孟海亮

中國成達(dá)工程有限公司 成都 610041

化工行業(yè)儀表功能標(biāo)志和圖形符號(hào)常用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比

孟海亮*

中國成達(dá)工程有限公司 成都 610041

對(duì)化工行業(yè)儀表功能標(biāo)志和圖形符號(hào)常用標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容進(jìn)行介紹和對(duì)比，并對(duì)新版HG/T 20505中標(biāo)志字母的主要應(yīng)用變化進(jìn)行說明。

儀表功能標(biāo)志 圖形符號(hào)

功能標(biāo)志或圖形符號(hào)在許多國際化組織的標(biāo)準(zhǔn)中都有規(guī)定，如ISO、IEC、ISA等，但是各自的側(cè)重點(diǎn)和內(nèi)容有所區(qū)別。其中ISA標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的儀表功能標(biāo)志和圖形符號(hào)在過程工業(yè)領(lǐng)域，尤其是石油、化工領(lǐng)域得到了廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用。國內(nèi)化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《過程測量與控制儀表的功能標(biāo)志及圖形符號(hào)》HG/T 20505一直引用《Instrumentation Symbols and Identification》ISA 5.1中關(guān)于儀表功能標(biāo)志和儀表圖形符號(hào)的相關(guān)規(guī)定。

1 ISA-5.1-1984 (R1992)和ISA-5.1-2009對(duì)比

ISA-5.1-1984 (R1992)，以下稱為1992版；ISA-5.1-2009，以下稱為2009版。

ISA在2009版中說明當(dāng)該標(biāo)準(zhǔn)與以前版本的圖形符號(hào)、標(biāo)志字母以及圖形符號(hào)的含義不同時(shí)，如果在用戶的相關(guān)文件中對(duì)以前版本的內(nèi)容定義清晰的話，這些內(nèi)容是可以繼續(xù)使用的；另外目前實(shí)際工程項(xiàng)目中也還大量存在1992版或?qū)?992版局部修改后仍然使用的情況。

2009版對(duì)使用對(duì)象范圍和使用要求進(jìn)行了新的說明，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)架以及圖形符號(hào)做了很大的修改。另外一個(gè)重要變化是2009版增加了與安全儀表系統(tǒng)相關(guān)的內(nèi)容。

1.1 使用對(duì)象范圍和要求

1992版面對(duì)的是流程工業(yè)，標(biāo)準(zhǔn)本身更傾向于是一種非強(qiáng)制性的共識(shí)文件，正文中包括標(biāo)志、符號(hào)的含義和應(yīng)用指導(dǎo)以及示例；在2009版中使用對(duì)象擴(kuò)大為所有依靠檢測和控制系統(tǒng)來操作制造過程、機(jī)械和設(shè)備并保護(hù)其安全的工業(yè)，正文不再體現(xiàn)與標(biāo)志、符號(hào)本身無關(guān)的內(nèi)容，并且指出當(dāng)本標(biāo)準(zhǔn)被使用時(shí)，其中的標(biāo)志字母、圖形符號(hào)以及它們的含義和圖形符號(hào)的尺寸應(yīng)作為強(qiáng)制性的內(nèi)容，除非在用戶的相關(guān)文件中對(duì)不同于本標(biāo)準(zhǔn)的圖形符號(hào)和用戶自己選擇的標(biāo)志字母進(jìn)行了詳細(xì)的說明。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)架和圖形符號(hào)

1992版用“標(biāo)志系統(tǒng)綱要”、“表格”(包括標(biāo)志字母表、典型的標(biāo)志字母組合表和功能模塊表)與“圖形”(包括圖形符號(hào)和應(yīng)用舉例)三個(gè)章節(jié)對(duì)標(biāo)志字母、圖形符號(hào)以及它們的含義和應(yīng)用進(jìn)行規(guī)定。2009版將標(biāo)志系統(tǒng)綱要修改后放到資料性附錄中；“標(biāo)志字母表”、“圖形符號(hào)表”這兩個(gè)章節(jié)只體現(xiàn)標(biāo)志字母、圖形符號(hào)本身及含義，多余的內(nèi)容進(jìn)行修改后放到資料性附錄中，如典型的標(biāo)志字母組合表和圖形符號(hào)應(yīng)用舉例；增加圖形符號(hào)尺寸章節(jié)。主要區(qū)別對(duì)比如下：

1.2.1 標(biāo)志字母

2009版在標(biāo)志字母X的讀出功能中增加“附屬設(shè)備”，含義：儀器儀表正常使用過程中不可缺少的硬件或設(shè)備，不參與測量和控制，如流體整流器、分析取樣處理設(shè)備等；在標(biāo)志字母Y的輸出功能中增加“輔助設(shè)備”，含義：由“控制(C)”、“變送(T)”、“開關(guān)(S)”信號(hào)驅(qū)動(dòng)的設(shè)備或功能，用于連接、斷開、傳輸、計(jì)算和/或轉(zhuǎn)換氣動(dòng)、電子、電動(dòng)、液動(dòng)或電流信號(hào)，如電磁閥、繼電器、計(jì)算設(shè)備或功能等；在標(biāo)志字母Z的被測變量/引發(fā)變量修飾詞中增加“安全儀表系統(tǒng)”，含義：當(dāng)修飾詞Z用于安全儀表系統(tǒng)時(shí)不表示直接測量變量，只用于標(biāo)識(shí)安全儀表系統(tǒng)的組成部分，例如安全儀表系統(tǒng)中的流量回路標(biāo)志 FZ。標(biāo)志字母的主要變化見圖1中黑色斜體字內(nèi)容。

圖1 標(biāo)志字母的主要變化

1.2.2 圖形符號(hào)

(1)基本的儀表設(shè)備和功能圖形符號(hào)

1992版用“正方形內(nèi)置圓”來表示“共享顯示、共享控制”，在實(shí)際使用中一般被作為是分散控制系統(tǒng)功能的符號(hào)；而“正方形內(nèi)置菱形”一般被作為是可編程邏輯控制器功能的符號(hào)。到2009版時(shí)，考慮到各系統(tǒng)功能的發(fā)展和應(yīng)用情況，這樣的表示顯得不再準(zhǔn)確，因此將兩者都?xì)w屬于“共享顯示、共享控制”范疇，用“正方形內(nèi)置圓”來表示首選或基本過程控制系統(tǒng)，用“正方形內(nèi)置菱形”來表示替選或安全儀表系統(tǒng)。部分的對(duì)比內(nèi)容見圖2。

圖2 基本圖形符號(hào)的應(yīng)用變化

(2)儀表元件符號(hào)、測量注釋和連線符號(hào)

2009版增加了一次測量元件與變送器的通用圖形符號(hào)和測量注釋章節(jié)，這樣在應(yīng)用中可選擇通用圖形符號(hào)加注釋的方式，或直接使用一次測量元件圖形符號(hào)的方式，見圖3。

圖3 一次測量元件圖形符號(hào)及注釋

2009版對(duì)一次測量元件、閥門、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、連線等圖形符號(hào)進(jìn)行大量的修改和增加，部分典型的符號(hào)見圖4。

圖4 一次測量元件、閥門、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、連線部分圖形符號(hào)

(3)功能圖、邏輯圖和電氣簡圖圖形符號(hào)

為擴(kuò)大該標(biāo)準(zhǔn)的使用對(duì)象，2009版新增了功能圖、邏輯圖和電氣簡圖的圖形符號(hào)章節(jié)，其中功能圖和邏輯圖的圖形符號(hào)借鑒SAMA 22.1和ISA-5.2的部分內(nèi)容進(jìn)行修改。新增的部分符號(hào)見圖5。

圖5 功能、邏輯和電氣簡圖的部分圖形符號(hào)

1.2.3 圖形符號(hào)尺寸

為統(tǒng)一制圖，2009版新增對(duì)圖形符號(hào)尺寸的要求。以“單臺(tái)儀表設(shè)備或功能”的圓形符號(hào)尺寸(直徑為7/16或1/2inch)為基準(zhǔn)，通過比例方式規(guī)定其它圖形符號(hào)的尺寸。部分典型的符號(hào)尺寸見圖6。

圖6 部分圖形符號(hào)的尺寸

2009版沒有對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中所有的圖形符號(hào)進(jìn)行尺寸標(biāo)注，但是標(biāo)注了用于構(gòu)造這些圖形符號(hào)所需全部部件的幾何外形尺寸。

2 ISA-5.1-2009和HG/T 20505-2014對(duì)比

新版HG/T 20505的主體構(gòu)架和上一版本(HG/T 20505-2000)基本保持一致；新版HG/T 20505中的儀表功能標(biāo)志和儀表圖形符號(hào)的內(nèi)容引用2009版的相關(guān)規(guī)定。簡要對(duì)比說明如下：

(1)新版HG/T 20505中的“儀表功能標(biāo)志”章節(jié)引用2009版附錄“標(biāo)志系統(tǒng)指南”中關(guān)于功能標(biāo)志、回路號(hào)、儀表位號(hào)、后綴、間隔符等的相關(guān)內(nèi)容，并根據(jù)國內(nèi)化工行業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行部分修改和整合。

(2)新版HG/T 20505中的儀表功能標(biāo)志字母C、D、G、M仍分別定義為“電導(dǎo)率、密度、可燃?xì)怏w和有毒氣體、水分或濕度”，而2009版中則將這幾個(gè)標(biāo)志字母定義為“供用戶選擇”；新版HG/T 20505中的縮寫字母表修改和新增了“安全儀表系統(tǒng)(SIS)、基本過程控制系統(tǒng)(BPCS)”等內(nèi)容，2009版中沒有此縮寫字母表。

(3)新版HG/T 20505中的圖形符號(hào)和尺寸基本引用2009版的內(nèi)容，除了以下三方面的內(nèi)容：對(duì)“一次元件和變送器通用符號(hào)”進(jìn)行了簡化；未包括火柱檢測器、安全閥、爆破片、功能圖圖形符號(hào)等；電氣圖形符號(hào)引用的是國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。

(4)新版HG/T 20505中的應(yīng)用示例根據(jù)新的儀表功能標(biāo)志字母和圖形符號(hào)在上一版的基礎(chǔ)上進(jìn)行了修改，未采用2009版的內(nèi)容。

3 HG/T 20505-2014標(biāo)志字母應(yīng)用變化

3.1 儀表回路號(hào)的編制

根據(jù)HG/T 20505-2014，編寫回路號(hào)時(shí)，標(biāo)志字母的選取將為“被測變量或引發(fā)變量”帶或不帶修飾詞，而不再體現(xiàn)回路中所有的功能標(biāo)志字母。例如一個(gè)液位指示控制高報(bào)警回路的回路號(hào)將為L-001而不是LICA-001或LICAH-001。

3.2 輸出功能標(biāo)志字母Y 的應(yīng)用

Y作為輸出功能的標(biāo)志字母時(shí)，將用于各類輔助設(shè)備，包括電磁閥、繼電器、計(jì)算功能等，在對(duì)這類儀表設(shè)備或功能進(jìn)行儀表位號(hào)編制時(shí)，宜統(tǒng)一使用輸出功能標(biāo)志字母Y。例如儀表索引中流量回路F-001組成部分中的安全柵、電磁閥的位號(hào)宜以FY-001A、FY-001B這樣的形式編寫。

3.3 涉及安全儀表系統(tǒng)的回路號(hào)和儀表位號(hào)的編制

安全儀表系統(tǒng)回路標(biāo)志字母的選取可為“被測變量或引發(fā)變量”帶或不帶修飾詞Z，但是相關(guān)儀表位號(hào)需要帶修飾詞Z。例如一個(gè)壓力、液位安全聯(lián)鎖切斷系統(tǒng)，其相關(guān)的壓力、液位、切斷閥回路號(hào)可為P-001、L-001、X-001或PZ-001、LZ-001、XZ-001，回路組成部分的儀表位號(hào)為PZT-001、XZV-001等。當(dāng)XZV帶有不參與聯(lián)鎖的限位開關(guān)時(shí)，有幾種限位開關(guān)位號(hào)的編寫方式供探討，見表1。

表1 限位開關(guān)儀表位號(hào)編制方式

注：對(duì)于方式3的這種編號(hào)應(yīng)進(jìn)行特殊說明，以避免和安全儀表系統(tǒng)的編號(hào)混淆。

4 結(jié)語

儀表功能標(biāo)志和圖形符號(hào)作為一種工程語言，在工程中可以根據(jù)具體項(xiàng)目靈活應(yīng)用，但是應(yīng)對(duì)其含義和應(yīng)用進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)定，避免不同的使用對(duì)象對(duì)其產(chǎn)生歧義。

1 ANSI/ISA-5.1-2009 ,Instrumentation Symbols and Identification [S].

2 ISA-5.1-1984(R1992),Instrumentation Symbols and Identification [S].

3 HG/T 20505-2014,過程測量與控制儀表的功能標(biāo)志及圖形符號(hào) [S].

2016-08-17)

*孟海亮：高級(jí)工程師。1996年畢業(yè)于華東理工大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)。從事化工自動(dòng)化設(shè)計(jì)工作。聯(lián)系電話：(028)65531777， E-mail：menghailiang@chengda.com。