自动化控制系统测试规程征求意见稿HYB.docx
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自动化控制系统测试规程征求意见稿HYB
自动化控制系统
测试规程
（征求意见稿）
目 次
前言II
引言III
1 范围1
2 规范性引用文件1
3 术语和定义1
4 检验规则4
5 试验条件6
6 结构及外观、软硬件配置检查7
7 绝缘性能检验8
8 功能性测试9
9 性能指标检查及测试25
10 电源影响试验28
11 抗扰度试验31
12 环境试验33
13 机械性能试验36
14 连续通电检验36
15 技术文件36
附录A自动化控制系统验收、验证、补充检验项目列表38
引 言
为了规范自动化控制系统、现地控制单元（LCU）、可编程逻辑控制器、自动化元件的测试。
在查阅了大量的标准、验收规程并结合公司目前的检验状况，特制定本测试规程。
然而，由于自动化行业的博、杂、繁的特点，本测试规程不可能覆盖到所有的自动化装置、元件的测试。
对于一些超出本规程范围的测试项目还请找专业的规程进行检测。
对于本测试规程的命名，由于尽量的考虑到了覆盖面，以最大化为原则，所以命名为自动化控制系统测试规程。
本测试规程主要着重于自动化控制系统、LCU、PLC、自动化元件的检测。
由于自动化控制系统及LCU单元的检测必然会涉及到人机接口方面。
故本测试规程在监控方面的检测也有所涉及，但不作为主要部分，可做为《计算机监控系统测试规程》的一个补充。
对于通信检测项，本测试规程有涉及但未做详细描述，将其纳入到通信测试规程中。
详细测试方法参加《通信测试规程》
自动化控制系统测试规程
1 范围
本规程规定了对自动化控制系统、现地控制单元、可编程逻辑控制器、自动化元件进行实验、验收的基本项目及试验方法。
现场检验可参照此规程执行。
本规程规定的试验方法及检验规则不能完全替代自动化控制系统、现地控制单元、可编程逻辑控制器及自动化元件的专用检验规程。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本规程的引用而成为本规程的条款。
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规程，然而，鼓励根据本规程达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注明日期的引用文件，其最新版本适用于本规程。
GB/T2423.1-2008电工电子产品环境试验第2部分：
试验方法试验A：
低温
GB/T2423.2-2008电工电子产品环境试验第2部分：
试验方法试验B：
高温（idtIEC60068-2-2:
1974）
GB/T2423.4-2008电工电子产品环境试验第2部分：
试验方法试验Db：
交变湿热（12h＋12h循环）
GB/T2423.10-2008电工电子产品环境试验第２部分：
试验方法试验Fc：
振动（正弦）
GB/T15969.1-2007可编程序控制器第1部分：
通用信息（IEC61131-1:
2003,IDT）
GB/T15969.2-2008可编程序控制器第2部分：
设备要求和测试（IEC61131-2:
2005,IDT）
GB/T15969.3-2005可编程序控制器第3部分：
编程语言（IEC61131-3:
2002,IDT）
GB/T15969.4-2007可编程序控制器第4部分：
用户导则（IEC61131-4:
2004,IDT）
GB/T15969.5-2002可编程序控制器第5部分：
通信
GB/T15969.8-2007可编程序控制器第8部分：
编程语言的应用和实现导则
GB/T16935.1-1997低压系统内设备的绝缘配合第1部分：
原理、要求和试验（idtIEC60664-1:
1992）
DL/T578-2008水电厂计算机监控系统基本技术条件
DL/T822-2002水电厂计算机监控系统实验验收规程
DL/T1109-2006水电厂计算机监控系统运行及维护规程
DLT619-1997水电厂机组自动化元件及其系统运行维护与检修试验规程
DL/T1107-2009水电厂自动化元件基本技术条件
DL/T5065-2009水力发电厂计算机监控系统设计规范
DL/T1083-2008火力发电厂分散控制系统技术条件
3 术语和定义
3.1 自动化元件
在自动化系统中完成某种功能的最小单元。
它是自动化技术工具中最基本的部分。
自动化仪表和自动化设备是由具有各种功能的元件组成的。
在元件与仪表之间并没有严格的界限，习惯上把结构紧凑、功能单一的自动化技术工具称为自动化元件。
自动化元件可大致分为获取信息的元件（如传感器）；转换信息的元件（如转换器）；处理信息的元件（如控制器）；执行信息的元件（如执行器）等。
3.2 串模抑制比SeriesModeRejectionRatio（SMRR）
串模抑制比是指在输入回路所施加的串模干扰电压（交流）与施加串模干扰电压前后的示值变化所对应的输入电压变化之比。
串模抑制比通常用分贝表示。
3.3 雪崩处理能CapabilityofProcessingSignalAvalanche
雪崩处理能力是指在一台现地控制单元（LCU）的事件顺序记录量输入的n个端子上同时发生状
态变位时的处理能力。
3.4 计算量CalculatingQuantity
计算量是指由采集到的部分模拟量、数字量原始数据经逻辑、算术运算得出的量。
3.5 基本PLC（系统）basicPLC（system）
至少由一个处理单元、电源和输入/输出构成的配置。
3.6 电气间隙Clearance
两个导电部件之间的空间最短距离。
3.7 爬电距离CreepageDistance
沿绝缘固体材料表面两个导电部件之间的最短距离。
3.8 电磁兼容性EMC；ElectroMagneticCompatibility
一个装置或系统在其所处的电磁环境下能够令入满意地正常工作的能力，而对此环境中的其他事物不可容许的电磁干扰。
3.9 抗扰性Immunity（toadisturbance）
在出现电磁干扰的情况下，设备、装置或系统不受影响地正常运行的能力。
3.10 可编程序（逻辑）控制器Programmable（Logic）Controller；PLC
一种用于工业环境的数字式操作的电子系统。
这种系统用可编程的存储器作面向用户指令的内部寄存器，完成规定的功能，如逻辑、顺序、定时、计数、运算等，通过数字或模拟的输入/输出，控制各种类型的机械或过程。
可编程序控制器及其相关外围设备的设计，使它能够非常方便地集成到工业控制系统中，并能很容易地达到所期望的所有功能。
3.11 自动发电控制（AGC）AutomaticGenerationControl
在满足各项限制条件的前提下，以安全、经济的方式控制水电厂机组的运行方式及有功功率分配，满足电力系统的需要。
3.12 自动电压控制（AVC）AutomaticVoltageControl
在满足各项限制条件的前提下，实时自动调整优化分配机制的无功功率，以满足电力系统的需要。
3.13 状态Status
描述元件或设备逻辑状态的信息，取值为“0”或“1”。
3.14 开关量DigitalVariable或BinaryVariable
IEC60050-351中，数字量（DigitalVariable）的定义是：
可在一组不连续中取值的量；而二进制量，即开关量（BinaryVariable）的定义是：
可在两个不连续值（通常为0和1）中取值的量。
由此可见，开关量是数字量的特例，开关量的英文取BinaryVariable更确切。
但用DigitalVariable表示开关量在国内外已成惯例，所以条文中两种英文名称均予列出。
3.15 数字量DigitalQuantity
设备状态以编码或逻辑电平信号表示的物理量或状态量
3.16 模拟量AnalogQuantity
设备特性以连续电平信号表示的物理量，在计算机中它被数字化并用标量表示。
3.17 响应时间ResponseTime
在规定的负载条件下，从一个信号出现在输入设备上开始到相应的处理后的信号出现在输出设备上可供使用所需的时间。
3.18 分布式I/ODistributedI/O
由I/O模块和具有通信功能的数据处理模块构成，符合一定的通信协议，可放在现地控制单元本体以外一定的距离处，以通信方式实现与现地控制单元本体的信息交换。
有时也称为远程I/O。
3.19 现地控制单元（LCU）LocalControlUnit
对按单元划分的机电设备进行现地控制的装置。
在水电厂为负责对机组、开关站、公用设备和厂用电等设备实施监控的设备，简称LCU。
在采用计算机监控技术的早期，曾借用电网调度远程终端RTU（RemoteTerminalUnit）的名称代表现地控制单元，自1991年全国水电厂LCU学术会议后，国内将名称统一现地控制单元，简称LCU。
3.20 现场总线Fieldbus
与工业控制或仪表设备（例如：
但不限于，变送器、执行器和现地控制器）通信的数字式、串行、多点数据总线。
3.21 人机接口Man-MachineInterface（MMI）
指运行、维护及管理入员与计算机监控系统设备的联系。
3.22 通信接口CommunicationInterface
设备之间的信息交换端口。
3.23 报文Message
用于传递信息的字符有序序列。
3.24 分辨率Resolution
设备特性标量化可被识别的最小值。
3.25 事件顺序记录SequenceofEvents（SOE）
根据事件发生的先后顺序及发生时刻，按规定的分辨率对其所做的记录。
3.26 人工操作ManualOperation
通过人机接口对被控设备进行操作
3.27 自动操作MutomaticOperation
按预定策略对被控设备进行操作。
3.28 平均故障时间间隔MeanTimeBetweenFailurse（MTBF）
工作设备的故障之间所能期望的间隔时间（小时）
3.29 平均修复时间MeanTimeToRepair（MTTR）
使故障设备恢复正常工作所能期望的时间（小时）。
4 检验规则
4.1 检验种类
检验分为三种：
a）验收检验：
在项目开发完成后按抽样方案和规定的检验项目对项目的一种合格评价；
b）验证检验：
在项目开发过程中按申请的检验项目对项目阶段成果的一种合格评价，也称为阶段检验；以及第三方产品按抽样方案和规定的检验项目对其的一种合格评价。
c）补充检验：
根据申请或要求对项目进行全部或部分检验项目的再次检验。
验收检验
当新开发的装置完成了开发阶段工作，满足验收检验条件并提出检测申请。
测试中心根据规定的检验项目对装置进行检测。
验证检验
a）根据开发项目计划中阶段的划分。
在开发阶段完成后，开发项目组提出申请，测试中心根据每阶段中列出的可交付验证成果进行检验。
以验证此阶段的开发成果是否达到预期。
b）第三方产品的选型检测。
补充检验
c）在装置完成验收检验后，由于需求变更对装置进行较大的更改或增设新的功能后的检验；
d）装置在投入生产运行过程中发现问题或缺陷后进行的确认及问题和缺陷修复后的检验；
4.2 检验的内容
检验应根据测试需求结合本规程以确定检验的项目及各级主管部门批准执行的标准化作业指导书的内容进行。
检验项目列表见附录A
在装置完成验收检验后，由于需求变更对装置进行较大的更改或增设新的功能后的补充检验，可适当减少部分检验项目，并有目的、有重点地选择检验项目。
装置在投入生产运行过程中发现问题或缺陷进行补充检验；应由测试中心根据补充检验的情况，及时反馈给原开发项目组（维护组），在问题或缺陷修复后，有目的地拟定具体检验项目及检验顺序，尽快进行修复后的补充检验。
装置发生异常现象且原因不明时，应由测试中心根据补充测试的现象，及时提出报告，并上报技术副总备查。
4.3 装置样品及合格判断
装置样品的一般规定
a）对于PLC产品：
应满足一个基本PLC系统的最低要求。
在原有PLC系统产品目录（已通过本规程规定的试验）之后推出新单元/模块时，可规定比原先所使用的试验配置更简单的EUT。
b）对于数量很多的输入/输出点，允许采用基于样品的抽样准则。
总数100点以内需全测，大于100点则允许只增加抽测超出点数的20%，如果超出点数在超过2个以上的模块，则抽测点数应均匀兼顾各模块。
c）公司自制装置，每种类型提供不少于2个测试样品。
d）人机界面（MMI）及外围设备（PADT）针对每个型号进行试验。
e）测试完成后样品留样期不宜少于1个月。
留样期样品应全部联入测试平台进行整体测试。
合格判定方法
a）对于没有准确度要求的检验项目，根据检测结果是否满足产品的技术要求来确定。
满足要求评定为合格，不满足时评定为缺陷。
缺陷分为轻微缺陷、一般缺陷和严重缺陷。
当被检查项目有一个严重缺陷时，该项检验项目判为不合格。
b）对于轻微缺陷和一般缺陷应按缺陷数量进行累计，三个轻微缺陷计为一个一般缺陷；三个一般缺陷计为一个严重缺陷。
c）对于有准确度要求的检验项目，先根据测量结果计算出极限误差、平均误差及一致性等。
再根据产品标准的要求来评定其准确度是否满足要求。
满足要求评定为合格，不满足评定为不合格。
各检验项目除已注明合格评判方法的，均按上述方法进行。
4.4 检验管理
本测试规程是结合目前已有产品或已使用过的第三方产品的使用及检验情况的前提下编写的，如涉及新增加功能，则新的检验的项目。
其内容不包括在本规程内。
为了保证检验质量，加快检验进度，执行检验规程时应注意如下问题：
a）所有的检验，其提交的被检装置都应有可检测性；装置的项目需求说明书、项目计划书、原理接线图、调试工具、技术说明书、调试说明书等应齐全。
b）对于所有装置，设备上标出的信息至少应标明制造厂（向市场投放产品的公司）和设备型号。
其它信息应在设备的数据单中提供。
c）检验时应具备专用的成套试验仪（台、车），尽量减少分散仪表试验接线方法。
d）为了获得比较准确的数据，对所有特性试验中的每一点，应重复试验5次，其中误差应满足规定的要求。
e）产品（装置）的保护及监控程序，应遵守统一管理，版本号、校验码应与申请单的内容一致。
为防止设备损坏，应注意如下事项：
a）不允许热插拔的被测装置（EUT）在断开工作电源后才允许插、拔器件。
b）使用具有交流电源的电子仪器（如示波器、频率计、继电保护测试仪等）测量电路参数时，电子仪器测量端子与电源侧绝缘应良好，仪器外壳应与保护装置在同一点接地。
c）插、拔插件要有防止静电感应电源引入元器件的措施。
接触元器件时，入身要有接地线；防止因入身静电损坏集成电路芯片。
d）测试应用程序时，应先备份原程序，防止测试过程中破坏被测程序。
对新开发的装置，应进行全面的检查试验，并将检验结果，测试报告交质管部门审查。
如质管部门对测试结果有异议，可要求测试中心进行补充测试。
测试用例的编制，参考：
测试规范。
在公司现有资源下，无法进行厂内验证的要注明原因。
对于本规程中未涉及到的检验项目，如辐射电磁场骚扰、射频场感应的传导骚扰的抗扰度等；由公司根据实际情况，可委托第三方机构进行检验。
根据实验室的适时建设情况，检测环境的改善，测试中心应适时的提出关于本测试规范的添加和修改。
5 试验条件
5.1 通用试验条件
正常实验大气条件为：
环境温度：
15℃～35℃；相对湿度：
≤75%；大气压力86kPa～106kPa。
基准实验条件为：
环境温度：
20℃±2℃；相对湿度：
45%～75%；大气压力86kPa～106kPa。
除另有规定外，试验一般在正常实验大气条件下进行。
5.2 检验试验仪器仪表的要求
一般使用仪表的准确度应根据被测量的误差等级按下表进行选择。
误差
＜0.5%
≥0.5%~1.5%
＞1.5%~5%
≥5%
仪表准确度
0.1级
0.2级
0.5级
1.0级
数字仪表准确度
6位半
5位半
4位半
4位半
测量相位用仪表的准确度不应低于1.0级；
测试温度用仪表的误差应不超过±1℃。
测试时间用仪表：
当测量时间大于1s时，相对误差不大于5/1000；测量时间不大于1s时，测量时间仪表的分辨率应为0.1ms。
其他测试仪表的精度应满足相应标准的要求，并符合有关计量管理的要求。
6 结构及外观、软硬件配置检查
6.1 检查内容及方法
检查被试装置软件的配置、文档及其载体，应符合受检产品技术条件规定。
检查被试装置的硬件配置，其数量、型号等应符合受检产品技术条件规定，且布局合理。
目测被测装置表面不应有明显的凹痕、划伤、裂缝、变形和污染等。
表面涂镀层应均匀，不应起泡、龟裂、脱落和磨损。
金属零部件不应有松动及其他机械损伤。
检查被测装置内部元器件的安装及内部连线应正确、牢固无松动。
键盘、开关、按钮和其他控制部件的操作应灵活可靠。
接线端子的布置及内部布线应合理、美观、标志清晰。
目测被试装置的印制电路板是否布线美观，布局合理，无不合理飞线；元件锡焊处不应有针孔、气泡、裂纹、挂锡、拉尖、桥接及焊点润湿不良等现象。
检查被试装置的标识：
——标识应清楚正确、清晰、完整；与产品说明书等相关文档描述对应。
——产品名称、公司名称及图标所采用字体、图标规格符合公司相关规定。
——指示灯、按钮功能标识清楚正确、排列整齐。
——端子功能标识正确，插件名称标识清楚正确。
——装置上备用的端子或按钮等可加注“备用”等类似字样。
——装置外壳应具有接地标识。
——装置各插件宜标注标识，标识应从左到右排列，以阿拉伯数字1开始。
检查拔插式装置的接插件的灵活性、互换性及是否有防误插措施。
检查被试装置的连接导线的颜色、线径、连接方式、端子材质等是否符合产品标准及有关的要求。
被试装置的外形尺寸等可采用钢板尺和钢卷尺进行检查，必要时可采用精度更高的测量仪器。
被试装置的质量用天平和磅秤等进行检查。
6.2 要求
检查被试装置时，如无特殊说明；一般应在无损、正常照明和视觉条件下进行
当有严重缺陷或存在无法用文字描述的缺陷时，宜用相机拍摄记录。
。
7 绝缘性能检验
7.1 绝缘电阻测量
测量部位
a）、每个独立电路（电气上无联系的各电路）和非带电金属部分及外壳之间（每个独立电路的端子连在一起）。
b）、每个独立电路（电气上无联系的各电路）之间（每个独立电路的端子连在一起）。
c）、动合触点电路之间（若触点间装有瞬变抑制器件则不需要进行试验）。
d）、对直接接地的带电回路，还应在断开接地或拔出有关模件的情况下，进行上述测试。
试验方法和试验要求
a）、在实验的标准大气条件下，分别用直流开路电压为250V或500V或1000V的兆欧表或同等
仪表测量其绝缘电阻值，
b）、针对不同测量回路应施加规定幅值的电压并达到稳定值至少5S后确定绝缘电阻。
不同测量回路规定施加电压及绝缘电阻规定值达到产品技术要求的规定或对应下表：
测量回路绝缘电阻规定值：
额定绝缘电压或额定工作电压Ui/V
绝缘电阻/MΩ注2
Ui＜63
≥10MΩ/1MΩ（用250V兆欧表）
250＞Ui≥63
≥10MΩ/1MΩ（用500V兆欧表）
Ui≥250
≥10MΩ/1MΩ（用1000V兆欧表）
注1：
当具有相同绝缘电压的电路对外露的导电部分之间测量时，这些电路可以连接在一起。
测量电压应直接施加于装置端子。
注2：
交流回路外部端子对地的绝缘电阻不小于10MΩ，不接地直流回路对地绝缘电阻不小于1MΩ。
7.2 介质强度实验（交流电源频率高压实验）
试验部位
与绝缘电阻测量部位相同
试验方法和试验要求
a）、用耐压测试仪对测量部位施加规定幅值的50Hz工频电压，每个检测点试验电压从零开始，在5s内逐渐升到规定值并保持1min，随后迅速平滑地降到零值。
b）、工频交流实验电压值表按下表规定进行选择，也可采用直流实验电压，其值应为规定的工频交流实验电压值的√２倍；
各回路实验电压要求：
序号
被试回路
额定绝缘/工作电压Ui/V
实验电压/V注a
泄露电流注b
1
直流/交流输入电路－地（外壳）
250＞Ui＞63
2000
5%
2
信号输入电路－地（外壳）
250＞Ui＞63
2000
5%
3
信号输出触点－地（外壳）
250＞Ui＞63
2000
5%
4
无电气联系的各回路之间
250＞Ui＞63
2000
5%
5
整机外引带电部分－地（外壳）
Ui≤63
500
5%
6
通信接口电路－地（外壳）
Ui≤63
500
5%
注：
a）为电磁兼容而采用电容器接地将导致实验电流增大并使判断击穿的条件困难时，可用直流电压实验（工频交流实验电压值的√２倍）或仅以测量交流阻抗电流来解决。
b）试验过程中的最大对地漏电流值不应超过被试回路设备每相输入电流的5%。
也可以在拆除逻辑连接的组件上进行。
c）、实验过程中，任一被试电路施加电压时，其余电路等电位互联接地。
d）、在试验过程中，那些不期望它们承受试验电压的48V及以下二次回路（如通信设备，状态
和数据的输入输出设备）可以不进行介质强度试验。
但控制输出及电压、电流互感器回路必
须进行。
为了检验48V及以下回路中除电子器件以外回路的介质强度，可以在拔出插件的
条件下进行。
e）、由于介质强度试验对设备的性能可能会造成危害，所以一般只宜在全面试验前作为产品过
程试验进行，而不宜在全面的功能与性能测试后再进行介质强度试验。
f）、在规定的正常大气实验条件下，装置应能承受频率为50Hz，历时1min的工频耐压实验而
无击穿闪络及元件损坏现象；最大泄露电流符合产品技术要求的规定。
介质实验的重复
如有必要，可以重复介质实验以核实性能，实验电压值应等于原来规定值的0.75倍。
还须在介质强度试验后再进行全面的功能与性能测试。
8 功能性测试
8.1 模拟量数据采集与处理功能测试
模拟量输入数据的类别
根据输入信号的不同，模拟量输入数据可分为直流量、温度量（RTD）和交流量。
直流量、温度量输入通道数据采集误差测试
a）从模拟量输入端子接入相应的模拟量信号发生器及精度至少比受检产品技术条件要求高
一级的测试仪表。
b）直流模拟量、温度量输入通道测试接线示意图，如图1所示
图1直流模拟量、温度量输入通道测试接线示意图
c）改变模拟量信号发生器输出，按式
（1）计算模拟量数据采集的误差Ei。
式中:
So—该模拟量测点在人机接口设备上的显示或记录值；
Si—由输入信号实测值乘以工程系数或比例系数后求得的理论工程值；
S—量程的理论工程值，S=Smax一Smin；
Smax—测量范围上限对应的理论工程值；
Smin—测量范围下限对应的理论工程值。
d）数据采集误差测试的方法:
①线性测试：
即对被测模拟量输入通道至少应测试Si为Smin、Smin+0.25S、Smin+0.50S、
Smin+0.75S及Smax5点。
②满偏测试：
即对被测模拟量输入通道仅测试Si为Smin及Smax两点。
直流量、温度量输入通道共模抑制比、串模抑制比测试
共模抑制比测试
共模抑制比计算公式
共模抑制比按式
（2）计算:
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