GB/T 21399-2008 粮食干燥机自动控制系统评定规则

　　ICS 65 . 060 . 99 B 9 1

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T21399—2008

　　粮食干燥机自动控制系统评定规则

　　Evaluating ruleofautomaticcontrolsystem forgrain driers

　　2008-02-03 发布 2008-07-01 实施

　　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/T21399—2008

　　前 言

　　本标准由中国机械工业联合会提出 。

　　本标准由全国农业机械标准化技术委员会归 口 。

　　本标准起草单位：中国农业机械化科学研究院 。

　　本标准主要起草人：张小超 、胡小安 。

　　Ⅰ

　　GB/T21399—2008

　　粮食干燥机自动控制系统评定规则

　　1 范围

　　本标准规定了粮食干燥机自动控制系统的技术性能要求 、试验方法及评定方法 。

　　本标准适用于各类粮食干燥机自动控制系统(简称控制系统)。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款 。凡是注 日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本 。凡是不注 日期的引用文件，其最新版本适用于本标准 。

　　GB/T 2423 . 1—2001

　　电工 电 子 产 品 环 境 试 验 第 2 部 分：试 验 方 法 试 验 A：低 温 (idt IEC

　　60068-2-1 :1990)

　　GB/T 2423 . 2—2001

　　电 工 电 子 产 品 环 境 试 验 第 2 部 分：试 验 方 法 试 验 B：高 温 (idt IEC

　　60068-2-2:1974)

　　GB/T 2423 . 3—2006

　　电工电子产品环境试验 第 2 部分：试验方法 试验 Cab：恒 定 湿 热 试 验

　　(IEC 60068-2-78:2001 , IDT)

　　GB 5491—1985 粮食 、油料检验 扦样 、分样法

　　GB/T 5497—1985 粮食 、油料检验 水分测定法

　　GB/T 11605—2005 湿度测量方法

　　GB/T 17626 . 2—2006 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验(IEC 61000-4-2 : 2001 , IDT)

　　GB/T 17626 . 3—2006 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验(IEC 61000-4-

　　3:2002 , IDT)

　　GB/T 17626 . 4—1998

　　电磁兼容

　　试 验 和 测 量 技 术 电 快 速 瞬 变 脉 冲 群 抗 扰 度 试 验 (idt IEC

　　61000-4-4:1995)

　　GB/T 17626 . 5—1999

　　电磁兼容

　　试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验(idt IEC 61000-4-5 :

　　1995)

　　GB/T 17626 . 11—1999 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(idt IEC 61000-4-11 :1994)

　　GB 50054—1995 低压配电设计规范

　　3 一般要求

　　3 . 1 一般要求

　　3 . 1 . 1 控制系统应按照经规定程序批准的产品图样和技术文件制造 。

　　3 . 1 . 2 控制系统的零 、部件应符合有关标准的规定，并经检验合格后方可进行装配 。

　　3 . 1 . 3 控制系统主机应该能在 0℃ ~ 40℃环境温度及 20% ~ 80%空气相对湿度下正常工作 。传感器和控制机构应该能在 -20℃ ~ 40℃环境温度及 20% ~ 90%空气相对湿度下正常工作 。

　　3 . 2 安全要求

　　控制系统应设置防火 、静电接地 、漏电及过载保护等安全装置 。使用的电器元器件 、电器导线 、电器连线 、控制装置安全设计应符合有关标准的规定 。

　　1

　　GB/T21399—2008

　　4 技术性能要求

　　4 . 1 基本要求

　　a) 干燥机输出粮食水分控制误差：± 1 . 5%(含水率的绝对误差);

　　b) 干燥机粮食含水率在线测量范围：10% ~ 35%,误差：± 1 . 0%(含水率的绝对误差);

　　c) 控制给定粮食目标含水率范围：12 . 0% ~ 18 . 0% ;

　　d) 热风温度测量范围：10 ℃ ~ 200 ℃ ,误差：±2 . 0 ℃ ;

　　e) 冷风温度测量范围：-25 ℃ ~ 50 ℃ ,误差：± 1 . 0 ℃ ;

　　f) 塔内环境温度的测量范围：- 10 ℃ ~ 100 ℃ ,误差：± 1 . 5 ℃ ;

　　g) 环境相对湿度的测量范围：10% ~ 90%,误差： ±3 . 5%(相对湿度绝对误差);

　　h) 控制温度误差：±2 . 5 ℃ ;

　　i) 控制系统的功能指标包括：温度场的测量，热风和冷风以及混合流量测量;温度控制(分段)曲线数字给定，水分干燥控制曲线给定，温度控制的动态特性优化算法，粮食入机流量和出机流量检测，控制系统与传感器自诊断与故障报警 。

　　4 . 2 主要功能要求

　　4 . 2 . 1 粮食干燥品质控制能力

　　a) 控制系统要求对干燥机温度能进行测量和控制 。温度控制需有静态 、动态指标 。

　　b) 通过温度给定控制曲线，改善粮食干燥的品质 。

　　c) 通过温度场的测量与控制能力，控制粮食水分分布的不均匀性 。

　　4 . 2 . 2 干燥设备干燥能力辅助控制能力

　　a) 控制系统应具备热风 、冷风温度控制能力;

　　b) 应对热风 、冷风以及混合流量进行测量;

　　c) 应对环境温度和环境相对湿度进行监测 。

　　4 . 2 . 3 粮食干燥水分测量能力

　　a) 控制系统要求对干燥设备输出粮食水分进行在线控制 。

　　b) 采用近红外光谱测量方法需用微处理器进行实时分析 。采用滤光片近红外测量方法的应具有多模型数字存储功能 。

　　c) 采用微波测量方法不限制反射式或对射式，不限制频率波段，但要求采用粮食分布密度补偿技术 。

　　d) 采用电容式测量方法应对电容式传感器的安装进行评价 。采用在线式测量方法的应对粮食的流动性 、通过性进行试验 。采用准在线测量方法的应对取样的合理性和实时性进行评价 。

　　4 . 2 . 4 干燥机的控制系统基本性能与可靠性

　　应按电气设备的技术考核指标评价控制系统的基本性能和可靠性 。 主要包括：控制系统平均无故障工作时间 、电磁兼容性以及控制系统及传感器的温度特性 。

　　5 试验方法

　　5 . 1 实验室试验条件

　　a) 环境温度：5 ℃ ~ 35 ℃ 。

　　b) 相对湿度：不大于 85% 。

　　c) 大气压力：86 kPa ~ 106 kPa 。

　　d) 电源电压偏差：交流 220 V 的 ±1% 。

　　e) 电源频率偏差：50 Hz 的 ±1% 。

　　f) 交流电源的谐波含量：小于 5% 。

　　2

　　GB/T21399—2008

　　g) 控制系统传感器不受外部光线照射 。

　　h) 周围无影响设备正常工作的电磁干扰 。

　　i) 试验用仪器设备在使用前应经校验合格，并在有效周期内 。

　　5 . 2 性能试验方法

　　5 . 2 . 1 一般规定

　　a) 传感器和仪表的校准应在规定的 、稳定的环境条件下操作 。

　　b) 温度 、湿度传感器和仪表测试点应分布在整个测量范围内，包括量程上 、下限附近 10%的点，应至少测 5 个点，其间距应均匀 。

　　c) 应进行重复性试验，重复次数不少于 3 次 。

　　5 . 2 . 2 温度传感器和仪表试验

　　a) 使用标准恒温恒湿试验箱和标准二级水银温度计，将温度传感器固定在专用设备(或容器)内 。

　　b) 应保持湿度不变，在温度测量范围内升降温度，记录标准值和测量值 。

　　c) 按试验的一般规定升温和降温，并各测量至少 5 个点，记录标准值和测量值 。

　　d) 按试验的一般规定进行重复性试验，记录标准值和测量值 。

　　e) 每个测量点保持 15 min后再次读取温度的测量值 。在测试过程中读数最大的变化值即为温度漂移 。记录标准值和测量值 。

　　f) 进行测量线性度 、迟滞 、重复性和温度测量漂移数据处理 。

　　5 . 2 . 3 湿度传感器和仪表试验

　　a) 按照 GB/T 11605 规定的试验方法，使用标准恒温恒湿试验箱和采用干湿球原理的精密湿度仪，将湿度传感器固定在专用设备(或容器)内 。

　　b) 应保持温度不变，在湿度测量范围内升降温度，记录标准值和测量值 。

　　c) 按试验的一般规定升湿和降湿，并各测量至少 5 个点，记录标准值和测量值 。

　　d) 按试验的一般规定进行重复性试验，记录标准值和测量值 。

　　e) 每个测量点保持 15 min后再次读取湿度的测量值 。在测试过程中读数最大的变化值即为湿度漂移 。记录标准值和测量值 。

　　f) 进行测量线性度 、迟滞 、重复性和湿度测量漂移数据处理 。

　　5 . 2 . 4 在线水分传感器和仪表试验

　　a) 按 GB/T 5497 规 定 的 试 验 方 法，采 用 105 ℃ 恒 重 法，使 用 在 80 ℃ ~ 100 ℃ 内 能 保 持 温 度± 1 . 0℃的标准电热恒温试验箱和感量 0 . 001 g 的分析天平，采用实验室用保水粉碎机以及标准铝盒 。

　　b) 按 GB 5491 规定的扦样 、分样法在粮食水分在线测量仪器的测量点处同时测量与取样 。

　　c) 按试验的一般规定至少测量 5 个点，记录标准值和测量值 。

　　d) 按试验的一般规定进行重复性试验，记录标准值和测量值 。

　　e) 在每个测量点水分保持稳定后再次读取水分的测量值并同时取样 。在测试过程中读数最大的变化值即为水分测量漂移 。记录标准值和测量值 。

　　f) 对测量线性度 、重复性和水分测量漂移数据进行处理 。

　　5 . 2 . 5 温度控制装置的试验

　　a) 使用标准二级水银温度计或误差小于 0 . 2 度的高精度的温度测量仪器，对所控制的温度进行连续测量，当设定温度恒定时，每间隔 1 min进行一次测量，持续 20 min 。

　　b) 进行平均值 、标准偏差和最大误差等参数的计算 。

　　5 . 2 . 6 数据处理

　　5 . 2 . 6 . 1 测量数据的精密度分析

　　在至少 3 次以上的重复测试数据中取最大和最小值之差，作为重复性测试结果精密度指标 。

　　3

　　GB/T21399—2008

　　5 . 2 . 6 . 2 测量数据的准确度分析

　　在至少 3 次以上的重复测试数据中，按规定公式计算平均值 、标准偏差 、相对标准偏差，计算公式如下：

　　平均值：

　　xk ……………………………( 1 )

　　标准偏差：

　　S

　　相对标准偏差：

　　……………………………( 3 )

　　以满量程最大相对偏差作为参数准确度考核指标，最大相对标准偏差作为参考准确度指标 。

　　5 . 3 安全性试验

　　5 . 3 . 1 对系统电源避雷装置和信号避雷或隔离装置进行检查 。

　　5 . 3 . 2 对系统等电位接地 。接地装置应满足系统抗干扰和电气安全的要求，并不得与强电的电网零线短接或混接 。 系统单独接地时，接地电阻不大于 4 Ω,接地导线截面积应大于 25 mm2 。

　　5 . 4 环境适应性试验

　　5 . 4 . 1 气候环境试验

　　5 . 4 . 1 . 1 高温负荷试验

　　将测量与控制装置放入符合 GB/T 2423 . 2 要求的试验箱(室)内，按 0 . 7℃/min ~ 7℃/min 的平均速率升温至 40 ℃ ±2 ℃ ,接通控制装置持续工作 2 h ,检查其工作是否正常 。按 0 . 7℃/min ~ 1℃/min 速率降温至正常试验大气条件 。

　　5 . 4 . 1 . 2 湿热试验

　　将测量与控制装置放入符合 GB/T 2423 . 3 要求的试验箱(室)内，按 0 . 7℃/min ~ 1℃/min 的平均速率逐渐升温至 40℃±2℃后，将湿度逐渐升至 90%±2% 。保持 48 h 。先将相对湿度在 0 . 5 h 内降至75%以下，再按 0 . 7℃/min ~ 1℃/min 的速率将温度降至正常试验大气条件 。取出受试测量与控制装置，恢复 2 h 。检查其工作是否正常 。

　　5 . 4 . 1 . 3 低温负荷试验

　　将测量与控制装置放入符合 GB/T 2423 . 1 要求的试验箱(室)内，按 0 . 7℃/min ~ 1℃/min 的平均速率逐渐降温至 -20 ℃ ±3 ℃ ,接通电源使测量与控制装置正常工作，检查其工作是否正常 。持续工作1 h 。按 0 . 7℃/min ~ 1℃/min速率升温到正常试验大气条件 。取出受试测量与控制装置，恢复 2 h 。

　　5 . 5 系统可靠性

　　5 . 5 . 1 系统所使用设备的平均无故障间隔时间( MTBF)应不小于 500 h 。

　　5 . 5 . 2 系统验收后的首次故障时间应大于 6 个月 。

　　5 . 5 . 3 电磁兼容性要求

　　测量与控制装置应能承受如下电磁干扰而正常工作：

　　a) 在 GB/T 17626 . 2 中，严酷等级 3 的静电放电干扰 。

　　b) 在 GB/T 17626 . 3 中，严酷等级 3 的射频电磁场干扰 。

　　c) 在 GB/T 17626 . 4 中，严酷等级 3 的电快速瞬变脉冲群干扰 。

　　d) 在 GB/T 17626 . 5 中，严酷等级：交流电源线不超过 3 级;直流 、信号 、控制及其他输入线不超过 2 级的浪涌(冲击)干扰 。

　　e) 在 GB/T 17626 . 11 中，严酷等级：40%UT10 个周期的电压暂降;0%UT10 个周期的短暂中断干扰 。

　　4

　　GB/T21399—2008

　　6 评定方法

　　6 . 1 粮食干燥品质控制能力

　　考核控制系统对干燥机温度的测量能力 。取 5 . 2 . 6 温度试验所测量的精密度 、准确度 、线性度三者的最大误差来衡量 。

　　6 . 2 干燥能力辅助控制能力

　　a) 考核控制系统对干燥机温度的控制能力 。按 5 . 2 . 5 温度控制试验数据的最大误差和标准偏差来评价系统的控制能力 。

　　b) 按 5 . 2 . 3 环境湿度的试验方法，对测量数据的线性度 、迟滞 、重复性和湿度测量漂移数据进行综合计算，以其最大误差来评价系统性能 。

　　6 . 3 粮食水分测量能力

　　对控制系统已安装输出粮食水分在线测量装置的，按 5 . 2 . 4 试验方法，对水分测量线性度 、重复性和水分测量漂移数据进行处理，以其最大误差来评价系统性能 。

　　对没有安装输出粮食水分在线测量装置的，应按降 1 等级的标准进行系统评价 。

　　6 . 4 控制系统基本性能与可靠性

　　对控制系统的技术考核指标进行评价 。 主要包括：控制系统的平均无故障工作时间 、电磁兼容性 。按 5 . 5 试验方法对控制系统进行可靠性评价 。

　　6 . 5 对控制系统综合评价的方法

　　控制系统分为 5 个等级 。对全部符合本标准 4 . 2 规定的定为 1 级产品，有 1 项不合格的降 1 级， 2 项不合格的降 2 级，以此类推 。对全部不符合本标准 4 . 2 规定的定为 5 级 。

　　6 . 6 评定报告

　　评定报告应包括如下内容：

　　a) 控制系统生产企业名称 、制造 日期;

　　b) 控制系统型号和出厂编号;

　　c) 评定机构名称;

　　d) 试验日期 、时间与地点;

　　e) 试验的数据;

　　f) 试验的环境条件;

　　g) 数据处理的方法和处理结果;

　　h) 评价等级结论;

　　i) 执行标准情况 。

　　5