工业自动化系统 PLC与控制系统调试操作指引征求意见稿

1T/JXEA110—2025工业自动化系统PLC与控制系统调试操作指引本文件规定了工业自动化系统中PLC及控制系统的调试操作流程、技术要求、测试方法、记录管理与安全规范。本文件适用于以下自动化系统的调试工作：基于PLC的离散控制系统；过程自动化控制系统；运动控制系统；分布式控制系统（DCS）；监控与数据采集系统（SCADA）；工业物联网（IIoT）集成控制系统。本文件面向自动化系统集成商、设备制造商、调试工程师、运维技术人员及相关管理人员，为其提供调试操作的技术依据与实施指南。本文件不适用于实验室原型系统、教学演示系统及非工业级控制设备。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T15969.1可编程控制器第1部分：通用信息GB/T15969.2可编程控制器第2部分：设备要求和测试GB/T15969.3可编程控制器第3部分：编程语言GB/T20730.1工业自动化系统与集成过程规范语言第1部分：概述与基本原理GB/T34041.1工业通信网络现场总线规范第1部分：概述GB/T34041.2工业通信网络现场总线规范第2部分：物理层规范GB/T34041.3工业通信网络现场总线规范第3部分：数据链路层服务定义IEC611313可编程控制器编程语言标准ISO138491机械安全控制系统安全相关部件IEC61511功能安全过程工业领域安全仪表系统3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1可编程逻辑控制器（PLC）2T/JXEA110—2025一种用于工业环境的数字运算操作系统，具有可编程存储器，用于执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作，并通过数字或模拟输入输出控制各类机械或过程。3.2控制系统调试在自动化系统安装完成后，通过一系列检查、测试、参数设置与功能验证，确保系统符合设计要求并具备投运条件的技术活动。3.3硬件配置调试对PLC模块、电源、通信模块、I/O模块等硬件设备进行物理检查、地址分配、参数设置及功能测试的过程。3.4软件编程调试对PLC程序、HMI界面、数据库、通信协议等软件组成部分进行编写、下载、仿真、在线测试与优化的过程。3.5系统联调将PLC系统与传感器、执行器、驱动装置、上位机、网络设备等外部系统进行连接，进行整体功能与性能测试的过程。3.6调试记录在调试过程中形成的各类检查表、测试报告、参数表、故障记录、修改记录等文档的总称。3.7调试安全在调试过程中采取的技术与管理措施，以防止人身伤害、设备损坏、数据丢失或生产中断。4调试前准备与规划4.1调试组织与职责调试工作应设立调试小组，明确各成员职责：调试负责人：总体协调，对调试质量与安全负责；PLC调试工程师：负责PLC硬件与程序调试；电气调试工程师：负责电气回路、传感器、执行器调试；机械调试工程师：负责机械设备与执行机构调试；网络调试工程师：负责工业网络与通信调试；安全监督员：负责调试过程安全监督与应急响应。4.2调试资料准备调试前应收集并审查以下资料：系统设计文件：电气原理图、控制逻辑图、网络拓扑图；设备技术资料：PLC硬件手册、驱动器手册、传感器说明书；软件资料：PLC程序源码、HMI项目文件、通信协议说明；T/JXEA110—20253调试计划：调试流程、时间节点、资源分配；安全规范：现场安全规程、应急预案、挂牌上锁程序。4.3调试工具与设备调试所需工具与设备应包括：编程设备：安装有PLC编程软件的笔记本电脑或工程站；测试仪器：万用表、示波器、信号发生器、网络测试仪；仿真工具：PLC仿真软件、HMI模拟器；通信工具：串口调试助手、网络抓包工具、协议分析仪；安全工具：绝缘手套、安全帽、警示标识、隔离装置。4.4调试计划制定调试计划应包含以下内容：调试阶段划分：单机调试、子系统调试、系统联调、试运行；调试内容与标准：各项调试任务的技术要求与验收标准；调试时间安排：各阶段起止时间、关键节点；资源需求：人员、工具、设备、材料；风险控制措施：技术风险、安全风险、进度风险应对策略。4.5现场环境检查调试前应对现场环境进行检查：供电系统：电压、频率、稳定性符合设备要求；接地系统：接地电阻≤4Ω,接地线连接可靠；温湿度：环境温度0℃~40℃,相对湿度10%～90%；清洁度：无粉尘、腐蚀性气体、强电磁干扰；照明与通风：满足操作与安全要求。5PLC硬件与系统配置调试5.1硬件安装检查检查项目包括：PLC机架安装牢固，模块插接到位；电源模块输入电压正确，输出电压稳定；I/O模块型号与设计一致，地址跳线设置正确；通信模块接口类型、波特率、终端电阻设置正确；接线端子紧固，线号清晰，无短路、松动现象。5.2电源系统调试T/JXEA110—20254调试步骤：断开所有负载，测量电源模块空载输出电压；逐级接入负载，监测电压波动，确保在额定范围内；测试电源冗余功能（如具备）；记录电源启动时间、负载电流、温升数据。5.3I/O模块调试5.3.1数字量输入（DI）调试使用信号发生器或短接线模拟输入信号；在编程软件中监控输入状态变化；检查滤波时间、中断功能是否正常；记录每个通道的响应时间与稳定性。5.3.2数字量输出（DO）调试通过软件强制输出，测量输出电压与电流；检查输出保护功能（如短路保护、过载保护测试脉冲输出频率与占空比；验证输出与执行器动作一致性。5.3.3模拟量输入（AI）调试使用标准信号源输入0%、50%、100%量程信号；校准零点和满度，确保误差在允许范围内；检查线性度、重复性、温漂；测试断线检测与超量程报警功能。5.3.4模拟量输出（AO）调试通过软件设置输出值，测量输出电流或电压；校准输出精度，检查负载特性；测试输出保持功能与故障状态输出值。5.4通信模块调试5.4.1本地通信调试配置PLC与编程设备通信，确保可正常连接；测试程序上传、下载、在线监控功能；验证通信速率、数据包完整性。5.4.2网络通信调试配置IP地址、子网掩码、网关；测试Ping命令，确保网络连通性；T/JXEA110—20255使用协议分析工具抓包，分析通信报文；测试多站通信、广播、心跳检测功能。5.4.3现场总线调试配置总线参数：波特率、站地址、同步模式；使用总线配置工具扫描从站设备；测试周期性数据交换与非周期性通信；验证总线冗余与故障切换功能。5.5冗余系统调试（如适用）测试主备模块切换功能；模拟主模块故障，检查切换时间与数据一致性；测试同步通信与数据同步机制；记录切换过程对系统控制的影响。6PLC程序与软件调试6.1程序结构检查检查项目包括：程序模块划分合理，功能独立；变量命名规范，注释清晰；程序执行顺序符合工艺要求；无死循环、未被调用块、地址冲突等问题。6.2逻辑功能调试调试方法：使用仿真模式测试程序逻辑；分段调试，逐功能块验证；模拟典型工况与异常工况，检查程序响应；使用断点、单步执行、变量监控等调试工具。6.3运动控制程序调试配置轴参数：电子齿轮比、软限位、回零方式；测试点动、连续运动、定位控制；检查跟随误差、超调量、稳定性；测试多轴同步与插补功能。6.4过程控制程序调试整定PID参数：比例系数、积分时间、微分时间；T/JXEA110—20256测试设定值跟踪、抗干扰能力；检查控制输出限幅、积分饱和处理；模拟过程变量超限，测试报警与联锁响应。6.5HMI界面调试检查界面布局、颜色、字体是否符合人机工程；测试画面切换、数据刷新、报警显示；验证操作权限管理、操作日志记录；模拟触摸操作，检查响应速度与准确性。6.6数据管理与通信调试测试PLC与数据库的数据读写功能；验证数据归档、报表生成、趋势记录；测试与MES、ERP等上层系统的数据接口；检查通信异常时的数据恢复机制。6.7安全功能调试测试急停、安全门、光栅等安全输入；验证安全程序执行与安全输出响应；检查安全等级（如SIL、PL）是否符合设计要求；记录安全功能测试结果与响应时间。7控制系统集成与联调7.1传感器与执行器调试7.1.1传感器调试检查安装位置、方向、固定情况；测试测量范围、精度、响应时间；模拟故障状态（如断线、短路），检查系统报警；记录传感器标定数据与调试结果。7.1.2执行器调试测试执行器动作方向、速度、力矩；检查限位开关、力矩保护功能；验证执行器与PLC控制信号的一致性；记录执行器参数设置与调试数据。7.2驱动系统调试配置驱动器参数：电机型号、控制模式、保护参数；T/JXEA110—20257测试转速控制、转矩控制、位置控制；检查过载、过流、过热保护功能；优化控制参数，提升驱动性能与稳定性。7.3子系统联动调试测试各子系统间的信号交互与协调控制；模拟子系统故障，检查系统整体响应；优化联动逻辑，减少冲突与等待时间；记录联动测试过程与问题处理。7.4网络性能测试测试网络吞吐量、实时性、稳定性；使用网络负载仪模拟大流量通信；检查网络延迟、丢包率、抖动；测试网络冗余与故障恢复时间。7.5系统功能验收测试编制验收测试用例，覆盖所有功能需求；执行测试用例，记录测试结果；对比测试结果与设计要求，评估系统符合性；形成系统功能验收报告。7.6系统稳定性与可靠性测试进行长时间连续运行测试（建议≥72小时）；模拟典型负载变化与工艺扰动；记录系统运行数据，分析性能趋势；测试系统在异常电源、通信中断等情况下的行为。8调试记录、验收与交付8.1调试记录管理调试记录应包括：调试日志：每日工作内容、问题与处理措施；测试报告：各项测试数据、曲线、截图；参数表：所有设备参数设置值；修改记录：程序、配置、图纸的变更记录；故障记录：故障现象、原因、处理方法、预防措施。8.2调试验收标准T/JXEA110—20258系统调试完成后，应满足以下验收标准：所有硬件设备工作正常，无异常发热、噪声；PLC程序运行稳定，逻辑功能符合设计要求；控制系统响应时间、控制精度满足工艺要求；通信系统可靠，数据传输无误码、无丢包；安全功能完整，符合相关安全标准；人机界面操作便捷，信息显示准确。8.3调试交付文档调试完成后应交付以下文档：调试总结报告；系统操作手册；维护手册；培训资料；所有程序源码与配置文件；备件清单与供应商信息。8.4调试后培训针对运维人员进行系统操作培训；针对技术人员进行程序维护培训；针对管理人员进行系统管理培训；提供培训考核记录与培训效果评估。9调试安全与应急处理9.1安全管理制度严格执行挂牌上锁制度；设置调试区域警示标识；穿戴符合要求的个人防护装备；禁止单人作业，重要操作须双人确认。9.2电气安全措施调试前验电，确认设备不带电；使用绝缘工具，避免直接接触带电部分；测试高压设备时，保