摘要：本文在查阅国外标准ISA-5.1、ISO、IEC-62424和国内相关标准的基础上，结合实际工程的执行情况，比较了国外和国内标准关于在P&ID设计过程中的仪表功能代码、图形符号和控制功能等表示方法的不同，供广大工程设计人员参考。
关键词：P&ID；ISA标准；ISO标准；IEC标准
Abstract：Based on the foreign and domestic standards，practical project，the article compares the different P&ID representing method on instrument function code、graphic symbol and control function.It has some practical significance for designer.
Keywords：P&ID；ISA；ISO；IEC
1 引言
管道和仪表流程图简称为P&ID，是PIPING AND INSTRUMENTATION DIAGRAM的缩写。P&ID的设计是在管道流程系统图（PFD）的基础上完成的，它是电厂的工程设计中从工艺流程到工程施工设计的重要工序，是电厂安装设计的依据。P&ID设计是一个复杂的流程，目前国内电力设计院根据多年积累的设计经验，各自形成了P&ID的设计软件平台和工程库，以满足不同工程项目业主的要求。随着国外工程项目的增多，业主对P&ID的设计要求越来越明确，不仅要求执行相关的国际标准，而且对于P&ID的软件平台也有要求。因此，掌握国外标准关于P&ID的表示方法很有意义。
2 P&ID相关标准介绍
在国外工程应用中涉及P&ID的标准主要有：
ANSI/ISA-5.1-2009 Instrumentation_Symbols_and_Identification
ISO 14084-2-2015 Process diagrams for power plants
IEC-62424-2008 Representation of process control engineering – Requests in P&I diagrams and data exchange between P&ID tools and PCE-CAE tools
国内涉及P&ID的标准主要有：
DL/T 5028.3-2015 电气工程制图标准 第3部分：电气、仪表与控制部分
GB/T 2625-1981 过程检测和控制流程图用图形符号和文字代号
GB/T 4270-1999 技术文件用热工图形符号与文字代号
GB/T 6567.4-2008 技术制图 管路系统的图形符号 阀门和控制元件
HG/T 20505-2000 过程测量和控制仪表的功能标志及图形符号
3 P&ID 表示方法比较
3.1 仪表功能代码
国内标准和ISA标准关于仪表功能代码的字母表示含义基本一样，国内的电力和化工标准扩展的内容也均是在国外标准的基础上修改的，个别符号有区别，如表1仪表功能代码对比所示。
表1 仪表功能代码对比
3.2 仪表图形符号
图1 ISA标准仪表图形符号表示
图2 国标仪表图形符号表示方法
图3 ISO标准仪表图形符号表示
图1、图2、图3分别是ISA标准、ISO标准和国标GB对于仪表图形符号的表示方法和含义，ISA标准分类更加详细。其中，关于信号进过程控制系统的仪表，国外标准和国内化工标准在圆形图例符号外有方形框，ISO标准和国内的电力标准没有相关的要求。ISO标准对于仪表图形符号定义了圆形和椭圆形，而其他标准均是圆形[1] [2] [3] [4]。
此外，由于目前国内电厂设计遵循的设备编码标识系统，仪表编码一般为12位，因此仪表符号一般采用椭圆形，如下图所示：
图4 电厂典型仪表标识图例
3.3 控制功能表示方法
图5 控制功能示意图
P&ID设计时应从取源部件到执行器的所有各个单元完整的表示，但是由于图面上的设备、管道较多，空间有限，如要详细表示完整的系统，将使图面不清晰，因此，目前国内工程P&ID的设计进行了简化，这也导致了P&ID的图面内容与国外工程有较大的区别，国内的一些火电设计设计院采用了用字母代替图形的表示方法，如下图所示SCS0101代表锅炉给水顺序控制、MCS01O1代表汽包水位控制。
国外设计院的P&ID中一般都表示控制回路（CONTROL LOOP），在标准ANSI/ISA-5.1中也有关于CONTROL LOOP的描述和表示方法，图6是某国外工程的一个压力控制回路，图中不仅示意了被控对象、被调量，而且表示了控制回路的编号，此编号可以用于逻辑图的设计。图7是流量控制回路图。
图6 典型控制回路CONTROL LOOP图1
图7 典型控制回路CONTROL LOOP图2
国外设计院的P&ID控制回路表示形象，便于理解，但是图面线条多，表示繁琐，国内设计院的P&ID表示抽象，图面进行了简化。总的来说，国外设计院的P&ID设计深度要比国内的深，P&ID表示的信息更加全面。
3.4 其他
P&ID设计除了仪表与控制相关要求外，还涉及工艺专业的一些表示方法。设备、管道的图例，编码原则都要体现在P&ID中，因此P&ID的设计需要在一个统一的原则和平台下进行。
4 结论
多数国内电力设计院以建设国际化工程公司为发展目标，国外设计和EPC项目增多，工程设计一般要求执行ISA和IEC标准，有的甚至对于设计方使用的P&ID制图软件都有要求。目前国内电力设计企业采用的P&ID软件不够规范，关于P&ID的设计也没有统一的标准和规范，各企业的P&ID设计方法有各自的特点，也没有完全和国际接轨，因此关于电力设计P&ID的表示方法，尤其是标准和规范方面还有待完善。
参考文献：
[1] ANSI/ISA-5.1-2009，Instrumentation_Symbols_and_Identification[S].2009：36-37.
[2] ISO 14084-2-2015，Process diagrams for power plants[S].2015：50-51.
[3] IEC-62424-2008，Representation of process control engineering – Requests in P&I diagrams and data exchange between P&ID tools and PCE-CAE tools [S].2008：19-20.
[4] HG/T 20505-2000，过程测量和控制仪表的功能标志及图形符号[S].2008：5-17.
论文作者:申景军,张瑞祥,蔡伟
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/12/4
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