J 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 equipment2023-12-13 发布2024-01-01 实施中国热处理行业协会 发布T/CHTA 014-2023目 次前言II1 范围12 规范性引用文件13 术语和定义14 环境条件和技术要求25 试验方法和检验规则36 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 4T/CHTA 014-

2、2023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

3、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。IIT/CHTA 014-2023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

4、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

5、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

6、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

7、变量进行变送、调节、操纵的总称。1T/CHTA 014-20233.2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 sim

8、ulated 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

9、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2T/CHTA 014-2023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

10、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

11、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

12、 kV，重复频率为 5 kHz2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 kV3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/m3T/CHTA 014-20235.2.2 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）mAa%FSd（010）mAa%FSd电压或

13、热电偶信号输入（05）Va%FSd（-2020）mVa%FSd（010）mVa%FSd热电阻信号或电阻信号输入Pt100a%FSdCu50a%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）Va%FSd（15

14、）Va%FSd（420）mAa%FSd(020) mAa%FSd(010) mAa%FSd开关量 09999a%FSd数字显示-19991999a%FSd注： 误差栏的字母含义见表 2 注。4T/CHTA 014-20235.2.4 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

15、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

16、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，测量过程控制器操作输出变化量。5.2.12 手动-自动切换应按 GB/T 20819.1 进行试验。5.2.13 绝缘电阻、绝缘强度试验应按 GB/T 15479 进行试验。5.2.14 抗运输环境性能试验应按 GB/T25480 进行试验。5.2.15 可靠性试

17、验应按 JB/T 12022 进行试验。5.3 检验规则5T/CHTA 014-20235.3.1 外观要求检查应在自然光线下通过目视检查。对于产品表面印刷的说明性文字、符号和标志等，应通过检查和擦 拭标志进行试验。检查方法为：用手拿蘸有水的棉布擦标志 15 s，再用蘸有溶剂油擦拭 15 s 后， 标志仍清晰易读， 加贴的标记铭牌应当牢固，不易揭下并且不卷边。5.3.2 结构要求检查a) 应在自然光线下通过目视检查。b) 应按GB 4943.1中的第4章规定的方法进行检验。5.3.3 尺寸要求检查应使用长度、角度等测量工具或仪器在自然光线下检查。5.3.4 环保要求应按 GB/T 26125

18、规定的测试方法对其进行有害物质检测。5.3.5 产品老化试验应按 GB2423.2 规定的试验方法进行检测。5.3.6 出厂检验每台装置出厂前应由制造厂的检验部门进行出厂检验，出厂检验应在试验的标准大气条件下进行。批量生产或连续生产的产品， 应按批次进行出厂检验。出厂检验出现任一项不合格时，加倍抽样后 重新进行检验。若再次出现任一项不合格时，该产品被判为不合格产品。对于不合格品应返工后重新提 交检验，检验合格后方可入库。5.3.7 型式检验5.3.7.1 型式检验规定型式检验应在试验的标准大气条件下进行。遇到下列情况，应进行型式检验:a) 新产品定型鉴定前；b) 产品转厂生产定型鉴定前；c)

19、连续批量生产的装置每一年一次；d) 正式投产后，如设计、工艺、材料、元器件有较大改变， 可能影响产品性能时； e) 产品停产一年以上又重新恢复生产时；f) 国家质量技术监督机构或受委托的质量技术检验部门提出型式检验要求时； g) 合同规定时；h) 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时。5.3.7.2 型式检验项目应按JJG 617规定的检定项目和检定方法进行检测。5.3.8 取样方法型式试验每批次应随机抽取 3%产品进行检验，出厂检验每批次应进行 100%的检验。6T/CHTA 014-20235.3.9 判定规则检验结果有一项不符合本文件规定时，可再次抽样复检，若仍不符合规定，则判该批产品

20、为不合格 产品。6 记录、标志、包装、运输和贮存6.1 电子记录电子记录是由计算机系统创建、修改、维护、存档、检索或分发的文本、图形、数据、图片或以数 字形式表示的其它信息的任何组合。电子记录的要求如下：a) 应以人类可读和电子形式生成准确完整的记录副本，以供检查、审查和复制； b) 应通过记录电子审查或打印记录以进行物理标记验证审查的方法提供依据；c) 应支持在整个记录保留期内保护、保留和检索准确的记录。6.2 试验报告和文档记录试验完成以后， 应依据 GB/T 18271.1 准备完整的试验报告。所有试验期间与测试有关的原始文档应在试验室至少储存 6 年。6.3 标志6.3.1 每台装置应

21、在机箱的显著部位设置持久明晰的标志或铭牌，标志下列内容:a) 产品的名称和型号；b) 制造厂商全称及商标；c) 主要参数；d) 对外端子及接口标准；e) 出厂日期和编号。6.3.2 包装储运图示标志应符合 GB/T 191 的规定。6.3.3 产品执行的标准应予以明示。6.4 包装包装箱、缓冲材料应选择符合环保要求的材料。包装箱内应有装箱清单、检验合格证、附件、用户 手册（使用说明书） 及其他有关的随机文件。用户手册应符合 GB/T 5296.1 的规定。6.5 运输运输中不应有强烈碰撞和撞击， 并应有防雨措施。在运输过程中不应和易燃、易爆、易腐蚀的物品 同车装运，并且产品不应经受雨、雪或液体物质的淋袭与机械损伤，运输装卸应按包装箱的标志进行操 作。6.6 贮存应在本文件 4.1 规定的条件下贮存， 保证仓库内通风、干燥、无腐蚀性气体。仓库内不应有各种有 害气体、易燃、易爆的产品及有腐蚀的化学物质， 并且应无强烈的机械振动、冲击和强磁场作用，应避 免雨、雪以及灰尘的侵害。7