ISA 53.doc

美国仪表学会标准 分散控制/集中显示仪表、逻辑控制及计算机系统用流程图符号ISA-5.3ISA-5.31983此前为ISAS5.3-1983分散控制/集中显示仪表、逻辑控制及计算机系统用流程图符号美国仪表学会1982年6月30日审定目 录1目的32范围32.1 工作范围32.2 与其它ISA标准的关系32.3 与其它标准的关系33定义和缩写4 4符号44.1 概述44.2 分散控制/集中显示符号44.3 计算机符号54.4 逻辑和顺序符号64.5 内部系统功能符号64.6 适用符号64.7 记录仪及其它历史数据保存65标识符65.1 软件报警75.2 符号连接76报警76.1 概述76.2 仪表系统报警7附件A 举例8A.1 应用举例8A.2 典型流程图12 1. 目的本标准的目的是对由计算机，可编程序控制器、微型机算机和微处理器为基础的系统组成的仪表系统建立设计文件。该系统具有集中控制、集中显示或其它接口特性。提供该图例符号用于建立现场仪表、控制室仪表和以上所述其它硬件之间的连系。为表示各种各样的设备，其术语以十分通用的方式定义。本标准的意图并非对完整的控制系统内出现的每个一般仪表均使用每种类型的符号进行描述，这样表示会使P&I图变得极其复杂。例如：如果一个计算机组建是分散控制系统中的一个完整部分，计算机符号一般是不希望为冗余的，可是，如果一个分立的通用计算机与系统接口，提供的计算机符号应能保证清楚的理解该控制系统的要求。本标准的目的就是提供给使用者已定义好的符号体系和规则，可以使用此符号体系和规则，根据需要清楚表达其意图，使用者决定这些符号用于各种类型图纸的范围。符号的简单或复杂程度可以根据所述工艺情况决定。 2. 范围本标准满足了用符号代表分散控制/集中显示仪表逻辑和计算机系统功能的要求。仪表一般由现场硬件通讯网络和控制室操作设备组成。本标准适用于应用过程控制和仪表系统的所有工业中。 在流程图中并不试图对内部结构、配置或这种仪表的操作方式、逻辑和计算机系统进行解释。要理解流程图的人员必须具备对整个系统有基本了解以便正确地理解图纸。除非过程变量是控制策略的一个整体部分，否则在流程图中计算类型或过程变量的使用不作指示。在仪表系统数据库信息可通过通讯总线用于计算机的场合，计算机互连的描述可根据流程图上保留的空间来选择。2.1 工作范围本标准适用于需要对仪表进行标注的文件中，这种标注在下列场合以及其他场合中要求使用：流程图，工艺和机械的；仪表系统图；技术规范、采购单、装箱单和其他表格；结构图；技术文件；文章和论文；仪表特征、安装、操作和维护说明；图纸和纪录。2.2 与其它ISA标准的关系本标准是对ISA-S5.1“仪表符号及标识符”的补充，ISA-S5.1是代表功能标识规则的符号及格式体系，为了举例清晰，本文件中包含了一定量的ISA-S5.1中的符号。2.3 与其它标准的关系在应用中，未包含在第三部分的定义按ANSI X31TR-1-77，“美国国家信息处理辞典”和/或ISA-S5.1执行。 3. 定义及缩写易存取性（Accessible）-一种系统特性，可进行人-机对话，并允许操作者完成用户允许的控制操作。例如：设定点改变、自动-手动转换或开-关操作。可指定的（Assignable）-一种系统特性，该特性允许操作者把一个信号从一个设备切换（或指定）到另一设备上，而不用改变接线，或由开关或通过系统上的键盘命令实现。通讯总线（Communication Link）-用于互连设备以便传送和/或接收数据的物理硬件。计算机控制系统（Computer Control System）-一种所有控制作用均在控制计算机内完成的系统，可使用单独或冗余的计算机。可组态的(Configurable)-一种系统特性，该特性允许通过输入基本结构的键盘命令和根据设备或系统的特性及选择，如控制算法，显示格式或输入/输出处理。CRT-阴极射线管分散型控制系统（Distributed Control System）-一种仪表系统（输入/输出设备、控制设备和操作员接口设备）该系统除能执行已确定的控制功能外，也允许通过通讯总线从一个或多个用户指定地点接收和发送控制、测量及操作信息。I/O（Input/Output）-输入/输出可编程序控制器（Share Controller）-一种控制设备，该设备包括许多预先编制好程序的算法，用户对这些算法可检索，能配置和连接。允许用户定义可执行的控制策略或功能，多个过程变量的控制可通过共享这种单个设备的能力得以实现。集中显示（Share Display）-用于显示在某一时刻的信号和/或数据的操作员接口设备，这些信号和/或数据，如字母数字和/或图形，存贮在数据库中，从中选择性访问各种显示由用户命令完成。软件（Software）-数字程序、过程、规则及为了该数字系统的维护和/或操作的需要的相关文件。软件连接（Software Link）-通过软件或键盘命令对系统部件或功能进行互连。监督设定点控制系统（Surpervisory Set Point Control System）通过分散控制、集中显示或其它常规控制设备使用计算机控制系统产生设定点和/或其它控制信息。 4. 符号4.1 概述在ISA-S5.1中表示的标准仪表符号在流程图应用中应尽量保留，但对第4.2到4.6节的内容必须提供新的符号。符号大小应与ISA-S5.1第3节的规定相一致，列在每个符号右边的描述符仅作应用指导，但并非全包括在内。如使用一个或多个描述符也可应用这些符号，共享信号线可由这些符号表明其系统连接功能（见4.6.1节） 4.2 分散控制/集中显示符号以微处理机为基础的仪表控制系统的先进性允许功能共享，如显示、控制和信号连接。因此，这里定义的符号规则应是“共享仪表”，这意味着“共享”显示和“共享”控制。符号外边的方形部分，正如在4.2.1到4.2.3节所述，表明为共享型仪表。4.2.1 操作员通常可存取指示器/调节器/记录仪或报警点-一般用于视频显示方式指示（1） 共享显示（2） 共享显示和共享控制（3） 仅限于通讯总线的存取 （4） 在通讯总线上的操作员接口4.2.2 辅助操作员接口设备（1） 一般盘装并有模拟面板-一般不应装在主操作台上（2） 可以是一个后备调节器或手操站（3） 存贮仅限于通讯总线内（4） 通过通讯总线的操作员接口4.2.3 操作员通常不能存取（1） 分散的无显示调节器（2） 安装在现场的集中显示器（3） 在分散调节器中的计算、信号处理（4） 可在通讯总线上（5） 一般无显示操作（6） 可通过组态变更 4.3 计算机符号下列符号用于称为“计算机”的部件组成的系统中，以便与整体处理器相区别。该系统可完成各种“分散控制系统”的功能，通过数据连接这些计算机部件可以组成一个系统，即它是一个独立的计算机。4.3.1 操作员一般可存取指示器/控制器/记录仪或报警点-一般用于视频显示方式指示4.3.2 操作员一般不能存取（1） 输入/输出接口（2） 在计算机内的计算/信号处理（3） 可用来作为无显示的调节器或软件计算模块 4.4 逻辑和顺序符号4.4.1 通用符号-用于为定义的复杂的互连逻辑或顺控（见ISA-S5.1）4.4.2 具有二位或顺序逻辑功能与逻辑控制器互连的分散控制（1） 成套的可编程序逻辑控制器或与分散控制设备一体化的数字逻辑控制（2） 操作员一般不能存取4.4.3 具有二位式或顺序逻辑功能与逻辑控制器互连的分散控制（1） 成套可编程序逻辑控制器或与分散控制设备一体的数字逻辑控制（2） 操作员一般不能存取 4.5 内部系统功能符号4.5.1 计算/信号处理（1） 参考ISA-S5.1表2“继电器功能指定”的块标识符（2） 对广义的计算要求，使用符号“C”并在补充文件中加以解释（3） 用于连接每个ISA-S5.1的功能继电器圆圈4.6 适用符号4.6.1 系统连接（1） 用于指出软件连接或制造商系统的功能间的连接（2） 另一方面，连接也可由邻接符号间接表示（3） 可用来指示在用户选择下的通讯连接 4.7 记录仪和其它历史数据保存 4.7.1 常规硬接线记录设备，如长图记录仪，应根据ISA-S5.1标注，（参照该标准的附录A.2.2） 4.7.2 对可指定的记录设备，使用符号4.2.1 4.7.3 由数字存贮工具如磁带、磁盘等对大量的过程变量值可进行存贮 应按照本标准的4.2或4.3节根据该设备的位置进行描述。 5标识符 使用本标准，除下列增加项外，标识符应与ISA-S5.1一致5.1 软件报警软件报警可用ISA-S5.1表1的符号，在控制或其它特定系统部件的输入输出信号线上用字母标识符进行标识，见本标准的第6节报警。5.2 符号连接两个或多个符号可以相邻表达，在ISA-S5.1中表明的以外附加的意义（1）相关仪表之间的通讯，例如： -硬接线 -内部系统连接 -后备（2）多功能的仪表，例如： -多点记录 -带一体化安装调节器的调节阀相邻符号的应用，用户可选，如对该方法不十分清楚就不要使用邻接符号。 6报警 6.1 概述 所有硬接线标准设备和报警为了与本标准中特别指出的那些设备和报警相区别，其表示应与ISA-S5.1表1相一致。 在6.2节的例子说明了符号和标识符的表达方法及原则，与此原则相近的其它应用可根据需要修改，报警标识符的位置在左边任意位置或根据用户方便决定。 6.2 仪表系统报警6.2.1 在大部分系统中提供多个报警能力，此标准表示的报警应如在6.2.2和6.2.3节举例中表明的方式标注。图例 6.2.2 6.2.2 被测变量的报警应包括变量标识符，例如：压力： PAN （高） PAL （低） dP/dT （变化率） PDA （设定点偏差） 图例 6.2.36.2.3 在调节器输出上的报警应使用未定义变量标识符X，例如：XAH （高）XAL （低）d/dt （变化率） 附录A 举例A.1 应用举例A.1.1 下述图例表明了在本标准和ISA-S5.1中给出的符号进行各种组合的一些例子，这些符号，可以根据需要加以组合以满足用户需要。图例A1 计算机控制-无后备-集中指示 图例A2 计算机控制-具有模拟后备 图例A3 计算机控制-具有设定点跟踪（SPT）的全部模拟的后备图例A4 计算机控制-从集散控制仪表开始全部后备，计算机使用仪表系统通讯总线A1.2 在图中指示的主要信息线上调节器认为是主调节器，在主线外的所有设备提供后备和附属功能。 图例A5 集中显示/分散控制-无后备 图例A6 集中显示/分散控制-具有辅助操作员接口设备 图例A7 模拟控制-与集中显示、分散控制后备接口 图例A8 集中显示/分散控制-具有模拟调节器后备 图例A9 模拟控制-无显示调节器，集中显示 图例A10 无显示分散控制-具有辅助操作员接口后备 图例A11 监督设定点控制-带常规面板的模拟调节器，通过通讯 连接的计算机监督设定点 图例A12 监督设定点控-装备有常规面板的模拟调节器，计算机监督设定点硬接线 图例A13 监督设定点控制-通过通讯连接使整个计算机存取具有集中显示分散控制功能A.2 典型流程图A.2.1 图例A14是在一个简化图中用本标准的基本符号进行组合，通过提供一个假想的例子启发使用者的思路，以便正确使用这些符号。图例A14以下述方式布置： （1）容积燃料和空气流量识燃烧系统的输入，通过分散控制仪表提供燃烧系统的燃烧率和燃料空气比值。此比率和比值的设定点可由计算机给出。 （2）燃烧空气和气体压力由压力开关监视，压力开关通过UC-600“分散控制互连逻辑”控制气体安全切断阀。 （3）物料湿度可测，输入物料的净重可以计算，进料率可由MT-300和WC-301控制，排放物料湿度可由MT302读出，因此，燃烧率和/或进料率可由分散型控制系统（DSC）仪表或由考虑到其它工艺变量的计算机加以控制。 （4）英国热量单位（BTU）分析（AT-9F）是计算机系统的输入并产生前馈控制以调整以BTU/小时为单位燃烧率，设定点由计算机根据进料率、重量和湿度进行计算。 （5）内部系统连接由可选择的计算机输入/输出表达，其中包含有燃烧率和比率设定点的含义。为在系统联接符号中表示比值控制中的流量补偿时,可以用同样方法在计算模块和调节器之间的连接由邻接符号表示。 A.2.2 图例A15将符号组合成具有报警功能的串级回路，仅为说明之目的，在图中增加了注释。* 用户标识符识可选的图例A14 举例-简化图液位变送器（注3）被测变量报警仪表系统连接辅助接口设备复杂互连逻辑逻辑详细参数由仪表系统完成的PID算法，见注1输入处理（平方、开方功能）硬接线记录仪（注3）流量变送器（注3）长图记录仪（注2）流量传感器（注3）高/高报警联锁硬接线I/P转换器（注3）调节阀（注3）图例A15 典型流程图级连控制回路注：集中显示1 在操作台上显示/调整，通过数据网通讯2 在操作台内，从仪表系统数据库中选择的信号3 安装在现场 海洋石油化肥项目 海洋石油化肥项目