GB/T 36009-2018
基本信息
标准号： GB/T 36009-2018
中文名称：可编程序控制器性能评定方法
标准类别：国家标准(GB)
标准状态：现行
出版语种：简体中文
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标准分类号
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出版信息
相关单位信息
标准简介
GB/T 36009-2018 可编程序控制器性能评定方法
GB/T36009-2018
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标准内容
ICS25.040
中华人民共和国国家标雅
GB/T36009—2018
可编程序控制器性能评定方法
Evaluating method of programmable controllers' performance2018-03-15发布
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
2018-10-01实施
GB/T36009—2018
2规范性引用文件
3术语、定义和缩略语：
4性能指标
5测试和评定方法
参考文献
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本标准由中国机械工业联合会提出。GB/T36009—2018
本标准由全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会（SAC/TC124)归口。本标准起草单位：机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、辽宁大学、中国科学院沈阳自动化研究所、北京和利时系统工程有限公司、浙江中控研究院有限公司、中南大学、北京鼎实创新科技有限公司、罗克韦尔自动化（中国）有限公司、施耐德电气（中国)有限公司。本标准主要起草人：王麟琨、徐冬、宋岩、徐德刚、雷志军、李洪伟、彭国茂、华铬、王勇、闫晓风、郑秋平、史宝库
iiKANiKAca
1范围
可编程序控制器性能评定方法
本标准规定了可编程序控制器的性能指标，测试和评定方法。本标准适用于可编程序控制器。2规范性引用文件
GB/T36009—2018
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T2423.1—2008月
电工电子产品环境试验
GB/T2423.2—2008
GB/T2423.4—2008
12h循环）
GB/T2423.5—1995
GB/T2423.7—1995
倒（主要用于设备型样品）
GB/T2423.8—1995
电工电子产品环境试验
电工电子产品环境试验
电工电子产品环境试验
电工电子产品环境试验
第2部分：试验方法试验A：低温第2部分：试验方法试验B：高温第2部分：试验方法
试验Db：交变湿热（12h+
第2部分：试验方法
试验Ea和导则：冲击
第2部分：试验方法试验Ec和导则：倾跌与翻电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ed：自由跌落GB/T2423.10—2008
GB/T2423.16—2008
GB/T2423.18—2012
GB/T2423.22—2012
GB/T15969.2—2008
GB/T15969.3—2005
GB/T17626.2-
GB/T17626.3-
GB/T17626.4—2008
GB/T17626.5
GB/T17626.6—2008
GB/T17626.11—2008
2第2部分：试验方法试验Fc：振动（正弦）电工电子产品环境试验
电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验J及导则：长霉第2部分：试验方法试验Kb：盐雾，交变（氯化钠溶液）环境试验
环境试验
第2部分：试验方法试验N：温度变化可编程序控制器第2部分：设备要求和测试可编程序控制器
电磁兼容
电磁兼容
电磁兼容
电磁兼容
电磁兼容
电磁兼容
第3部分：编程语言
试验和测量技术青
静电放电抗扰度试验
试验和测量技术
射频电磁场辐射抗扰度试验
电快速瞬变脉冲群抗扰度试验
试验和测量技术目
试验和测量技术
浪涌（冲击）抗扰度试验
试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度试验和测量技术
电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度GB17799.42012
电磁兼容
通用标准工业环境中的发射
GB/T29247—2012
2工业自动化仪表通用试验方法
3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。1
HiiKAoNiKAca
GB/T36009—2018
可编程序控制器programmablecontroller；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[GB/T15969.1—2007，定义3.5]3.1.2
本地输入/输出localinput/output制造厂的PLC组成部分，包括只能通过主处理单元（CPU)运行的输人和/或输出接口，用于输人/输出多路复用信号/信号的分离和数据预处理/后置处理。注：本地I/O通常与CPU模块在同一背板或本地扩展背板。3.1.3
remoteinput/outputstation;RIOS远程输入/输出站
制造厂的PLC系统组成部分，包括仅在主处理单元（CPU）的分级情况下允许运行的通过通信方式进行数据采集的输人和/或输出接口，用于输人/输出多路复用信号/信号的分离和数据预处理/后置处理。
注1：RIOS仅被允许有限的自主运行，如在CPU的通信网络断开或CPU本身的紧急故障情况下或要进行维护和故障维修时
注2：远程输入/输出站与主处理单元通常通过现场总线或工业以太网进行通信3.1.4
模拟输入analogueinput
把一种连续信号转换成供可编程序控制器系统使用的离散量的一个多比特二进制数的设备3.1.5
模拟输出analogue output
把来自可编程序控制器系统的一个多比特二进制数转换成一种连续信号的设备。3.1.6
电磁兼容electromagneticcompatibility；EMC个装置或系统在其所处的电磁环境下能够令人满意地正常工作的能力，而对此环境中的其他事物不产生或不可容许的电磁干扰。3.1.7
数字输入digital input
把一个两态信号转换为一个单比特二进制数的设备。3.1.8
数字输出digital output
把一个单比特二进制数字转换成一种两态信号的设备。3.1.9
故障fault
除预防性维修或其他计划的行动或因缺乏外部资源的情况外，产品不能完成要求的功能的状态3.1.10
接interface
所考虑的系统与另一个系统之间、或一个系统的部件之间的共享界面，通过它传输信息或电能。2
HiiKAoNiKAca
模块module
GB/T36009—2018
包含确定功能（如模拟输入、模拟输出、数字输人，数字输出等）可以插入底板或基板的可编程序控制器系统的组成部件。
与设备或网络的接口，通过它可发送或接收电磁能量或信号或者可以观察或测量设备或网络的变化。
meantimeto restoration;MTTR
平均修复时间
从发现故障到恢复规定性能所需时间的平均值3.1.14
mean time to failure;MTTF
平均无故障时间
开始正常运行时间到故障发生时间之间的平均值3.1.15
平均故障间隔时间
mean time between failures; MTBF相邻两故障间工作时间的平均值。3.1.16
一个完整的组合件（由在该组合件内插人的或连接的模块组成），对于永久性安装的单元用电缆与系统内的其他单元连接，对于便携式单元用电缆或其他方法与系统内的其他单元连接3.1.17
working voltage
工作电压
在以额定电压给装置供电时可能出现的越过任何特定绝缘的最高交流电压（均方根值）或直流电压值。不考虑瞬时电压。应考虑开路和正常使用两种情况2缩略语
下列缩略语适用于本文件。
CPU：中央处理单元(CentralProcessingUnit）HFT：硬件故障阈度（HardwareFaultTolerance）MTBF：平均故障间隔时间（MeanTimeBetweenFailure）MTTF：平均无故障时间（MeanTimeToFailure）MTTR：平均修复时间（MeanTimeToRestoration）PLC：可编程控制器（ProgrammableLogicController）SIL：安全完整性等级（SafetyIntegrityLevel）4性能指标
4.1概述
可编程序控制器的性能指标是进行性能评定的依据，可编程控制器性能指标分为基础技术指标、实时性指标、通信指标、运行指标、可靠性指标、可用性指标、安全指标。3
iiiKAoNikAca
GB/T36009—2018
根据实际应用选择相应的性能指标。4.2基础技术指标
基础技术指标包括：指令条数，程序区容量，数据区容量，掉电保持数据区容量及时间、编程语言、输人/输出1/O)点数，计算能力等
指令条数：PLC所支持的指令类型的数量，既包括GB/T15969.3一2005规定的基本指令，如ADD、MOVE.SIN等，也包括PLC厂家为增强PLC功能提供的额外指令，如运动控制指令等。程序区容量指PLC可支持的最大可执行程序的大小，通常以字节数为单位，如1M字节。数据区容量指PLC可支持的变量区的最大空间。掉电保持数据容量及时间指PLC支持的具有掉电保持特性的数据区的大小，及掉电数据能够保持的最大时间。
编程语言指PLC所支持的符合GB/T15969.3一2005规定的编程语言种类的数量输入/输出(I/O)点数指PLC可支持的本地输人/输出(I/O)和远程输入/输出(I/O)站在最大配置情况下所对应的物理输入输出点（包括输入和输出）的数量。计算能力是指PLC中CPU模块（硬件软件，固件）的计算性能，可用执行一定数量的不同指令所需的时间或在规定时间内完成不同指令的数量来体现，指令通常包括BOOL操作、整数操作、浮点操作等。
4.3实时性指标
实时性指标包括：系统最快响应时间循环扫描时间，10模块响应时间等。最快响应时间指PLC系统从信号输人到输出信号的最快响应时间。循环扫描时间指PLC产品循环执行一次所有工作，包括读输人，执行程序、处理通信请求、自诊断检查和写输出等，所需耗费的时间。10模块响应时间，对于输人模块，是指从信号输入时刻开始到信号处理完成准备送人通信总线时刻为止的全部时间，包括信号调理，信号转换以及软件处理等环节的时间：对于输出模块，是指从模块接收到包含输出指令的数据包开始到信号输出时刻为止的全部时间，包括软件处理、信号转换和输出信号放大等环节的时间。
4.4通信指标
通信指标包括：通信速率、通信距离、支持通信协议。通信速率即数据传输速率，是指数据在信道中传输的速度，常用单位为bit/s。通信距离是在特定通信速率下保障数据传输正确的最大传输距离。支持通信协议指可编程序控制器支持的通信协议类型和规约类型4.5可靠性指标
可靠性/可用性指标包括MTBF、MTTF、MTTR等MTBF指PLC系统两次故障发生时间之间的平均值，单位小时（h）。MTTF指PLC系统开始正常运行时间到故障发生时间之间的平均值，单位小时（h）。MTTR指PLC系统故障发生时间到维修结束时间之间的平均值，单位小时（h）。4.6可用性指标
可用性指标包括：亢余结构、最大穴余切换时间、固有可用度等。4
HiiKAoNiKAca
完余结构指PLC实现元余的结构和部件，如：CPU、电源、网络、IO模块等：最大完余切换时间指从PLC发生故障到备用PLC开始正常工作的最大时间GB/T36009—2018
固有可用度指PLC设备在某段时间内需要和开始执行任务时，处于可工作或可使用状态的静态可用性程度。
4.7安全指标
安全指标包括功能安全指标和信息安全指标。功能安全指标包括：SIL等级等。SIL等级指功能安全的安全完整性等级信息安全指标包括：数据流限制、标识和认证控制、使用控制、系统完整性、数据保密性，资源可用保障等。数据流限制指通过特定技术措施，如：网络分区、边界防护、故障关闭等措施，限制不必要的数据流：标识和认证控制指用户在被充许访问PLC之前，对其进行标识和认证，如：账户管理，标识符管理软件进程标识等使用控制指为已认证用户分配特权以执行请求的操作，并对这些特权使用进行监视：系统完整性指通过特定技术措施，如：通信完整性、输人验证、会话保密性等，防止未经授权的操纵；数据保密性指确保通信信道和数据仓库的信息保密性：防止未授权的泄露，资源可用保障指通过通信负荷管理、资源管理，备份验证等实现PLC系统可用性。4.8
3运行指标
运行指标包括：功耗、环境条件等功耗指PLC处于额定工作电压条件下消耗的最大电能。模块的功耗取决于模块类型、运行环境，配置方法及输出负载等因素。
环境条件指PLC的运行条件，包括：电气工作条件、气候条件、机械条件、电磁兼容等条件。PLC制造厂商声明或提供产品技术文件中应包含环境条件的描述5测试和评定方法
基础技术指标
5.1.1指令条数
根据PLC产品制造厂商提供的资料查证所支持的指令条数5.1.2程序区容量
测试和评定方法可采用a)或b）：a）根据PLC产品制造厂商提供的资料查证程序区的容量；使用PLC产品制造厂商提供的组态编程软件，编写测试用例，并在实际的硬件产品上下装运b)
行验证。
5.1.3数据区容量
测试和评定方法可采用a)或b）：a）根据PLC产品制造厂商提供的资料查证所支持的最大数据区容量；b）利用PLC产品制造厂商提供的组态编程软件，验证最大数据区容量。示例：测试时可根据PLC产品厂商申明的数据区容量大小，通过指定变量或数组地址的方法，重点对数据区的最大边界进行检查。
GB/T36009—2018
5.1.4掉电保持数据区容量及时间测试和评定方法可采用a)或b)：a）
根据PLC产品制造厂商提供的资料查证所支持的最大掉电保持数据区容量，掉电保持维持时间：
利用PLC产品制造厂商提供的组态编程软件，编写测试程序，验证最大掉电保持数据区容量。示例：测试时可根据PLC产品厂商声明的掉电保持数据区容量大小，通过指定变量或数组地址的方法，重点对数据区的最大边界进行检查。
5.1.5编程语言
GB/T15969.3一2005中共定义了5种编程语言，分别是：指令表IL、结构化文本ST、顺序功能图SFC、功能块图FBD、梯形图LD。测试和评定方法可采用a）或b）：a）根据PLC产品制造厂商提供的资料查证所支持的编程语言类型：使用PLC产品制造厂商提供的组态编程软件，编写各种语言的测试代码，并在实际的硬件产b)
品上运行验证。
5.1.61/0点数
测试和评定方法可采用a)或b)或c)：a）根据PLC产品制造厂商提供的资料查证所支持的远程I/O和本地I/O的最大点数；b）
根据PLC产品制造厂商提供的资料计算可能支持的远程I/O和本地I/O的最大点数；c）利用PLC产品制造厂商提供的组态编程软件，进行系统最大化配置，并检查远程I/O和本地I/O的点数。
5.1.7计算能力
测试和评定方法可采用a)或b)：a）根据PLC产品制造厂商提供的资料查证其计算能力：利用PLC产品制造厂商提供的组态编程软件，编写测试用例，分别测试其布尔（BOOL)操作、b）
整数操作、浮点操作的计算能力。其中布尔（BOOL）操作应包含与（AND）或（OR）、异或（XOR）和非（NOT）等4种操作；整数操作应包含整数的加法（ADD）、减法（SUB）、乘法（MUL）、求模（MOD）、赋值（MOVE)等5种操作；浮点操作应包含浮点数据的加法（ADD）、减法（SUB）、乘法（MUL）、除法（DIV）、赋值（MOVE）等5种操作。每种指令操作的执行次数为1000次，不限定编程语言。
5.2实时性指标
5.2.1实时性指标概述
典型PLC系统的系统响应时间和循环扫描周期构成见图1。完整循环扫描周期包括：系统开销输入扫描，执行程序，输出扫描和通信服务6
系统响应时间人
输入模块响应时间
系统开销
输入扫描
执行程序
输出扫描
通信服务
输出模块响应时间
GB/T36009—2018
循环扫描周期
图1典型PLC系统响应时间和循环扫描周期示意图系统开销主要执行故障自诊断程序：自诊断内容为检查I/O部分，存储器，CPU等内部硬件，发现异常停机显示出错，对监视定时器（WDT）复位以及其他工作。若自诊断正常，继续向下扫描：输人扫描主要完成各个输入端进行扫描，并保存所有输人端的状态：执行程序逐条执行用户程序，并保存执行结果：输出扫描主要完成将程序执行结果输出，输出驱动外部负载：通信服务主要完成与其他装置，如编程器，计算机等，实现通信；输入模块响应时间是从物理信号改变到输人模块发生变化的时间，输出模块响应时间是从程序执行结果输出到输出模块产生实际输出的时间。5.2.2系统最快响应时间
测试和评定方法可采用a)或b）：a）通过计算评定的系统最快响应时间的过程如下：1）根据PLC产品制造厂商提供的资料，查证IO模块响应时间、最小控制周期和总线最小通信周期；
计算最快响应时间，最快响应时间=输人模块响应时间十循环扫描周期十输出模块响应2）
时间。
注：输人信号与循环扫描的时序关系影响系统响应时间。例如：如果在一个循环扫描周期的1/0更新阶段刚过就收到一个信号，则该信号在本周期内不能起作用，需等到下一个循环扫描周期才能起作用，这时响应时间最长，等于（输人模块响应时间十2×循环扫描周期十输出模块响应时间）。b）通过实际测试评定的系统最快响应时间的过程如下：根据PLC产品制造厂商提供的资料，搭建最快配置测试系统（一般包括CPU、DI、DO等）：
利用PLC产品制造厂商提供的组态编程软件，编写测试程序（比如DO输出等同于DI输2）
GB/T36009—2018
人）；
将测试程序的控制周期设置为可实现最快响应时间的模式；3）bZxz.net
4）按照PLC产品的接线要求，驱动DI产生跳变；抓取DI和DO的波形，并计算DI和DO跳变沿之间的时间差；5）
6）重复执行以上步骤若干次，统计得到最快响应时间。5.2.3循环扫描时间
测试和评定方法可采用a)或b)：a）根据PLC产品制造厂商提供的资料查证循环扫描时间；b）通过实际测试评定的循环扫描时间的过程如下：1）测试程序为针对输人输出的逻辑运算，利用某个DO的翻转作为循环周期的标志；2）利用示波器监视标志DO的跳变：3）运行系统并连续抓取标志DO的跳变，统计得到循环扫描时间。示例：循环扫描与输人/输出及程序相关，典型的测试配置示例：数字量输入为64点，数字量输出为64点。5.2.410模块响应时间
根据PLC制造商提供的资料查证其IO模块响应时间5.3通信指标
5.3.1支持的通信协议
PLC产品制造商应声明支持的一种或多种通信协议，可根据PLC产品制造商出具的通信协议认证报告或技术文件评定。PLC的通信协议宜采用开放协议，以便多个厂商的设备互联。5.3.2最高/最低通信速率
PLC支持的通信速率，应符合相关的通信协议规范。制造商应声明PLC支持的最高和最低通信速率。根据PLC制造厂商提供的资料查证支持的最高和最低通信速率可根据通信协议认证报告评定，或根据PLC产品制造商给出测试方法评定。5.3.3各通信速率下最大通信距离试验制造商应声明PLC支持的各通信速率下最大通信距离，根据PLC产品制造厂商提供的资料查证支持的各通信速率下最大通信距离。可根据通信协议认证报告评定，或根据PLC产品制造商应给出测试方法评定。
5.3.4最大节点数
PLC支持的最大节点数应符合相关通信协议的规定，可根据通信协议认证报告评定，如果最大节点数是PLC产品制造商自定义的节点数量，PLC产品制造商应给出测试方法。5.4可靠性指标
5.4.1可靠性指标概述
PLC属于可修复产品，主要的可靠性指标包括两个：MTBF和MTTR。两个主要的可靠性指标示8
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可编程序控制器性能评定方法
Evaluating method of programmable controllers' performance2018-03-15发布
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
2018-10-01实施
GB/T36009—2018
2规范性引用文件
3术语、定义和缩略语：
4性能指标
5测试和评定方法
参考文献
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本标准由中国机械工业联合会提出。GB/T36009—2018
本标准由全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会（SAC/TC124)归口。本标准起草单位：机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、辽宁大学、中国科学院沈阳自动化研究所、北京和利时系统工程有限公司、浙江中控研究院有限公司、中南大学、北京鼎实创新科技有限公司、罗克韦尔自动化（中国）有限公司、施耐德电气（中国)有限公司。本标准主要起草人：王麟琨、徐冬、宋岩、徐德刚、雷志军、李洪伟、彭国茂、华铬、王勇、闫晓风、郑秋平、史宝库
iiKANiKAca
1范围
可编程序控制器性能评定方法
本标准规定了可编程序控制器的性能指标，测试和评定方法。本标准适用于可编程序控制器。2规范性引用文件
GB/T36009—2018
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T2423.1—2008月
电工电子产品环境试验
GB/T2423.2—2008
GB/T2423.4—2008
12h循环）
GB/T2423.5—1995
GB/T2423.7—1995
倒（主要用于设备型样品）
GB/T2423.8—1995
电工电子产品环境试验
电工电子产品环境试验
电工电子产品环境试验
电工电子产品环境试验
第2部分：试验方法试验A：低温第2部分：试验方法试验B：高温第2部分：试验方法
试验Db：交变湿热（12h+
第2部分：试验方法
试验Ea和导则：冲击
第2部分：试验方法试验Ec和导则：倾跌与翻电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ed：自由跌落GB/T2423.10—2008
GB/T2423.16—2008
GB/T2423.18—2012
GB/T2423.22—2012
GB/T15969.2—2008
GB/T15969.3—2005
GB/T17626.2-
GB/T17626.3-
GB/T17626.4—2008
GB/T17626.5
GB/T17626.6—2008
GB/T17626.11—2008
2第2部分：试验方法试验Fc：振动（正弦）电工电子产品环境试验
电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验J及导则：长霉第2部分：试验方法试验Kb：盐雾，交变（氯化钠溶液）环境试验
环境试验
第2部分：试验方法试验N：温度变化可编程序控制器第2部分：设备要求和测试可编程序控制器
电磁兼容
电磁兼容
电磁兼容
电磁兼容
电磁兼容
电磁兼容
第3部分：编程语言
试验和测量技术青
静电放电抗扰度试验
试验和测量技术
射频电磁场辐射抗扰度试验
电快速瞬变脉冲群抗扰度试验
试验和测量技术目
试验和测量技术
浪涌（冲击）抗扰度试验
试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度试验和测量技术
电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度GB17799.42012
电磁兼容
通用标准工业环境中的发射
GB/T29247—2012
2工业自动化仪表通用试验方法
3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。1
HiiKAoNiKAca
GB/T36009—2018
可编程序控制器programmablecontroller；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[GB/T15969.1—2007，定义3.5]3.1.2
本地输入/输出localinput/output制造厂的PLC组成部分，包括只能通过主处理单元（CPU)运行的输人和/或输出接口，用于输人/输出多路复用信号/信号的分离和数据预处理/后置处理。注：本地I/O通常与CPU模块在同一背板或本地扩展背板。3.1.3
remoteinput/outputstation;RIOS远程输入/输出站
制造厂的PLC系统组成部分，包括仅在主处理单元（CPU）的分级情况下允许运行的通过通信方式进行数据采集的输人和/或输出接口，用于输人/输出多路复用信号/信号的分离和数据预处理/后置处理。
注1：RIOS仅被允许有限的自主运行，如在CPU的通信网络断开或CPU本身的紧急故障情况下或要进行维护和故障维修时
注2：远程输入/输出站与主处理单元通常通过现场总线或工业以太网进行通信3.1.4
模拟输入analogueinput
把一种连续信号转换成供可编程序控制器系统使用的离散量的一个多比特二进制数的设备3.1.5
模拟输出analogue output
把来自可编程序控制器系统的一个多比特二进制数转换成一种连续信号的设备。3.1.6
电磁兼容electromagneticcompatibility；EMC个装置或系统在其所处的电磁环境下能够令人满意地正常工作的能力，而对此环境中的其他事物不产生或不可容许的电磁干扰。3.1.7
数字输入digital input
把一个两态信号转换为一个单比特二进制数的设备。3.1.8
数字输出digital output
把一个单比特二进制数字转换成一种两态信号的设备。3.1.9
故障fault
除预防性维修或其他计划的行动或因缺乏外部资源的情况外，产品不能完成要求的功能的状态3.1.10
接interface
所考虑的系统与另一个系统之间、或一个系统的部件之间的共享界面，通过它传输信息或电能。2
HiiKAoNiKAca
模块module
GB/T36009—2018
包含确定功能（如模拟输入、模拟输出、数字输人，数字输出等）可以插入底板或基板的可编程序控制器系统的组成部件。
与设备或网络的接口，通过它可发送或接收电磁能量或信号或者可以观察或测量设备或网络的变化。
meantimeto restoration;MTTR
平均修复时间
从发现故障到恢复规定性能所需时间的平均值3.1.14
mean time to failure;MTTF
平均无故障时间
开始正常运行时间到故障发生时间之间的平均值3.1.15
平均故障间隔时间
mean time between failures; MTBF相邻两故障间工作时间的平均值。3.1.16
一个完整的组合件（由在该组合件内插人的或连接的模块组成），对于永久性安装的单元用电缆与系统内的其他单元连接，对于便携式单元用电缆或其他方法与系统内的其他单元连接3.1.17
working voltage
工作电压
在以额定电压给装置供电时可能出现的越过任何特定绝缘的最高交流电压（均方根值）或直流电压值。不考虑瞬时电压。应考虑开路和正常使用两种情况2缩略语
下列缩略语适用于本文件。
CPU：中央处理单元(CentralProcessingUnit）HFT：硬件故障阈度（HardwareFaultTolerance）MTBF：平均故障间隔时间（MeanTimeBetweenFailure）MTTF：平均无故障时间（MeanTimeToFailure）MTTR：平均修复时间（MeanTimeToRestoration）PLC：可编程控制器（ProgrammableLogicController）SIL：安全完整性等级（SafetyIntegrityLevel）4性能指标
4.1概述
可编程序控制器的性能指标是进行性能评定的依据，可编程控制器性能指标分为基础技术指标、实时性指标、通信指标、运行指标、可靠性指标、可用性指标、安全指标。3
iiiKAoNikAca
GB/T36009—2018
根据实际应用选择相应的性能指标。4.2基础技术指标
基础技术指标包括：指令条数，程序区容量，数据区容量，掉电保持数据区容量及时间、编程语言、输人/输出1/O)点数，计算能力等
指令条数：PLC所支持的指令类型的数量，既包括GB/T15969.3一2005规定的基本指令，如ADD、MOVE.SIN等，也包括PLC厂家为增强PLC功能提供的额外指令，如运动控制指令等。程序区容量指PLC可支持的最大可执行程序的大小，通常以字节数为单位，如1M字节。数据区容量指PLC可支持的变量区的最大空间。掉电保持数据容量及时间指PLC支持的具有掉电保持特性的数据区的大小，及掉电数据能够保持的最大时间。
编程语言指PLC所支持的符合GB/T15969.3一2005规定的编程语言种类的数量输入/输出(I/O)点数指PLC可支持的本地输人/输出(I/O)和远程输入/输出(I/O)站在最大配置情况下所对应的物理输入输出点（包括输入和输出）的数量。计算能力是指PLC中CPU模块（硬件软件，固件）的计算性能，可用执行一定数量的不同指令所需的时间或在规定时间内完成不同指令的数量来体现，指令通常包括BOOL操作、整数操作、浮点操作等。
4.3实时性指标
实时性指标包括：系统最快响应时间循环扫描时间，10模块响应时间等。最快响应时间指PLC系统从信号输人到输出信号的最快响应时间。循环扫描时间指PLC产品循环执行一次所有工作，包括读输人，执行程序、处理通信请求、自诊断检查和写输出等，所需耗费的时间。10模块响应时间，对于输人模块，是指从信号输入时刻开始到信号处理完成准备送人通信总线时刻为止的全部时间，包括信号调理，信号转换以及软件处理等环节的时间：对于输出模块，是指从模块接收到包含输出指令的数据包开始到信号输出时刻为止的全部时间，包括软件处理、信号转换和输出信号放大等环节的时间。
4.4通信指标
通信指标包括：通信速率、通信距离、支持通信协议。通信速率即数据传输速率，是指数据在信道中传输的速度，常用单位为bit/s。通信距离是在特定通信速率下保障数据传输正确的最大传输距离。支持通信协议指可编程序控制器支持的通信协议类型和规约类型4.5可靠性指标
可靠性/可用性指标包括MTBF、MTTF、MTTR等MTBF指PLC系统两次故障发生时间之间的平均值，单位小时（h）。MTTF指PLC系统开始正常运行时间到故障发生时间之间的平均值，单位小时（h）。MTTR指PLC系统故障发生时间到维修结束时间之间的平均值，单位小时（h）。4.6可用性指标
可用性指标包括：亢余结构、最大穴余切换时间、固有可用度等。4
HiiKAoNiKAca
完余结构指PLC实现元余的结构和部件，如：CPU、电源、网络、IO模块等：最大完余切换时间指从PLC发生故障到备用PLC开始正常工作的最大时间GB/T36009—2018
固有可用度指PLC设备在某段时间内需要和开始执行任务时，处于可工作或可使用状态的静态可用性程度。
4.7安全指标
安全指标包括功能安全指标和信息安全指标。功能安全指标包括：SIL等级等。SIL等级指功能安全的安全完整性等级信息安全指标包括：数据流限制、标识和认证控制、使用控制、系统完整性、数据保密性，资源可用保障等。数据流限制指通过特定技术措施，如：网络分区、边界防护、故障关闭等措施，限制不必要的数据流：标识和认证控制指用户在被充许访问PLC之前，对其进行标识和认证，如：账户管理，标识符管理软件进程标识等使用控制指为已认证用户分配特权以执行请求的操作，并对这些特权使用进行监视：系统完整性指通过特定技术措施，如：通信完整性、输人验证、会话保密性等，防止未经授权的操纵；数据保密性指确保通信信道和数据仓库的信息保密性：防止未授权的泄露，资源可用保障指通过通信负荷管理、资源管理，备份验证等实现PLC系统可用性。4.8
3运行指标
运行指标包括：功耗、环境条件等功耗指PLC处于额定工作电压条件下消耗的最大电能。模块的功耗取决于模块类型、运行环境，配置方法及输出负载等因素。
环境条件指PLC的运行条件，包括：电气工作条件、气候条件、机械条件、电磁兼容等条件。PLC制造厂商声明或提供产品技术文件中应包含环境条件的描述5测试和评定方法
基础技术指标
5.1.1指令条数
根据PLC产品制造厂商提供的资料查证所支持的指令条数5.1.2程序区容量
测试和评定方法可采用a)或b）：a）根据PLC产品制造厂商提供的资料查证程序区的容量；使用PLC产品制造厂商提供的组态编程软件，编写测试用例，并在实际的硬件产品上下装运b)
行验证。
5.1.3数据区容量
测试和评定方法可采用a)或b）：a）根据PLC产品制造厂商提供的资料查证所支持的最大数据区容量；b）利用PLC产品制造厂商提供的组态编程软件，验证最大数据区容量。示例：测试时可根据PLC产品厂商申明的数据区容量大小，通过指定变量或数组地址的方法，重点对数据区的最大边界进行检查。
GB/T36009—2018
5.1.4掉电保持数据区容量及时间测试和评定方法可采用a)或b)：a）
根据PLC产品制造厂商提供的资料查证所支持的最大掉电保持数据区容量，掉电保持维持时间：
利用PLC产品制造厂商提供的组态编程软件，编写测试程序，验证最大掉电保持数据区容量。示例：测试时可根据PLC产品厂商声明的掉电保持数据区容量大小，通过指定变量或数组地址的方法，重点对数据区的最大边界进行检查。
5.1.5编程语言
GB/T15969.3一2005中共定义了5种编程语言，分别是：指令表IL、结构化文本ST、顺序功能图SFC、功能块图FBD、梯形图LD。测试和评定方法可采用a）或b）：a）根据PLC产品制造厂商提供的资料查证所支持的编程语言类型：使用PLC产品制造厂商提供的组态编程软件，编写各种语言的测试代码，并在实际的硬件产b)
品上运行验证。
5.1.61/0点数
测试和评定方法可采用a)或b)或c)：a）根据PLC产品制造厂商提供的资料查证所支持的远程I/O和本地I/O的最大点数；b）
根据PLC产品制造厂商提供的资料计算可能支持的远程I/O和本地I/O的最大点数；c）利用PLC产品制造厂商提供的组态编程软件，进行系统最大化配置，并检查远程I/O和本地I/O的点数。
5.1.7计算能力
测试和评定方法可采用a)或b)：a）根据PLC产品制造厂商提供的资料查证其计算能力：利用PLC产品制造厂商提供的组态编程软件，编写测试用例，分别测试其布尔（BOOL)操作、b）
整数操作、浮点操作的计算能力。其中布尔（BOOL）操作应包含与（AND）或（OR）、异或（XOR）和非（NOT）等4种操作；整数操作应包含整数的加法（ADD）、减法（SUB）、乘法（MUL）、求模（MOD）、赋值（MOVE)等5种操作；浮点操作应包含浮点数据的加法（ADD）、减法（SUB）、乘法（MUL）、除法（DIV）、赋值（MOVE）等5种操作。每种指令操作的执行次数为1000次，不限定编程语言。
5.2实时性指标
5.2.1实时性指标概述
典型PLC系统的系统响应时间和循环扫描周期构成见图1。完整循环扫描周期包括：系统开销输入扫描，执行程序，输出扫描和通信服务6
系统响应时间人
输入模块响应时间
系统开销
输入扫描
执行程序
输出扫描
通信服务
输出模块响应时间
GB/T36009—2018
循环扫描周期
图1典型PLC系统响应时间和循环扫描周期示意图系统开销主要执行故障自诊断程序：自诊断内容为检查I/O部分，存储器，CPU等内部硬件，发现异常停机显示出错，对监视定时器（WDT）复位以及其他工作。若自诊断正常，继续向下扫描：输人扫描主要完成各个输入端进行扫描，并保存所有输人端的状态：执行程序逐条执行用户程序，并保存执行结果：输出扫描主要完成将程序执行结果输出，输出驱动外部负载：通信服务主要完成与其他装置，如编程器，计算机等，实现通信；输入模块响应时间是从物理信号改变到输人模块发生变化的时间，输出模块响应时间是从程序执行结果输出到输出模块产生实际输出的时间。5.2.2系统最快响应时间
测试和评定方法可采用a)或b）：a）通过计算评定的系统最快响应时间的过程如下：1）根据PLC产品制造厂商提供的资料，查证IO模块响应时间、最小控制周期和总线最小通信周期；
计算最快响应时间，最快响应时间=输人模块响应时间十循环扫描周期十输出模块响应2）
时间。
注：输人信号与循环扫描的时序关系影响系统响应时间。例如：如果在一个循环扫描周期的1/0更新阶段刚过就收到一个信号，则该信号在本周期内不能起作用，需等到下一个循环扫描周期才能起作用，这时响应时间最长，等于（输人模块响应时间十2×循环扫描周期十输出模块响应时间）。b）通过实际测试评定的系统最快响应时间的过程如下：根据PLC产品制造厂商提供的资料，搭建最快配置测试系统（一般包括CPU、DI、DO等）：
利用PLC产品制造厂商提供的组态编程软件，编写测试程序（比如DO输出等同于DI输2）
GB/T36009—2018
人）；
将测试程序的控制周期设置为可实现最快响应时间的模式；3）bZxz.net
4）按照PLC产品的接线要求，驱动DI产生跳变；抓取DI和DO的波形，并计算DI和DO跳变沿之间的时间差；5）
6）重复执行以上步骤若干次，统计得到最快响应时间。5.2.3循环扫描时间
测试和评定方法可采用a)或b)：a）根据PLC产品制造厂商提供的资料查证循环扫描时间；b）通过实际测试评定的循环扫描时间的过程如下：1）测试程序为针对输人输出的逻辑运算，利用某个DO的翻转作为循环周期的标志；2）利用示波器监视标志DO的跳变：3）运行系统并连续抓取标志DO的跳变，统计得到循环扫描时间。示例：循环扫描与输人/输出及程序相关，典型的测试配置示例：数字量输入为64点，数字量输出为64点。5.2.410模块响应时间
根据PLC制造商提供的资料查证其IO模块响应时间5.3通信指标
5.3.1支持的通信协议
PLC产品制造商应声明支持的一种或多种通信协议，可根据PLC产品制造商出具的通信协议认证报告或技术文件评定。PLC的通信协议宜采用开放协议，以便多个厂商的设备互联。5.3.2最高/最低通信速率
PLC支持的通信速率，应符合相关的通信协议规范。制造商应声明PLC支持的最高和最低通信速率。根据PLC制造厂商提供的资料查证支持的最高和最低通信速率可根据通信协议认证报告评定，或根据PLC产品制造商给出测试方法评定。5.3.3各通信速率下最大通信距离试验制造商应声明PLC支持的各通信速率下最大通信距离，根据PLC产品制造厂商提供的资料查证支持的各通信速率下最大通信距离。可根据通信协议认证报告评定，或根据PLC产品制造商应给出测试方法评定。
5.3.4最大节点数
PLC支持的最大节点数应符合相关通信协议的规定，可根据通信协议认证报告评定，如果最大节点数是PLC产品制造商自定义的节点数量，PLC产品制造商应给出测试方法。5.4可靠性指标
5.4.1可靠性指标概述
PLC属于可修复产品，主要的可靠性指标包括两个：MTBF和MTTR。两个主要的可靠性指标示8
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