ГОСТ 30607-98 Контроллеры программируемые станочные. Общие технические требования

ГОСТ 30607-98

Группа П75

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

КОНТРОЛЛЕРЫ ПРОГРАММИРУЕМЫЕ СТАНОЧНЫЕ

Общие технические требования

Programmable controllers of machines.
General technical requirements

МКС 25.040.40

Дата введения 2004-01-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН ТК 75; Открытым акционерным обществом "Украинский научно-исследовательский институт станков, инструментов, приборов" (ОАО "УкрНИИСИП")

ВНЕСЕН Комитетом Украины по вопросам стандартизации, метрологии и сертификации

2 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 14 от 12 ноября 1998 г.)

За принятие проголосовали:

3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 20 января 2003 г. N 14-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 30607-98 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 2004 г.

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на программируемые контроллеры станочные (далее - ПКС), построенные на основе элементов и принципов вычислительной техники (микропроцессоры, память, общая шина передачи информации и др.), предназначенные для управления машинами и механизмами станочного типа, имеющими электромеханический или электроуправляемый привод для сообщения движения узлам машины (например, металло- и деревообрабатывающие станки, кузнечно-прессовое оборудование, промышленные роботы, автоматические линии, транспортные системы и т.д. - далее - станки).

Стандарт устанавливает классификацию ПКС и общие технические требования к ним.

Обязательные требования к ПКС изложены в 5.1, 5.3, 5.4, 5.5 и разделе 6.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.2.007.0-75 Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности

ГОСТ 26.010-80 Средства измерений и автоматизации. Сигналы частотные электрические непрерывные входные и выходные

ГОСТ 26.011-80 Средства измерений и автоматизации. Сигналы тока и напряжения электрические непрерывные входные и выходные

ГОСТ 26.013-81 Средства измерений и автоматизации. Сигналы электрические с дискретным изменением параметров входные и выходные

ГОСТ 26.014-81 Средства измерений и автоматизации. Сигналы электрические кодированные входные и выходные

ГОСТ 3044-94 Преобразователи термоэлектрические. Номинальные статические характеристики преобразования*

__________________

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 8.585-2001.

ГОСТ 12997-84 Изделия ГСП. Общие технические условия

ГОСТ 14254-96 (МЭК 529-89) Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (КОД IP)

ГОСТ 19768-93 Информационная технология. Наборы 8-битных кодированных символов. Двоичный код обработки информации

ГОСТ 21128-83 Системы электроснабжения, сети, источники, преобразователи и приемники электрической энергии. Номинальные напряжения до 1000 В

ГОСТ 21552-84 Средства вычислительной техники. Общие технические требования, приемка, методы испытаний, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение

ГОСТ 23511-79* Радиопомехи индустриальные от электротехнических устройств, эксплуатируемых в жилых домах или подключаемых к их электрическим сетям. Нормы и методы измерений

__________________

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 51318.14.1-99.

ГОСТ 25861-83 Машины вычислительные и системы обработки данных. Требования по электрической и механической безопасности и методы испытаний

3 Определения и сокращения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

контроллер программируемый, ПК: Часть системы управления, которая управляет электроавтоматикой оборудования по заранее введенной в систему управления программе функционирования электроавтоматики оборудования;

контроллер программируемый станочный, ПКС: Программируемый контроллер, осуществляющий управление машинами и механизмами станочного типа (имеющими электромеханический или электроуправляемый привод для сообщения движения узлам машины);

оператор станка: Человек, осуществляющий управление оборудованием в процессе его работы;

наладчик ПКС: Специалист, осуществляющий начальную наладку и периодическую подналадку ПКС станка;

прибор программирования и отладки ПКС: Сервисное устройство ПКС, предназначенное для ввода-вывода и отображения буквенно-цифровой и символьной информации при программировании ПКС и отладке станка;

прибор наладчика: Переносное сервисное устройство ПКС, выполняющее, кроме функций прибора программирования и отладки, другие функции (например, запись и перезапись программы, запуск различных тестов, дистанционное управление режимами работы ПКС и т.д.);

прибор перезаписи: Сервисный прибор ПКС, предназначенный для записи (перезаписи) рабочих программ в ППЗУ с ультрафиолетовым стиранием;

мониторный режим: Режим, в котором отработка программы сопровождается отображением на экране персонального компьютера или прибора наладчика необходимой части программы и (или) состояния аппаратов станка в релейно-контактных символах. Мониторный режим может быть реализован в режиме РАБОТА или в подрежиме ПОШАГОВЫЙ режима ОТЛАДКА;

пошаговая отработка: Отработка программы ПКС, при которой цикл отрабатывается до изменения состояния входов ПКС, после чего выходы отключаются от станка и наладчик имеет возможность проанализировать состояние станка и ПКС методом однократного сканирования. Затем по его команде инициируются выходы и отрабатывается следующий шаг цикла;

однократное сканирование: Субподрежим ПКС, при котором осуществляется последовательная проверка программы пользователя на соответствие выходных сигналов ПКС комбинации входных сигналов (после каждого сканирования набирают следующую по программе комбинацию входных сигналов и подают очередную команду на однократное сканирование, после чего проверяют соответствие выходных сигналов ПКС набранной комбинации входных). Данный субподрежим реализуется с помощью прибора программирования и отладки, а также имитатора входных сигналов станка.

В настоящем стандарте использованы следующие сокращения:

ЭВМ - электронно-вычислительная машина;

ЦАП - цифро-аналоговое преобразование;

АЦП - аналого-цифровое преобразование;

ОЗУ - оперативное запоминающее устройство;

ППЗУ - программируемое постоянное запоминающее устройство;

ЭППЗУ - программируемое постоянное запоминающее устройство с электрическим способом записи и стирания информации;

ТУ - технические условия;

ЗИП - запасные части, инструменты, принадлежности и материалы.

4 Классификация

4.1 По совокупности признаков ПКС подразделяют на классы, указанные в таблице 1.

Таблица 1 - Классификация ПКС

5 Технические требования

5.1 Требования назначения

5.1.1 Требования к функционированию

5.1.1.1 ПКС должны обеспечивать выполнение функций, приведенных в таблице 2.

Таблица 2 - Функции ПКС

5.1.1.2 ПКС должны функционировать в следующих режимах:

РАБОТА;

ОТЛАДКА.

В режиме РАБОТА должна выполняться программа пользователя. Режим РАБОТА всегда должен начинаться с диагностики ПКС и станков.

В этом режиме должна быть исключена возможность изменения программы пользователем.

Режим ОТЛАДКА должен предусматривать следующие подрежимы:

ПОШАГОВЫЙ;

ТЕСТИРОВАНИЕ;

ПРОГРАММИРОВАНИЕ;

МОНИТОРНЫЙ.

В подрежиме ПОШАГОВЫЙ должна осуществляться отработка программы пользователя по шагам с отключением выходов от станков в конце каждого шага.

В подрежиме ТЕСТИРОВАНИЕ должен осуществляться запуск и работа тестовых программ, позволяющих определять исправность ПКС и станков.

В подрежиме ПРОГРАММИРОВАНИЕ должна быть обеспечена возможность программирования и редактирования программы пользователя (при работе от ОЗУ или ЭППЗУ).

Подрежим ПРОГРАММИРОВАНИЕ должен обеспечивать субподрежим ОДНОКРАТНОЕ СКАНИРОВАНИЕ, реализуемый на стенде с помощью прибора программирования и отладки и имитатора входных сигналов станка.

В подрежиме МОНИТОРНЫЙ должна быть предусмотрена отработка программы, сопровождающаяся отображением на экране персонального компьютера или прибора наладчика необходимой части программы и (или) состояния аппаратов станков в релейно-контактных символах.

Доступ к переключению режимов работы ПКС при закрытых дверцах электрошкафа должен иметь только наладчик ПКС с помощью прибора наладчика.

5.1.1.3 ПКС должны иметь средства самоконтроля, обеспечивающие контроль:

- функционирования основных элементов ПКС;

- сохранности программы пользователя;

- интерфейсных магистралей;

- времени сканирования рабочей программы;

- функционирования всех модулей ПКС;

- напряжения источника питания энергонезависимой памяти.

Самоконтроль должен осуществляться:

- при подключении устройства программирования и отладки;

- при запуске рабочей программы (при этом самоконтроль не должен приводить к не предусмотренным программой действиям станков);

- в процессе работы периодически на каждом цикле программы или через несколько циклов.

5.1.1.4 При обнаружении неисправности ПКС должны индицировать ее характер, место и формировать сигналы, которые могут быть использованы для принятия мер по устранению неисправности.

В случае неисправности ПКС должны выдать сигнал для остановки станка по безопасному алгоритму.

5.1.2 Требования к памяти

5.1.2.1 Объем памяти, выделяемой для программы пользователя, и среднее время выполнения 1000 логических инструкций, включающих 75% опросов входов и 25% опросов выходов, а также продолжительность фазы обмена, должны быть не менее приведенных в таблице 3.

Таблица 3

5.1.2.2 Время сохранения информации в энергонезависимой памяти ПКС при отключенном питании должно составлять не менее 170 ч.

В ПКС должна быть предусмотрена специальная сигнализация, срабатывающая при снижении выходного напряжения источника резервного питания при уровне менее 170 ч.

5.1.3 Требования к электрическому питанию

5.1.3.1 Электрическое питание ПКС должно осуществляться от сетей общего назначения по ГОСТ 21128 переменным однофазным током [напряжение 110 В или 220 В с допускаемым отклонением от минус 15% до плюс 10%; частота (50±1) Гц] или от источников по ГОСТ 21128 постоянным током (напряжение 24 В с допускаемым отклонением от минус 15% до плюс 10%).

Примечания

1 При питании ПКС переменным током рекомендуется предусмотреть возможность питания частотой от 49 до 61 Гц.

2 Допускается по согласованию с заказчиком питание ПКС осуществлять от сетей общего назначения по ГОСТ 21128 переменным током [напряжение 115, 230, 240, 400 и 440 В с допускаемым отклонением от минус 15% до плюс 10%; частота (60+1) Гц].

3 Для ПКС классов 4, 5 источник питания ПКС, получающий питание от сети, следует устанавливать в компоновочный каркас, а не отдельно от каркаса.

5.1.3.2 В ПКС должна быть исключена возможность автоматического продолжения работы (автоматического повторного перезапуска) при снятии и последующем включении питающего напряжения (время между снятием и включением напряжения не менее 50 мс).

5.1.3.3 Воздействие на ПКС внешних помех от сети питания и от электрооборудования станка, не превышающих значений, указанных в таблице 4, не должно приводить к отказам и сбоям в работе ПКС.

Таблица 4 - Параметры внешних помех

5.1.3.4 ПКС не должны создавать при включении и работе помех, вызывающих сбои в работе своих модулей и других устройств, подключаемых к той же сети (источнику, преобразователю).

5.1.3.5 В электрооборудовании станка должны быть предусмотрены меры по подавлению помех, поступающих в ПКС из линии связи ПКС со станком: экранирование соответствующих цепей, шунтирование обмоток реле и электродвигателей помехоподавляющими элементами, шунтирование диодами обмоток аппаратов постоянного тока и т.д.

Требования по подавлению помех в электрооборудовании станка должны быть указаны в эксплуатационной документации на ПКС.

5.1.4 Требования к программному обеспечению

5.1.4.1 Программное обеспечение ПКС должно обеспечивать:

- функционирование ПКС во всех режимах;

- начальный запуск и индикацию неисправностей;

- реализацию функций электроавтоматики по программе;

- реализацию языков программирования;

- реализацию протоколов обмена с сервисным оборудованием и с верхним уровнем.

5.1.4.2 В ПКС используют следующие языки программирования:

- релейно-контактные символы;

- список инструкций;

- булевые функции или мнемокод.

Допускается использование других языков программирования по согласованию между потребителем и изготовителем.

5.1.4.3 ПКС поставляют с резидентным программным обеспечением, достаточным для функционирования ПКС и восприятия программы пользователя.

Конкретные функции программного обеспечения должны быть указаны в технических условиях на ПКС конкретного типа.

5.1.5 Требования к входным и выходным сигналам

5.1.5.1 Входные и выходные сигналы ПКС подразделяют на интерфейсные и неинтерфейсные.

5.1.5.2 Интерфейсные сигналы должны обеспечивать организацию обмена информацией между агрегатными модулями моноблочных ПКС, между блоками ввода-вывода и блоками управления в блочно-модульных ПКС, между агрегатными модулями в составе блока управления блочно-модульных ПКС, между различными ПКС, между ПКС и сервисным оборудованием, а также организацию обмена информацией с ЭВМ верхнего уровня. Интерфейсные сигналы устанавливают в технических условиях на ПКС конкретного типа.

5.1.5.3 Неинтерфейсные входные и выходные сигналы должны соответствовать требованиям ГОСТ 26.011, ГОСТ 26.013, ГОСТ 26.014, ГОСТ 24.010, ГОСТ 3044 и ГОСТ 19768.

5.2 Требования надежности

5.2.1 Номенклатуру и значения показателей надежности ПКС устанавливают в ТУ на ПКС конкретного типа.

5.3 Требования радиоэлектронной защиты

5.3.1 Уровень индустриальных радиопомех, создаваемых при работе ПКС, не должен превышать значений, установленных в "Общесоюзных нормах допускаемых индустриальных радиопомех" (Нормы 8) [8].

Для ПКС, эксплуатируемых в жилых домах и учреждениях (предприятиях), электрические сети которых подключены к сетям жилых домов, уровень индустриальных радиопомех не должен превышать значений, указанных в ГОСТ 23511.

5.3.2 ПКС должны сохранять свои характеристики при воздействии индустриальных радиопомех, не превышающих норм, предусмотренных в "Общесоюзных нормах допускаемых индустриальных радиопомех" (Нормы 1-9) [1]-[9].

5.4 Требования стойкости к внешним воздействиям

5.4.1 Все классы ПКС должны быть устойчивыми и прочными к воздействию температуры и влажности окружающей среды в диапазонах, указанных в таблице 5.

Таблица 5

5.4.2 По согласованию между потребителем и изготовителем допускается изготовлять ПКС, сохраняющие работоспособность при более жестких условиях эксплуатации (температура выше плюс 60 °С, повышенная влажность и загрязненность окружающего воздуха и т.д.).

5.4.3 ПКС устанавливают внутри электрошкафа или других соответствующих оболочек.

Требования к защищенности ПКС от попадания внутрь твердых посторонних тел (пыли) и воды - по ГОСТ 14254. Степень защиты ПКС - IP20.

Допускается по согласованию между потребителем и изготовителем устанавливать другие степени защиты по ГОСТ 14254.

5.4.4 По устойчивости к механическим воздействиям ПКС должны соответствовать виброустойчивому исполнению по ГОСТ 12997.

5.5 Конструктивные требования

5.5.1 ПКС всех классов должны быть рассчитаны на одностороннее обслуживание.

5.5.2 ПКС классов 1, 2, 3 должны монтироваться внутри электрошкафа на стандартную шину крепления электрооборудования, а также иметь возможность крепления на панели.

ПКС классов 4, 5 рекомендуется изготавливать в размерах печатных плат, не превышающих по площади 200х100 мм (двойной европейский стандарт).

5.5.3 Конструкция ПКС должна обеспечивать доступ ко всем модулям и другим составным частям, которые могут потребовать регулирования и (или) замены в процессе эксплуатации.

5.5.4 Модули, вспомогательные изделия одного и того же вида и исполнения должны быть взаимозаменяемы.

5.5.5 Для присоединения внешних цепей ПКС должны быть снабжены контактными колодками с зажимами под винт, имеющими цифровую индексацию.

Зажимы под винт должны быть рассчитаны на три провода сечением от 0,5 до 1,5 мм.

5.5.6 Конструкция ПКС и его составных частей должна обеспечивать выполнение требований безопасности по ГОСТ 12.2.007.0.

5.5.7 Выходные цепи ПКС должны быть защищены от перегрузки, короткого замыкания и экстратоков.

5.5.8 Все входы-выходы должны иметь световую индикацию состояния входных-выходных сигналов.

5.5.9 В ПКС должны быть предусмотрены средства обнаружения ошибок в программе пользователя, обеспечивающие выдачу необходимых сообщений оператору.

5.5.10 Признаки диагностируемых неисправностей и способы их устранения устанавливают в эксплуатационной документации на ПКС конкретного типа.

5.5.11 Входы ПКС, на которые подают питание от внешнего источника, должны иметь защиту от перенапряжения.

6 Требования безопасности

6.1 Общие положения - по ГОСТ 12.2.007.0, ГОСТ 12997 и ГОСТ 25861.

Требования электрической и механической безопасности, меры и класс защиты от поражения электрическим током должны быть установлены в ТУ на конкретные ПКС в соответствии с требованиями ГОСТ 25861.

6.2 Требования к изоляции

6.2.1 Электрическая прочность изоляции между отдельными электрическими цепями и между этими цепями и корпусом ПКС должна обеспечивать отсутствие пробоев и поверхностных перекрытий изоляции при испытательных напряжениях не ниже значений, установленных ГОСТ 21552.

6.2.2 Электрическое сопротивление изоляции между отдельными электрическими цепями и корпусом ПКС в зависимости от климатических условий эксплуатации должно соответствовать ГОСТ 21552.

6.3 Цепи входных и выходных каналов любой пары модулей ввода-вывода и цепи питания ПКС должны быть гальванически развязаны друг от друга, от металлических частей компоновочных изделий и от цепей внутриблочного интерфейса, через который сопрягаются модули контроллера.

6.4 При включении, выключении и всех возможных режимах работы ПКС не должны выдавать сигналы, которые могут привести к несанкционированным действиям станков, управляемых этими ПКС.

7 Комплектность

7.1 Комплект ПКС должен включать:

- собственно ПКС в заказанной конфигурации;

- формуляр (паспорт), техническое описание и инструкцию по эксплуатации, включающую инструкцию по программированию;

- технические описания и инструкции по эксплуатации модулей (для блочно-модульных ПКС), вспомогательных, компоновочных и сервисных изделий - по одному на каждый вид изделий, входящих в состав ПКС;

- паспорта модулей вспомогательных, компоновочных и сервисных изделий - для каждого изделия, входящего в состав ПКС;

- комплект ЗИП (согласно ведомости ЗИП).

В комплект ПКС классов 3, 4, 5 должен входить кабель связи между ПКС и персональной ЭВМ.

7.2 По отдельному требованию в состав сервисного оборудования должны входить:

- прибор наладчика;

- прибор программирования и отладки;

- прибор записи программ;

- пакет сервисных программ для персонального компьютера на гибком магнитном диске для облегчения составления программ пользователя (с необходимыми пояснениями и элементами синтаксического контроля);

- листинг примера программы пользователя, охватывающий работу со всеми разработанными платами и содержащий подробные комментарии с формулами расчета параметров и ссылками на необходимую табличную и графическую информацию;

- адаптеры (преобразователи интерфейсов) для включения ПКС в сеть верхнего уровня.

ПРИЛОЖЕНИЕ А
(справочное)

Библиография

Текст документа сверен по:

М.: ИПК Издательство стандартов, 2003