GB/T 26804.3-2011 工业控制计算机系统 功能模块模板 第3部分：模拟量输入输出通道模板通用技术条件

　　ICS 25. 040. 40 N 18

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 26804.3—2011

　　工业控制计算机系统 功能模块模板

　　第 3 部分 :模拟量输入输出通道模板

　　通用技术条件

　　Industrialcontrolcomputersystem—Function module—

　　Part3:Generalspecification foranalogueinput/outputchannelmodule

　　2011-07-29发布 2011-12-01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/T 26804.3—2011

　　目 次

　　前言 Ⅰ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 、缩略语 1

　　3. 1 术语和定义 1

　　3. 2 缩略语 2

　　4 设计要求 2

　　4. 1 硬件设计要求 2

　　4. 2 软件设计要求 2

　　4. 3 结构设计要求 2

　　4. 4 安全设计要求 2

　　4. 5 文档要求 2

　　5 AI/AO通道模板分类 2

　　5. 1 按输入输出信号分类 2

　　5. 2 按输入输出功能分类 2

　　6 技术要求 2

　　6. 1 AI/AO通道模板功能 2

　　6. 2 AI通道模板基本性能 3

　　6. 3 AO通道模板基本性能 3

　　6. 4 结构尺寸和外观 4

　　6. 5 电源适应能力 4

　　6. 6 共模 、串模抗扰度 4

　　6. 7 环境影响 4

　　6. 8 电磁兼容抗扰度 5

　　6. 9 电磁干扰 6

　　6. 10 抗运输环境影响 6

　　6. 11 特殊性能 6

　　6. 12 可靠性 6

　　6. 13 长时间运行考核 7

　　7 标志 、包装 、说明书和贮存 7

　　7. 1 标志 7

　　7. 2 包装 7

　　7. 3 说明书 7

　　7. 4 贮存 7

　　表 1 模板转换速度等级表 3

　　表 2 模板建立时间等级表 3

　　表 3 模板跌落环境等级表 6

　　GB/T 26804.3—2011

　　前 言

　　GB/T 26804《工业控制计算机系统 功能模块模板》分为以下几部分 :

　　— 第 1部分 :处理器模板通用技术条件 ;

　　— 第 2部分 :处理器模板性能评定方法 ;

　　— 第 3部分 :模拟量输入输出通道模板通用技术条件 ;

　　— 第 4部分 :模拟量输入输出通道模板性能评定方法 ;

　　— 第 5部分 :数字量输入输出通道模板通用技术条件 ;

　　— 第 6部分 :数字量输入输出通道模板性能评定方法 。

　　本部分是 GB/T 26804的第 3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 。

　　本部分负责起草单位 :研祥智能科技股份有限公司 。

　　本部分参加起草单位 : 中国四联仪器仪表集团有限公司 、北京研华科技股份有限公司 、北京康拓科技开发总公司 、重庆工业自动化仪表研究所 、西南大学 、中国计算机学会工业控制计算机专业委员会 。

　　本部分主要起草人 : 陈志列 、孙伟 、江隆业 。

　　本部分参加起草人 :刘渝 新 、黄 毅 普 、刘 永 池 、刘 学 东 、刘 鑫 、张 伟 艳 、张 凌 、刘 小 莉 、祁 虔 、杨 颂 华 、何强 、祝培军 、赵亦欣 、杨孟飞 。

　　Ⅰ

　　GB/T 26804.3—2011

　　工业控制计算机系统 功能模块模板

　　第 3 部分 :模拟量输入输出通道模板

　　通用技术条件

　　1 范围

　　GB/T 26804的本部分规定了工业控制计算机系统中模拟量输入输出通道模板的通用技术条件 ,主要内容包括规范性引用文件 、术语 、设计要求 、技术要求 、标志 、包装和贮存等 。

　　本部分适用于工业控制计算机系统中的模拟量输入输出通道模板 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的条款通过 GB/T 26804的本部分的引用而成为本部分的条款 。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部分 ,然而 ,鼓励根据本部分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 本部分 。

　　GB/T 9969 工业产品使用说明书 总则

　　GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件

　　GB/T 15479—1995 工业自动化仪表绝缘电阻 、绝缘强度技术要求和试验方法

　　GB/T 17214.3—2000

　　工业过程测量和控制装置的工作条件 第 3部分 :机械影响(idtIEC 60654-

　　3:1983)

　　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 17626.4—2008

　　电磁兼容

　　试验和测量技术

　　电快速瞬变脉冲群抗扰度试验(IEC 61000-

　　4-4:2004,IDT)

　　GB/T 17626.5—2008

　　电磁兼容

　　试验和测量技术

　　浪 涌(冲 击) 抗 扰 度 试 验(IEC 61000-4-5:

　　2005,IDT)

　　GB/T 17626.6—2008

　　电磁兼容

　　试验和测量技术

　　射频场感应的传导骚扰抗扰度( IEC 61000-

　　4-6:2006,IDT)

　　GB/T 17626.8—2006 电磁兼容 试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验(IEC61000-4-8:2001,IDT) GB/T 26802.1—2011 工业控制计算机系统 通用规范 第 1部分 :通用要求

　　3 术语和定义、缩略语

　　3. 1 术语和定义

　　GB/T 26802.1—2011确立的以及以下术语和定义适用于 GB/T 26804的本部分 。 3. 1. 1

　　模拟量 analogue

　　随时间连续变化的电信号 。

　　3. 1. 2

　　模拟量输入通道 analogue inputchannel

　　将模拟量转换成计算机可以接收的信号的通道 。

　　1

　　GB/T 26804.3—2011

　　3. 1. 3

　　模拟量输出通道 analogueoutputchannel

　　把计算机输出的信号转换成对应的模拟量的通道 。

　　3. 1. 4

　　模拟量输入输出通道模板 analogue input/outputchannelmodules

　　实现模拟量输入/输出特定功能(包括辅助功能)的设备 。

　　3. 2 缩略语

　　AI(analogue input) 模拟量输入

　　AO(analogue output) 模拟量输出

　　AI/AO(analogue input/analogue output) 模拟量输入/模拟量输出FSR(fullscale range) 满量程范围

　　SPS(sample per second) 每秒采样点数

　　4 设计要求

　　4. 1 硬件设计要求

　　AI/AO通道模板的硬件设计应满足 GB/T 26802.1—2011 中 5.2 的相关要求 。

　　4. 2 软件设计要求

　　AI/AO通道模板的软件设计应满足 GB/T 26802.1—2011 中 5.3 的相关要求 。

　　4. 3 结构设计要求

　　AI/AO通道模板的结构设计应满足 GB/T 26802.1—2011 中 5.4 的相关要求 。

　　4. 4 安全设计要求

　　AI/AO通道模板的安全设计应满足 GB/T 26802.1—2011 中 5.5 的相关要求 。

　　4. 5 文档要求

　　AI/AO通道模板的文档应满足 GB/T 26802.1—2011 中 5.6 的相关要求 。

　　5 AI/AO通道模板分类

　　5. 1 按输入输出信号分类

　　AI通道模板 : 单端输入 、差分输入 、伪差分输入 ;

　　AO通道模板 :单端输出 、差分输出 。

　　5. 2 按输入输出功能分类

　　AI通道模板 :仅有模拟量输入功能的模板 ;

　　AO通道模板 :仅有模拟量输出功能的模板 ;

　　混合通道模板 : 同时具有模拟量输入和输出功能的模板 。

　　6 技术要求

　　6. 1 AI/AO通道模板功能

　　6. 1. 1 基本功能

　　6. 1. 1. 1 寻址功能

　　模拟量输入输出通道模板的任一通道都能被正确寻址 。

　　6. 1. 1. 2 输入输出功能

　　接受规定形式的模拟量输入/实现规定形式的模拟量输出的功能 。

　　6. 1. 1. 3 校准功能

　　AI/AO通道模板具有对模拟量输入或输出结果进行校准的功能 。

　　2

　　GB/T 26804.3—2011

　　6. 1. 2 隔离功能

　　AI/AO通道模板可采用隔 离 措 施 对 模 板 的 信 号 和 电 源 进 行 处 理 , 实 现 AI/AO 通 道 模 板 的 电 气隔离 。

　　6. 1. 3 自诊断功能

　　主要包括 :

　　a) 故障诊断和报警 ;

　　b) 产品标准规定的其他自诊断功能 。

　　6. 1. 4 其他功能

　　产品标准规定的其他功能 。

　　6. 2 AI通道模板基本性能

　　6. 2. 1 输入范围

　　电压输入范围 :0 V~ 2.5 V、0 V~ 5 V、1 V~ 5 V、0 V~ 10V、- 1 V~ +1V、-2.5 V~ +2.5 V、 -5V~ +5V、-10V~ +10V。

　　电流输入范围 :0 mA~ 10mA、0 mA~ 20mA、4 mA~ 20mA、-20mA~ +20mA。

　　对于特殊的输入范围 ,应符合有关的产品标准 。

　　6. 2. 2 精确度

　　AI通道模板的精确度分为 : ±0.01% FSR、±0.02% FSR、±0.05% FSR、±0.1% FSR、±0.2% FSR、±0.5% FSR、±1% FSR。

　　6. 2. 3 采样速度

　　AI通道模板的采样速度划分为三个等级 ,如表 1所示 。

　　表 1 模板转换速度等级表

　　等 级

　　转 换 速 度

　　1

　　<250SPS

　　2

　　250K SPS~ 10M SPS

　　3

　　>10M SPS

　　6. 2. 4 输入阻抗

　　AI通道模板的输入阻抗应符合相关产品标准的规定 。

　　6. 3 AO通道模板基本性能

　　6. 3. 1 输出范围

　　电压输出范围 :0V~2.5V、0V~5V、0V~10V、-2.5V~ +2.5V、-5V~ +5V、-10V~ +10V。

　　电流输出范围 :0 mA~ 10mA、0 mA~ 20mA、4 mA~ 20mA。

　　对于特殊的输入范围 ,应符合有关的产品标准 。

　　6. 3. 2 精确度

　　AO通道模板的精确度分为 : ±0.01% FSR、±0.02% FSR、±0.05% FSR、±0.1% FSR、±0.2% FSR、±0.5% FSR、±1% FSR。

　　6. 3. 3 建立时间

　　AO通道模板的建立时间是表示模拟量输出转换快慢的指标 ,划分为三个等级 ,如表 2所示 。

　　表 2 模板建立时间等级表

　　等 级

　　建 立 时 间

　　1

　　>4μs

　　2

　　0.1 μs~ 4 μs

　　3

　　<0.1 μs

　　3

　　GB/T 26804.3—2011

　　6. 3. 4 带载能力

　　AO通道模板的带载能力应符合相关产品标准的规定 。

　　6. 4 结构尺寸和外观

　　6. 4. 1 结构尺寸

　　AI/AO通道模板的外形尺寸由产品标准确定 。 总线连接器的规格和引脚排列应符合所采用的总线规范的规定 。

　　6. 4. 2 外观

　　外观应符合下列基本要求 :

　　a) AI/AO通道模板的外观应光洁 、无划痕 、无断裂 、无机械损伤 ,元器件和固件不应松动和脱落 ,插件应可靠接触 ;

　　b) AI/AO通道模板表面的型号 、文字 、符号应字迹清晰 ,无损伤 、无脱字 。

　　6. 5 电源适应能力

　　AI/AO通道模板应能适应外界电源变化的影响 ,包括电源电压暂降影响 、电源电压短时中断影响 、电源电压变化影响 。

　　6. 5. 1 电源电压暂降影响

　　电源电压降至额定工作电压的 70% ,连续进行三次低降试验 ,三次低降的持续时间可分别为 5、25、 50个周期 ,两次试验的间隔小于 10 s。 电源恢复后 ,AI/AO通道模板应正常工作 。

　　6. 5. 2 电源电压短时中断影响

　　电源电压降至额定工作电压的 0% ,连续进行三次中断试验 ,三次中断的持续时间可分别为 1、10、 40个周期 ,两次试验的间隔小于 10 s。 电源恢复后 ,AI/AO通道模板应正常工作 。

　　6. 5. 3 电源电压变化影响

　　电源电压以 ±10%短期变化 ,其变化的时间定为 : 电压降低需时间 2s±0.4s,降低后电压维持时间1s±0.2s, 电压增加所需时间 2s±0.4s。进行三次试验 ,试验之间间隔 10s。AI/AO通道模板应正常工作 。

　　6. 6 共模、串模抗扰度

　　6. 6. 1 共模抗扰度

　　共模抗扰度仅适用于信号输入或输出对地绝缘的 AI/AO通道模板 :

　　a) 直流共模抗扰度 :共模电压为 50V直流干扰电压 , 以正 、反两个方向作用进行试验 ,AI/AO通道模板应正常工作 ;

　　b) 交流共模抗扰度 :共模电压为 250V 的正弦波交流干扰电压 ,频率为 50Hz,相位为 0°~ 360°,改变相位进行试验 ,AI/AO通道模板应正常工作 。

　　6. 6. 2 串模抗扰度

　　串模抗扰度要求如下 :

　　a) 直流串模抗扰度 :直流串模骚扰电压幅值应取 50mV、100 mV、500 mV、1 V,如果制造厂未作具体规定时 ,直流串模骚扰电压幅值应取 1 V, 以正 、反两个方向作用进行试验 , AI/AO 通道模板应正常工作 ;

　　b) 交流串模抗扰度 :交流串模骚扰电压最大幅值应取 50mV、100mV、500 mV、1 V,如果制造厂未作具体规定时 ,交流串模骚扰电压最大幅值应取 1 V,频率为 50Hz,相位为 0°~ 360°,改变相位进行试验 ,AI/AO通道模板应正常工作 。

　　6. 7 环境影响

　　6. 7. 1 环境温度影响

　　在相对湿度为 65%±5%的条件下 ,根据产品安装环境条件选择温度范围 , 当温度在试验范围内变化时 ,AI/AO通道模板应正常工作 。

　　4

　　GB/T 26804.3—2011

　　6. 7. 2 相对湿度影响

　　在试验温度为 40℃ ±2℃ ,相对湿度在 93%±3%保持 48h后进行测试 ,AI/AO通道模板应正常工作 。

　　6. 7. 3 振动影响

　　当用户与制造商决定进行检验时 ,根据应用场所 ,按照 GB/T 17214.3—2000中的第 4 章选择振动频率 、振动严酷度和振动时 间 等 级 , 经 过 三 个 相 互 垂 直 的 方 向(其 中 一 个 为 铅 垂 方 向) 进 行 振 动 试 验 , AI/AO通道模板应正常工作 。

　　6. 8 电磁兼容抗扰度

　　6. 8. 1 电磁兼容抗扰度项目选择

　　电磁兼容抗扰度包括下列条款所列项 目 ,带外壳的功能模板应做全部项目试验 ,其他功能模板应做

　　6.8.5、6.8.6、6.8.7 三项试验 。制造商还可根据需要 ,选择其他电磁兼容抗扰度项 目 ,并根据有关标准进行试验 。

　　6. 8. 2 射频电磁场辐射抗扰度

　　在 80MHz~ 1000MHz射频范围内 ,根据产品使用的电磁场环境 ,选用 1 V/m、3 V/m 或 10V/m射频电磁场辐射强度进行试验 ,AI/AO通道模板应正常工作 。

　　如选择其他射频范围 , 由制造商和用户共同确定 。

　　6. 8. 3 工频磁场抗扰度

　　工频磁场是由导体中 的 工 频 电 流 产 生 的 , 或 极 少 量 的 由 附 近 的 其 他 装 置(如 变 压 器 的 漏 磁 通) 所产生 。

　　根据应用场所 ,按照 GB/T 17626.8—2006中的第 5 章选择试验等级和确定磁场强度 ,进行工频磁场干扰试验 ,AI/AO通道模板应正常工作 。

　　一般工业环境试验等级选择 4级(稳定持续磁场其磁场强度为 30A/m ; 1 s~ 3 s 的短时磁场 ,其磁场强度为 300A/m) 。严酷工业环境试验等级选择 5 级(稳定持续磁场其磁场强度为 100A/m;1s~ 3 s的短时磁场 ,其磁场强度为 1000A/m) 。

　　6. 8. 4 静电放电抗扰度

　　根据系统安装环境条件(如相对湿度等)和产品材料 ,在 GB/T 17626.2—2006的表 1(并参照附录 A中表 A. 1)中选择试验等级进行接触放电或空气放电(不能使用接触放电场合时选用空气放电试验方式)试验 。根据系统和应用要求 ,应达到以下要求之一 :

　　a) 正常工作 ;

　　b) 功能或性能暂时降低或丧失 ,但能自行恢复 。

　　6. 8. 5 电快速瞬变脉冲群抗扰度

　　电快速瞬变脉冲群抗扰度是 AI/AO通道模板对诸如来自切换瞬态过程(切换感性负载 、继电器触点弹跳等)的各种类型瞬变骚扰的抗扰度 。

　　根据应用场所环境(见 GB/T 17626.4—2008附录 A 中 A. 2) ,在 GB/T 17626.4—2008的表 1 中选择所选等级的开路试验电压和脉冲重复频率 ,对 AI/AO 通道模板的对外端口进行试验 , AI/AO 通道模板应正常工作 。

　　6. 8. 6 浪涌(冲击)抗扰度

　　浪涌(冲击)抗扰度是 AI/AO通道模板对由开关和雷电瞬变过程电压引起的单级性浪涌(冲击) 的抗扰度 。

　　根据安装类别(见 GB/T 17626.5—2008附录 B 中 B. 3) ,在 GB/T 17626.5—2008 的表 1(并参照附录 A 中表 A. 1)中选择所选等级的开路试验电压 ,对 AI/AO通道模板的对外端口进行试验 。根据系统和应用要求 ,应达到以下要求之一 :

　　a) 正常工作 ;

　　5

　　GB/T 26804.3—2011

　　b) 功能或性能暂时降低或丧失 ,但能自行恢复 。

　　6. 8. 7 射频感应的传导骚扰抗扰度

　　射频感应的传导骚扰抗扰度是 AI/AO通道模板对来自 9kHz~ 80MHz频率范围内射频发射机电磁场骚扰的传导抗扰度 。射频感应是通过电缆(如电源线 、信号线 、地连接线等) 与射频场相耦合而引起的 。

　　根据应用场所环境(见 GB/T 17626.6—2008附录 C) ,在 GB/T 17626.6—2008表 1 中选择试验等级 ,进行试验 ,AI/AO通道模板应正常工作 。

　　6. 9 电磁干扰

　　AI/AO通道模板的电磁干扰 , 由制造商和用户参考有关标准共同确定 。

　　6. 10 抗运输环境影响

　　6. 10. 1 抗运输高温影响

　　产品进行运输包装后 ,在高温为 55℃ ±3℃的运输环境下进行温度试验后 ,AI/AO通道模板外观应满足 6.4 的要求 ,并能正常工作 。

　　6. 10. 2 抗运输低温影响

　　产品进行运输包装后 ,在低温为 -40℃ ±3℃的运输环境下进行温度试验后 ,AI/AO通道模板外观应满足 6.4 的要求 ,并能正常工作 。

　　6. 10. 3 抗运输湿热影响

　　产品进行运输包装后 ,在高温为 55℃ ±3℃和相对湿度为 93%±3%的运输环境下进行交变湿热试验后 ,AI/AO通道模板外观应满足 6.4 的要求 ,并能正常工作 。

　　6. 10. 4 抗运输自由跌落影响

　　产品进行运输包装后 ,从表 3 中选取跌落高度 ,水平状态自由落体方式跌落 4次后 ,AI/AO通道模板外观应满足 6.4 的要求 ,并能正常工作 。

　　表 3 模板跌落环境等级表

　　包装件质量kg

　　跌落高度

　　mm

　　m≤2

　　≥500

　　m>2

　　由制造商和用户共同确定

　　6. 11 特殊性能

　　6. 11. 1 抗腐蚀和侵蚀性能

　　应用于具有腐蚀和侵蚀环境的 AI/AO通道模板 ,还应具有防腐蚀和侵蚀性能 ,应根据环境条件和严酷度采取预防措施 。

　　6. 11. 2 防爆性能

　　防爆型模板应符合爆炸性气体环境用电气设备有关国家标准的规定 。

　　6. 11. 3 安全性能

　　应用于执行安全功能的 AI/AO通道模板应满足功能安全有关国家标准的规定 。

　　6. 11. 3. 1 绝缘电阻

　　在一般试验大 气 条 件 下 , 根 据 额 定 电 压 和 标 称 电 路 电 压 , AI/AO 通 道 模 板 的 绝 缘 电 阻 应 达 到GB/T 15479—1995 中 4.1所要求的相应值 。

　　6. 11. 3. 2 绝缘强度

　　在一般试验大 气 条 件 下 , 根 据 额 定 电 压 和 标 称 电 路 电 压 , AI/AO 通 道 模 板 的 绝 缘 强 度 应 达 到GB/T 15479—1995 中 4.2所要求的相应值 。

　　6. 12 可靠性

　　AI/AO通道模板的 MTBF从 GB/T 26802.1—2011的表 3 中选择 ,不得低于 A1级 。

　　6

　　GB/T 26804.3—2011

　　6. 13 长时间运行考核

　　在参比试验大气条件或正常工作大气条件下 ,连续运行不少于 72h,AI/AO通道模板应正常工作 。

　　7 标志、包装、说明书和贮存

　　7. 1 标志

　　必须标出产品型号和制造商标识 ,其他标识由产品标准确定 。

　　7. 2 包装

　　主要有以下方面 :

　　a) AI/AO通道模板包装应符合 GB/T 13384的有关规定 ;

　　b) 对需要防静电的 AI/AO通道模板 ,包装时应考虑防静电措施 。

　　7. 3 说明书

　　产品说明书的编制应符合 GB/T 9969的要求 。

　　7. 4 贮存

　　产品应贮存在环境温度 5 ℃ ~40℃ ,相对湿度为 30% ~ 85%的通风室内 。室内不允许有各种有害气体 、易燃 、易爆的产品及有腐蚀性的化学物品,并且应无强烈的机械振动 、冲击和强磁场作用及人为 、鼠害 、虫害等环境因素的影响 。若无其他规定时 ,贮存期一般应不超过六个月 。若在生产厂存放超过六个月时 ,则应重新进行交收检验 。