GB/T 26804.5-2011 工业控制计算机系统 功能模块模板 第5部分：数字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 26804.5—2011

　　工业控制计算机系统 功能模块模板

　　第 5 部分 :数字量输入输出通道模板

　　通用技术条件

　　Industrialcontrolcomputersystem—Function modules—

　　Part5:Generalspecification fordigitalinput/outputchannelmodules

　　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 26804.5—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 1

　　3. 1 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 DI/DO通道模板分类 2

　　5. 1 按输入输出信号分类 2

　　5. 2 按功能分类 2

　　5. 3 按输入输出能力分类 2

　　6 技术要求 3

　　6. 1 DI/DO通道模板功能 3

　　6. 2 DI通道模板基本性能 3

　　6. 3 DO 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 共模抗扰度 4

　　6. 7 环境影响 4

　　6. 8 电磁兼容抗扰度 5

　　6. 9 抗运输环境影响 6

　　6. 10 特殊性能 6

　　6. 11 可靠性 6

　　6. 12 长时间运行考核 6

　　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

　　GB/T 26804.5—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 5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 :重庆工业自动化仪表研究所 。

　　本部分参加起草单位 :北京研华科技股份有限公司 、北京康拓科技开发总公司 、研祥智能科技股份有限公司 、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 :孙怀义 、刘琴 、余武 。

　　本部分参加起草人 :刘永 池 、刘 学 东 、张 伟 艳 、刘 鑫 、陈 志 列 、朱 军 、祁 虔 、黄 仁 杰 、钟 秀 荣 、张 建 成 、杨孟飞 。

　　Ⅰ

　　GB/T 26804.5—2011

　　工业控制计算机系统 功能模块模板

　　第 5 部分 :数字量输入输出通道模板

　　通用技术条件

　　1 范围

　　GB/T 26804的本部分规定了数字量输入输出通道模板的设计要求 、技术要求和产品标志 、包装 、贮存 。

　　本部分适用于工业控制计算机系统的数字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. 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(IEC 61000-4-8:2001,

　　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

　　3. 1 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

　　数字量输入输出通道模板 digitalI/O modules

　　将与被测控参数对应的开关 、频率 、脉冲等信号转换成工业控制计算机所能接收的数字信号输入 ,或/和把工业控制计算机输出的数字信号转换成相对应的开关 、频率 、脉冲信号输出的功能单元的总称(简称 DI/DO通道模板) 。

　　1

　　GB/T 26804.5—2011

　　3. 1. 2

　　半隔离型通道模板 half-isolated channelmodules

　　指输入(或输出)路与路之间不隔离 ,仅对工业控制计算机系统地隔离的通道模板 。

　　3. 1. 3

　　全隔离型通道模板 all-isolated channelmodules

　　指输入(或输出)不仅与工业控制计算机系统地隔离 ,而且各路之间也隔离的通道模板 。 3. 1. 4

　　数字量 digital

　　与数字对应的离散(多位状态)量 。

　　3. 1. 5

　　脉冲量 impulse

　　用脉冲的宽度或脉冲的个数所表示的量 。

　　3. 1. 6

　　频率量 frequency

　　用等时间间隔的连续变化量的个数所表示的量 。

　　3. 2 缩略语

　　I/O(input/output) 输入/输出

　　DI(digitalinput) 数字量输入

　　DO(digitaloutput) 数字量输出

　　4 设计要求

　　4. 1 硬件设计要求

　　DI/DO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

　　DI/DO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

　　DI/DO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

　　DI/DO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

　　DI/DO通道模板的文档应满足 GB/T 26802. 1—2011 中 5. 6 的相关要求 。

　　5 DI/DO通道模板分类

　　5. 1 按输入输出信号分类

　　DI:开关量输入(触点输入 、电平输入) 、脉冲量输入(脉冲累计 、频率测量 、脉冲宽度测量) ;

　　DO:开关量输出(触点输出 、电平输出) 、脉冲量输出 。

　　5. 2 按功能分类

　　非智能型 :具有 DI或/和 DO 通道模板基本功能的模板 ;

　　智能型 :采用微处理器 ,除具有 DI或/和 DO 通道模板的基本功能外 , 同时还具有 6. 1 所要求的其他部分或全部功能的模板 。

　　5. 3 按输入输出能力分类

　　单一型 :仅有单一种类输入或单一种类输出能力的模板 ;

　　复合型 :具有两种以上(含两种)种类输入或/和输出能力的模板 。

　　2

　　GB/T 26804.5—2011

　　6 技术要求

　　6. 1 DI/DO通道模板功能

　　6. 1. 1 基本功能

　　6. 1. 1. 1 初始化功能

　　初始化是由制造商在出厂前已完成的参数设定 ,无需用户重复进行 。

　　6. 1. 1. 2 寻址功能

　　DI/DO通道模板的任何一个通道都应能正确接受处理器模板寻址 。

　　6. 1. 1. 3 输入输出功能

　　接受规定形式的数字量输入和/或实现规定形式的数字量输出的功能 。

　　6. 1. 2 自诊断功能

　　自诊断功能主要包括 :

　　a) 故障报警 ;

　　b) 产品标准规定的其他自诊断功能 。

　　6. 1. 3 组态功能

　　组态功能主要包括 :

　　a) 输入 、输出方式选择 ;

　　b) 工程单位选择 ;

　　c) 中断设置 ;

　　d) 产品标准规定的其他组态功能 。

　　6. 1. 4 通信功能

　　当系统要求时 ,应能支持所要求的通信功能 。

　　6. 2 DI通道模板基本性能

　　6. 2. 1 DI信号及输入动作

　　6. 2. 1. 1 DI信号

　　在 TTL 电平 、直流电平 、触点 、脉冲中选择 。

　　6. 2. 1. 2 输入动作

　　输入动作主要包括 :

　　a) 触点输入信号的 “开 ”、“关 ”状态应能明确区分 ,其 “接通 ”状态 的 接 点 电 阻 应 小 于 0. 5 Ω, “断开 ”状态的接点电阻应大于 10MΩ;

　　b) DI电平信号的“1”与“0”应与对应的电压范围相符 ;

　　c) 脉冲量输入的信号频率 、脉冲宽度等由产品标准确定 ;

　　d) 其他输入信号由产品标准确定 。

　　6. 2. 2 绝缘电阻

　　在一般试 验 大 气 条 件 下 , 根 据 额 定 电 压 或 标 称 电 路 电 压 , DI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. 2. 3 绝缘强度

　　在一般试 验 大 气 条 件 下 , 根 据 额 定 电 压 或 标 称 电 路 电 压 , DI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. 3 DO通道模板基本性能

　　6. 3. 1 DO信号及输出动作

　　6. 3. 1. 1 DO信号

　　在 TTL 电平 、直流电平 、触点 、达林顿等信号中选择 。

　　3

　　GB/T 26804.5—2011

　　6. 3. 1. 2 输出动作

　　主要包括 :

　　a) 触点输出信号的 “开 ”、“关 ”状态应能明确区分 ,其 “接通 ”状态的接点电阻应小于 0. 5 Ω, “断开 ”状态的接点电阻应大于 10MΩ;

　　b) DO 电平信号的“1”与“0”,应与对应的电压范围相符 ;

　　c) 脉冲量输出信号频率 、脉冲宽度等由产品标准确定 ;

　　d) 其他输出信号由产品标准确定 。

　　6. 3. 2 绝缘电阻

　　在一 般 试 验 大 气 条 件 下 , 根 据 额 定 电 压 或 标 称 电 路 电 压 , DO 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. 3. 3 绝缘强度

　　在一 般 试 验 大 气 条 件 下 , 根 据 额 定 电 压 或 标 称 电 路 电 压 , DO 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. 4 结构尺寸和外观

　　6. 4. 1 结构尺寸

　　DI/DO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) DI/DO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) DI/DO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

　　DI/DO通道模板应能适应外界电源变化的影响 ,包括 :

　　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 ,DI/DO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 ,DI/DO通道模板应正常工作 。

　　6. 5. 3 电源电压变化影响

　　电源电压短期变化(交流电压 ±10% ,频率 ±1Hz;直流电压 ±5%) ,其变化的时间定为 : 电压降低需时间 2 s±0. 4 s,降低后电压维持时间 1 s±0. 4 s, 电压增加所需时间 2 s±0. 4 s。连续以 10 s 的间隔变化三次 ,DI/DO通道模板应正常工作 。

　　6. 6 共模抗扰度

　　隔离型(包括半隔离型和全隔离型)电平输入/输出的 DI/DO通道模板需作共模抗扰度试验 ,通道模板应正常工作 。

　　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 ;

　　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 。

　　6. 7 环境影响

　　6. 7. 1 环境温度影响

　　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 ,满足 6. 1、6. 4 的要求 ,DI/DO

　　4

　　GB/T 26804.5—2011

　　通道模板应正常工作 。

　　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 , 满 足 6. 1、6. 4 的 要 求 , DI/DO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 ,满足 6. 1、6. 4 的要求 ,DI/DO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 块 应 做 全 部 项 目 试 验 , 功 能 模 板 应 做

　　6. 8. 5、6. 8. 6、6. 8. 7 三项试验 。制造商还可以根据需要 ,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 ,根据系统和应用要求 ,DI/DO通道模板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 。

　　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 ,根据系统和应用要求 ,DI/DO通道模板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 。

　　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 ,DI/DO通道模板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 DI/DO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 B) ,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 DI/DO通道模板的对外端口进行试验 ,根据系统和应用要求 , DI/DO通道模板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 。

　　5

　　GB/T 26804.5—2011

　　6. 8. 6 浪涌(冲击)抗扰度

　　浪涌(冲击)抗扰度是 DI/DO通道模板对由开关和雷电瞬变过程电压引起的单极性浪涌(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 中的表 A. 1)中选择所选等级的开路试验电压 ,对 DI/DO通道模板的对外端口进行试验 。根据系统和应用要求 ,DI/DO通道模板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. 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 DI/DO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的表 1 中选择试验等级 ,进行试验 ,根据系统和应用要求 ,DI/DO通道模板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. 9 抗运输环境影响

　　6. 9. 1 抗运输高温

　　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 , 满 足 6. 4 的 要 求 , DI/DO通道模板应正常工作 。

　　6. 9. 2 抗运输低温

　　产品进行运输包装后 , 在低温为 - 50 ℃ ± 5 ℃的运输环境下进行温度 试 验 后 , 满 足 6. 4 的 要 求 , DI/DO通道模板应正常工作 。

　　6. 9. 3 抗运输环境湿热

　　产品进行运输包装后 ,在温度为 -25℃ ~ 30℃和相对湿度为 93%±3%的运输环境下进行交变湿热试验后 ,满足 6. 4 的要求 ,DI/DO通道模板应正常工作 。

　　6. 9. 4 抗运输自由跌落

　　产品进行运输包装 ,根据包装件质量选择跌落高度(包装件质量 ≤2kg,跌落高度 ≥500 mm;包装件质量 >2kg,跌落高度由制造商和用户共同确定) ,水平状态自由落体方式跌落 4 次后 ,满足 6. 4 的要求 ,DI/DO通道模板应正常工作 。

　　6. 10 特殊性能

　　6. 10. 1 抗腐蚀和侵蚀性能

　　应用于具有腐蚀和侵蚀环境的 DI/DO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. 10. 2 防爆性能

　　应用于爆炸性环境的 DI/DO通道模板应满足国家或行业防爆标准规定 。 防爆 DI/DO通道模板应由国家授权的防爆产品监督检验机构检验认证 。

　　6. 10. 3 安全性能

　　应用于执行安全功能的 DI/DO通道模板还应满足功能安全有关国家标准的规定 。

　　6. 11 可靠性

　　DI/DO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. 12 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,DI/DO通道模板应正常工作 。

　　6

　　GB/T 26804.5—2011

　　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

　　DI/DO通道模板包装应符合 GB/T 13384的有关规定 ; 对需要防静电的 DI/DO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 。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 。