调整测试要点：模拟量输入输出模件的寻址和精度检查方法优化

电子计算机（包括微型机）类型繁多，各厂家的机型也不统一，功能各异，因此计算机系统的调试主要以设计和厂家的调试资料为准，并参照有关部分进行。此内容适用于工业过程控制和管理系统的计算机安装调试。

1.检查与调试项目

1）一般检查；

2）电源装置的调试；

3）中央处理器（CPU）的调试；

4）辅助存储设备的检查；

5）输入输出设备的检查；

6）过程输入输出设备的检查；

7）数据传送装置的调试；

8）稳定性检查及抗干扰试验；

9）软件调试；

10）界面信息传送联动试验；

11）计算机控制系统整体试运行。

2.一般检查

见PC系统的常规检查及要求（本丛书《低压动力电路及设备安装调试》分册相关内容）

3.电源装置的调试

见PC系统的稳压电源装置的调试，此外还有：

1）停电、复电特性检查试验：额定负载时，交流输入电源停电，在规定时间内（一般为1～3s）复电，电源装置的输出电压大小和频率的高低均应保持在整定值的范围内；

2）电压监测装置的整定：应能在电源输出电压降到95％额定电压时发出报警信号。

4.CPU的调试

（1）电源检查

测量电源回路的绝缘电阻不得小于5MΩ。测量时，应将线路滤波器和浪涌吸收装置暂时拆下，如不能拆下，则应用滤波器最大允许电压测试漏泄电流；检查交流电源的电压、频率及风扇的运行情况，均应正常；整定各直流输出电压，带上全部负载后测量直流输出电压应符合规定。

（2）时钟检查

测试时钟脉冲的周期和脉宽、周期和脉冲误差均应小于±2％，用程序检查计时器启动、停止、复位、报警等功能，均应正常。

（3）操作、显示装置的检查

装置内及操作控制板上的各种开关、按键、按钮、指示灯、显示装置等均应正常工作，动作可靠。

（4）运算控制程序的检查

1）用指令测试程序对所有指令（包括任选指令）进行检查，确认运算单元的各种功能及输入/输出通道等工作状态均应正常，且连续运行24h以上不得有故障发生。如有故障，必须找出原因并排除后方可重新进行试验；

2）测试制造厂提供的测试程序，必要时应增加用自编程序进行检查；

3）特殊异常功能、可靠性及可维修性的性能检查可在不损伤装置的条件下，用外部模拟信号进行检查。

（5）主存储器的检查

1）用主存储器测试程序对主存储器进行全地址的读写测试、最高级测试、母线测试及最后连续测试，连续测试24h不应出差错；

2）对主存储器进行“最坏布局代码模式”的测试程序检查，并检查通过；

3）测试软盘系统功能应正常；

4）磁芯存储器可采用自我检查线路检查，并通过；

5）确认奇偶校验等异常检出功能应正常；

6）对固定存储器可采用反复读和结果比较方式予以检查，并通过；

7）用测试程序检查、确认存储器管理功能，应正常。

（6）自动中断的检查

用检查程序检查所有类型的中断情况，确认其响应时间、顺序及优先处理级别正确，确认存储器屏蔽等功能应正常。

（7）反复投入、切除电源，确认电源操作正常

确认停电中断及自动再启动中断，发生停电导至直流电压降低时，主机应发出中断信号，装置的指定寄存器实行正确避退，而后停机；电源恢复后，执行自动再启动复位功能；应使用测试程序，检查上述信息保护功能。

（8）用浮点运算器测试程序

确认浮点运算器功能，应正常执行。

（9）用相应测试程序

确认双机自动切换等功能，应正常执行。

5.辅助存储装置（磁鼓、磁盘和磁带存储器等外存储设备）的调试

（1）辅助存储器专用电源

其电压值应调整到规定的数值。

（2）检查信息保护和故障报警显示功能

1）电源断电时，磁头应自动回零，不得划伤磁性介质表面和破坏存储的信息；电源或温度异常时报警显示应迅速、准确。

2）用测试检查程序，对全部存储器地址反复读写检查，连续测试24h，不应出现错误，测试时应使用中断。

3）装置应能正常启动和停止，运转时应无异常现象。

4）用测试检查程序，确认出错检查功能，应执行正常。

5）辅助存储器的其他检查

①对可换式磁盘装置，进行磁头位置和磁盘互换性的检查；

②对盒式磁带存储器，进行反绕动作和连续运行稳定性的检查，磁带机的读出错误次数的允许值，可参照如下要求：

a.磁带机出错次数应小于1次/10¹⁰位（不可恢复的），3次/10⁵位（可恢复的）；

b.盒式磁带机出错次数应小于1次/10⁸位（不可恢复的），1次/10⁵位（可恢复的）；

③对两台以上的同型号磁带机，应检查磁带使用的互换性，其读出信息应保持正确；

④磁鼓存储器和固定磁头存储器，应进行装置主要点波形和电压的测试及转动部分、密封部分的检查调整。

6.输入输出设备的检查

1）检查电源的电压和频率，应和产品说明书一致，当发生温度、电源和空打故障时，应能报警。

2）各设备内机械传动部分运转正常，无异常声音和超温等现象。

3）检查所有操作开关键、按钮等应动作灵活，指示灯、显示装置、出错和报警等，均应工作正常。

4）用测试检查程序反复对键盘上各种功能键进行功能操作，应无差错；对打印字体、行间距、字间距与印字速度进行测定，均应符合规定，字迹清晰，色带、走纸正常。

5）屏幕显示装置（CRT）的测试

①反复进行全字符显示、回车换行、光标控制、颜色选定和闪光等功能的测试，均应正常；

②按下列内容进行国家级质量检查，应符合要求：

a.图示画面的尺寸；

b.垂直方向与水平方向的线性度；

c.图像显示的稳定性；

d.亮度及对比度；

e.色度聚焦。

③用测试程序全面检查键盘上开关的各种功能、报警显示及图形显示均应正确无误；

④检查装置的特殊功能，如外连打字机、记录仪、描图仪、硬拷贝等，确认其所有动作与显示功能应正常，图像清晰、准确无误；

⑤画面显示的系统结构图应符合设计，所显示的瞬时量值应用标准仪器校验其精度。

7.过程输入输出装置的检验

1）测量主要测定点的波形（如脉冲列、时钟脉冲、开关脉冲），其指标均应符合设计或产品说明书的要求。

2）模拟量输入输出模件，按以下要求寻址和精度检查：

①利用测试程序对全部模件各地址逐个进行寻址和精度测量，对模拟量输入的检查，可在其输入端加入满量的0％、5％、25％、50％、75％、100％，根据CPU侧打印的数据，作出精度判断，应符合要求。

②同样进行对模拟量输出的检查，可在CPU面板上或系统打字机上设定数据，在输出端测定模拟量输出值，以判断精度，均应符合设备或设计的要求。

③在模件输出端接上额定负载，检查输出容量，其输出应满足精度要求。

④检查模件零漂、响应时间和抗串模、共模干扰，均应符合要求。

⑤检查运算、控制组件的运控功能，应符合系统要求。

⑥测试时使用的信号源及检测仪表的精度，应符合量值传递及计量标准的要求。

3）使用测试程序对所有数字量输入输出模件逐个地址作扫描检查，确认其寻址功能；测量模件的频率、电压和脉冲宽度，均应符合要求。

8.数据传送装置的调试

数据传送装置的调试是指计算机之间、计算机与过程控制装置之间数据信息传送装置的调试。

1）测量装置的输入阻抗和负载能力，在规定的传输距离和允许负载范围内，负载变化时，输出电平的变化应在规定范围内。

2）检查装置的显示、报警、操作、出错显示等动作应正常。

3）使用测试程序检查下列信息传输功能：以装置规定的各种传输方式进行传输操作，各功能均应正常；确认传输过程中，优先顺序判别功能和出错重送功能应正常；传送代码检查，使用测试程序检查后送代码所规定的各种代码操作，传送功能应正常；使用测试程序、检查控制字符功能，在传送过程中对规定的全部字符进行操作，功能应正常。

4）定时监视和信息传送稳定性检查：检查振荡器的频率、检查和调整传送过程中各监视时间，均应符合设计要求；检查在单位长度内，数据传送时，有效信号衰减应不超过规定值。

5）联机调试：包括近联机（1m以内）和远联机（1m以上）的调试，进行联机通道测试时，应无干扰和信息丢失现象。

①近联机调试：利用测试程序，检查信息传送两侧的显示内容应一致；

②远联机调试：调整联机等待时间，使用测试程序检查传送通道工作，确认传送正常。

9.计算机设备稳定性检查与抗干扰试验

（1）拉偏检查的边界条件

1）电压拉偏检查直流电源电压拉偏范围为±5％，交流电源电压拉偏范围为±10％；

2）电源频率拉偏检查电源频率拉偏范围为－2～＋1Hz；

3）环境温度拉偏检查在设备规定的工作环境温度范围内进行上下限拉偏检查。

（2）单体设备试验

在进行电压、频率和环境温度拉偏时，对计算机系统各设备的检查，应用测试检查程序进行，对于同类设备台数较多者，可按其总数的20％～40％进行抽查；对过程输入输出点的检查也可按其比例进行抽检；在各种拉偏检查过程中，故障停机总数应小于3次。

（3）在软件正常运行时，对全部设备进行综合拉偏试验

分别切断各设备电源，应不影响其他设备的正常工作；模拟电源故障中断，各相应显示报警功能，并正常发出信号及作出相应处理；在设备说明书规定的允许波动范围内，分别改变电压、频率和环境温度，系统功能和设备运行应保持正常；在设备说明书规定的允许范围内，用振荡器或橡胶（木）锤敲击设备外壳或面板，设备及元件固定部位无松动，配线无松脱，接触部位等应可靠，设备运行及系统功能应保持正常。

（4）全系统设备综合连续运转的稳定性试验

1）在正常供电与环境条件下，通入特定的综合试验程序，试验时间不得少于7天，通入正常软件运行时间不得少于15天；

2）参考标准为设计或生产厂规定的计算机系统运转率保证值。CPU故障平均间隔时间一般不小于10000h；外围设备故障平均间隔时间一般不小于5000h；有效使用率一般应大于99.95％；在现场调试和交接时，只作短期考核；

3）如在考核试验期间出现故障，允许作局部修改或更换，但再试次数不得多于3次，经局部修改或更换后试验时间应重新计算；

4）确定运行时间应适当考虑到外围设备的利用系数。

（5）抗干扰试验

装有电子元件的电控设备、可编程序控制器、电子数字传感器、转换电路、接口电路、微机系统以及电子数字仪表等电子设备运行前则应进行电磁兼容性试验。其试验项目有：静电放电敏感度试验、串模抗干扰试验、共模抗干扰试验、电源尖脉冲敏感度试验、交直流磁场敏感度试验、无线电磁场干扰测试、环境电磁场干扰测试。

1）试验程序

①试验前应制定安全措施，包括设备出现异常时安全措施。各种电源的投入和切除、设定值的改变、运转方式切换等均应按操作规程进行。

②试验应按先部分试验后整体试验的步骤进行。

③干扰信号的量值、施加时间均应分级逐步增加，前一级未通过时不得进行下一级试验。

2）静电放电敏感度试验

①用标准静电放电发生器的静电电压施加于受试设备的试验点上，进行放电，放电过程应通过仪器观察。受试设备在放电和放电衰减期间，可以超差工作，但在放电衰减后应立即恢复到正常工作；具有数据储存或带标准接口而进行数据传递的设备，在标准放电中和放电后，不得丢失数据，储存的程序不得有任何变化，不得改变状态，接口上的各点电平不应有任何变动；受试设备和系统的自动装置，工作性能应正常。

②标准静电放电发生器的静电电压，应符合受试设备的技术条件和出厂试验的规定。一般也可按以下方法进行：标准静电放电可将一只300pF的电容器充电到－15000V，然后经过一只500Ω的电阻对受试仪器进行放电；标准静电放电可将一只150pF的电容充电到2000（1±10％）V，然后经过一只150Ω的电阻对受试设备进行放电。这里必须注意，电子测量仪器与电控设备的放电方法不同。

③放电试验点的选定：受试设备门把、操作手柄或键盘上不应少于3点；每根输入、输出线上不应少于3点，输入、输出电缆线上离开受试设备150mm以外处各选一点；输入、输出接插头的外壳上选一点，试验时可将外接电缆断开；受试设备外壳上距安全接地线端最远处选一点；在每个与地隔离的金属罩上选一点。

④放电次数的规定：放电探头应垂直加于试件上，并逐渐接近试验点直到产生放电。放电应以单次放电方式进行，在选定的试验点上分别进行10次单次放电。

⑤试验方法及注意事项：试验方法的接线见图6-32。高压电源和放电探头的接地线均应接到受试设备的接地线上，接地线与主接地体的连接应可靠，接地线的连接和接地线的截面应符合有关规定。放电探头应以垂直于被试品表面的形式逐步接近试验品，每次放电后，应重新进行充电，再进行下一次放电试验。

试验时，高压操作应用绝缘工具，有人监护，试验完后应充分放电。

3）串模抗干扰试验 试验接线见图6-33，对输入输出互相绝缘的仪表，试验时应将输出一端接地。试验时，将串模干扰电压施加于受试设备的输入信号线上，然后通过仪器观测其对受试设备工作性能的影响。

图6-32 静电放电试验接线框图

图6-33 串模抗干扰试验接线框图

1－受试设备 2－输入信号源 3－可调相位和幅值的50/60Hz交流电压源 4－电压表 5－串模负载电阻 6－安全接地线 7－监测仪表

串模干扰电压频率应与受试设备主电源频率相同，干扰电压的幅值应符合制造厂的规定，一般取最低值为1V（峰值），电压的相位能在0°～360°范围内连续可调。

试验标准：在0°～360°范围内调节串模电压的相位，受试设备应工作正常；受试仪表指示值三次读数的平均误差值应在仪表允许误差范围之内；测量干扰电压施加前后的信号值，按下述方法计算后所得的串模抑制比应符合产品的要求。

4）共模抗干扰试验 试验接线见图6-34。试验时，将交流共模电压施加于受试设备输入/输出端子与地之间，通过仪器观测其对设备的影响。

图6-34 共模抗干扰试验接线框图

a）交流共模干扰试验接线方框图

1－被试设备 2－输入信号 3－可调相位和幅值的50/60Hz交流电源4－电压表 5－接地线 6－监测仪表

b）直流共模干扰试验接线方框图

1－被试设备 2－输入信号源 3－可调的直流电源 4－电压表 5－接地线 6－监测仪表

干扰电压应符合制造厂的规定，一般干扰电压幅值应不低于250V，电压的相位应能在0°～360°范围内连续可调。

试验标准：在0°～360°范围内调节共模抗干扰电压的相位，受试设备应运转正常；必要时，对变送器等受试设备还应以50V或1000倍变送器最小量程的直流共模干扰电压，分别以正电压和负电压施加于受试设备上，设备仍应运转正常。受试仪表示值的三次平均误差应符合制造厂的规定，所测得的共模抑制比应符合产品规定。

5）电源尖脉冲敏感度试验 试验接线如图6-35所示，试验电源应通过滤波器（至少为500μH的扼流圈或10μF的穿心电容器）接入，并有隔离变压器保护。

尖脉冲电压波形应符合图6-36的要求；尖脉冲电压应以6～10次/s的重复频率施加于受试设备的电源线上，对交流供电的受试设备，应分别以正负极性尖脉冲电压施加于受试设备电源线上；脉冲频率应与电源频率同步；脉冲相位应为0°～360°连续可调，试验时调节脉冲相位，确定出最敏感的脉冲相位；脉冲幅值应为电源电压有效值的4倍；脉冲施加时间应不少于30min，受试设备不应出现系统不稳定、元件误动作或输出波形失真等异常现象，设备的各项动作功能和程序均应正确无误。

图6-35 电源尖脉冲敏感度试验框图

1－被试设备 2－穿心电容器 3－尖脉冲发生器 4－交流或直流试验电源 5－安全接地线 6－监测仪表 7－隔离变压器

图6-36 尖脉冲波形图

E₁－尖脉冲电压 E₂－电源电压 t₁＝0.5μs t₂＝10μs

6）交流、直流磁场敏感度试验 分别将交流、直流干扰磁场施加于受试设备外部的任何点上，受试设备不应出现运转异常现象。施加的干扰磁场强度应不低于受试设备制造厂的规定，一般为0.5mT。

环境电磁场干扰场强的测试，对所测电子仪表和电气设备机房内无线电干扰的场强，应符合设计规定；外部干扰场强应符合制造厂的规定，一般3m以内交、直流干扰场强应小于0.5mT，10m以内应小于10mT。

10.软件调试

（1）软件调试前的一般要求

1）计算机系统应具有为调试、运行和生产运行控制管理所使用的程序；

2）软件应具有软件框图、程序文本和存储于存储介质中的目地程序；

3）软件调试人员应熟悉程序清单和说明书，了解硬件功能和有关图样资料，并对软件进行考核，掌握操作方法与步骤；

4）上机调试前应至少保存一个文字副本（程序文本）或存储文件（外存储的目的程序）；

5）软件资料应由专人负责管理，按规定要求存放、保管。

（2）编程操作的要求

1）加载操作系统 无自动加载时，应按系统说明书进行系统加载操作，主机通电后，应能自动从硬盘或已装操作系统的软盘中加载；

2）制作原程序与程序文本 使用解释性语言管理系统时，在操作系统命令下，调入该语言或管理系统，按语言规则编制和调试程序；使用汇编或编译语言时，应使用操作系统本身的文本编译程序，按语言规定编制原程序并调入相应盘内；

3）程序运行 对于解释性语言在程序编制后，可直接在本语言环境上，对应用程序进行运行调试；对于汇编或编译语言，应将原程序文本存入后，调用该语言对原程序汇编或编译、制出目的程序文本后再连接到操作系统中去，此后方可在操作系统下对应用程序运行和调试；

4）使用结束 应在返回操作状态下取出软盘，再关机。

（3）软件调试

软件调试应在硬件基本完成之后与硬件功能测试交叉进行。

1）基本软件调试

①建立基本系统，读入基本系统，反复读三次以上，应确认读入显示打印正确；

②建立空闲区和工作文件区；

③读入其他系统程序，要求同1）；

④组成所需的用户系统，确定存储区的终地址，进行设备登记和磁盘单元登记，连接扩充模件，连接语言和扩充语言，给用户分配设备等；

⑤编制磁盘目录，将系统程序、用户文件和其他所有程序分别存入系统盘、工作盘和库盘；

⑥用命令测试确认程序运行正常。

2）操作系统 应运行正常。

3）多用户同时进行测试 应运行正常，且用户间无干扰。

4）采用语言模拟方式 测试过程输入信号应正常。

5）应用软件调试

①根据设计和工艺要求确定软件任务，画出系统功能和操作运行控制框图，编制应用程序；

②按程序规定进行程序装入、排障（修改）和汇编等工作；

③对原始数据管理程序，用人机对话方式读入（卡片数据，磁带数据，软盘数据），并作显示和打印，运行应正常；

④对数据收集程序进行通道测试和信号模拟测试，并打印出数据测试清单，确认数据准确无误，运行正常；

⑤对设定计算程序应进行反复试算，并确认计算正确无误，运行正常。

6）基本软件 一般应不作修改。

7）应用软件的修改 应在离线运行时进行，如需在线调试，应有专门措施并经上级技术主管部门及软件专业工程师（程序员）批准。

8）在线运行 所有软件除故障处理外，不应进行任何修改，故障处理时作的程序变动应有详细记录和说明。

9）所有存档软件文本 应复制使用，不得直接使用。

10）所有存储在可读介质上的程序文本 应有保护。

11）控制程序输入到只读存储器中 经考核运行后应予以固化，程序的固化和消除均应按制造厂规定的方式进行。

（4）软件的管理和验收

1）所有软件资料、程序文本和存储介质文本，均应建立软件设备挡案，存储介质应存放在恒温和无电磁干扰的室内；

2）基本软件应经1～2周运行考核，确认其达到软件说明书上规定的各项功能指标；

3）应用软件应经3～6个月运行考核，确认其与硬件工作试验一起达到监控目的。

11.界面信息传送联动试验

电子计算机过程输入输出装置与控制、检测及其他装置间的接口装置的试验检查可按以下项目进行。

（1）常规检查

1）接口装置（包括I/O装置及监控装置中继盘、站）的检查接口的规格、型号、数量、连接应符合设计规定；接地线、屏蔽线的连接应符合系统要求；电源的检查应按CPU的电源检查进行。

2）信号线的检查

①信号线、电缆的规格、型号、连接、标号应符合设计规定；用500V摇表测试信号线对地的绝缘电阻不得低于10MΩ；测试时，信号线应从端子上拆下并与设备脱离后进行。

②试验前应检查确认各开关位置、动作无误，正确选择熔断器的熔体。

（2）静态接口试验（不带动工艺线上的设备）

本试验只检查确认信息传送到继电器和电磁开关的动作或末级输出信号为止；试验用输入输出装置的设定显示面板或与计算机联机，使用测试程序检测信息传送和出口动作的正确性。

①通电检查接口装置内的开关、按钮、键等动作，应正确无误，人为动作装置内的继电器时，相应接口动作显示应符合设计规定。

②信号输出回路联动检查以过程输入输出装置的操作设定与计算机联机，使用测试程序对各种过程信号寻址并设定输出值，被寻址过程点所在接口装置上产生的联锁动作和显示报警应畅通无误。

③信号输入回路的联动检查用上条方式，对各过程信号寻址、设定输入值。操作接口各盘箱上的开关、按钮、数码开关、继电器等或被寻址的仪表、电气装置的相应点上，输出模拟盘信号或脉冲，I/O装置应显示并打印出相应地址的输入信号（位组、数据），联锁动作，报警显示均应正常。

④测试经过接口传送检测信号的功能应正常，检测值应达到设计或工艺规定的精度要求。

⑤检查接口传送的全部显示、报警功能，应正常。

（3）动态接口试验

带动工艺设备作冷态无负载运行。

1）手动操作使工艺线上各机械运转，检查联锁动作、报警、机械位置行程等，均应符合设备要求。

2）计算机在线运行，投入自动工作方式，按以下两种方法进行试验：

①利用I/O装置进行运算控制设定和操作设定，面板试验脱机；

②利用测试程序进行运算控制设计和操作，试验联机。

两种试验，应分别按系统或回路检查工艺设备的联动运行情况，应符合设计规定，运行正常。

12.计算机控制系统的整体试运行

1）各工艺设备和计算机系统联调完成且正常后，应由计算机控制整个生产工艺作业线做系统整体试运转，考核系统功能和监控精度等指标，均应符合设计和工艺要求。

2）计算机控制系统应连续无故障运行24h（外部停电、停运等造成的计算机停机时间除外）；主机系统各主要工作制（手动、自动、单机、双机等）试验不得少于3次；有关试验记录、资料完整。

13.系统模拟故障干扰试验

须经设计、安装、建设单位及制造厂家技术主管部门批准，按共同协定的试验方案进行。计算机控制系统整体试运行时，必要的情况下，仍需上述四家联合进行。

计算机系统调试应在软件人员配合下进行，安装调试人员应熟悉各类机型的各种操作指令及操作程序，有关方面的知识请参阅《微机及其应用》的有关资料。