孟海亮

中國成達工程有限公司 成都 610041

化工行業(yè)儀表功能標志和圖形符號常用標準對比

孟海亮*

中國成達工程有限公司 成都 610041

對化工行業(yè)儀表功能標志和圖形符號常用標準的主要內(nèi)容進行介紹和對比，并對新版HG/T 20505中標志字母的主要應用變化進行說明。

儀表功能標志 圖形符號

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

1 ISA-5.1-1984 (R1992)和ISA-5.1-2009對比

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

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

2009版對使用對象范圍和使用要求進行了新的說明，對標準的構(gòu)架以及圖形符號做了很大的修改。另外一個重要變化是2009版增加了與安全儀表系統(tǒng)相關的內(nèi)容。

1.1 使用對象范圍和要求

1992版面對的是流程工業(yè)，標準本身更傾向于是一種非強制性的共識文件，正文中包括標志、符號的含義和應用指導以及示例；在2009版中使用對象擴大為所有依靠檢測和控制系統(tǒng)來操作制造過程、機械和設備并保護其安全的工業(yè)，正文不再體現(xiàn)與標志、符號本身無關的內(nèi)容，并且指出當本標準被使用時，其中的標志字母、圖形符號以及它們的含義和圖形符號的尺寸應作為強制性的內(nèi)容，除非在用戶的相關文件中對不同于本標準的圖形符號和用戶自己選擇的標志字母進行了詳細的說明。

1.2 標準構(gòu)架和圖形符號

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

1.2.1 標志字母

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

圖1 標志字母的主要變化

1.2.2 圖形符號

(1)基本的儀表設備和功能圖形符號

1992版用“正方形內(nèi)置圓”來表示“共享顯示、共享控制”，在實際使用中一般被作為是分散控制系統(tǒng)功能的符號；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。到2009版時，考慮到各系統(tǒng)功能的發(fā)展和應用情況，這樣的表示顯得不再準確，因此將兩者都歸屬于“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)。部分的對比內(nèi)容見圖2。

圖2 基本圖形符號的應用變化

(2)儀表元件符號、測量注釋和連線符號

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

圖3 一次測量元件圖形符號及注釋

2009版對一次測量元件、閥門、執(zhí)行機構(gòu)、連線等圖形符號進行大量的修改和增加，部分典型的符號見圖4。

圖4 一次測量元件、閥門、執(zhí)行機構(gòu)、連線部分圖形符號

(3)功能圖、邏輯圖和電氣簡圖圖形符號

為擴大該標準的使用對象，2009版新增了功能圖、邏輯圖和電氣簡圖的圖形符號章節(jié)，其中功能圖和邏輯圖的圖形符號借鑒SAMA 22.1和ISA-5.2的部分內(nèi)容進行修改。新增的部分符號見圖5。

圖5 功能、邏輯和電氣簡圖的部分圖形符號

1.2.3 圖形符號尺寸

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

圖6 部分圖形符號的尺寸

2009版沒有對標準中所有的圖形符號進行尺寸標注，但是標注了用于構(gòu)造這些圖形符號所需全部部件的幾何外形尺寸。

2 ISA-5.1-2009和HG/T 20505-2014對比

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中的儀表功能標志和儀表圖形符號的內(nèi)容引用2009版的相關規(guī)定。簡要對比說明如下：

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

(2)新版HG/T 20505中的儀表功能標志字母C、D、G、M仍分別定義為“電導率、密度、可燃氣體和有毒氣體、水分或濕度”，而2009版中則將這幾個標志字母定義為“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“一次元件和變送器通用符號”進行了簡化；未包括火柱檢測器、安全閥、爆破片、功能圖圖形符號等；電氣圖形符號引用的是國內(nèi)標準。

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

3 HG/T 20505-2014標志字母應用變化

3.1 儀表回路號的編制

根據(jù)HG/T 20505-2014，編寫回路號時，標志字母的選取將為“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志字母。例如一個液位指示控制高報警回路的回路號將為L-001而不是LICA-001或LICAH-001。

3.2 輸出功能標志字母Y 的應用

Y作為輸出功能的標志字母時，將用于各類輔助設備，包括電磁閥、繼電器、計算功能等，在對這類儀表設備或功能進行儀表位號編制時，宜統(tǒng)一使用輸出功能標志字母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)的回路號和儀表位號的編制

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

表1 限位開關儀表位號編制方式

注：對于方式3的這種編號應進行特殊說明，以避免和安全儀表系統(tǒng)的編號混淆。

4 結(jié)語

儀表功能標志和圖形符號作為一種工程語言，在工程中可以根據(jù)具體項目靈活應用，但是應對其含義和應用進行統(tǒng)一規(guī)定，避免不同的使用對象對其產(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志及圖形符號 [S].

2016-08-17)

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