DB13/T 2957-2019 工业计量与控制数字化应用规范

ICS 75.160.20
E 31 DB13
河北省 地方标准
DB 13/T 2957—2019
工业计量与控制数字化应用规范
2019 - 03 - 25 发布 2019 - 04 - 25 实施
河北省市场监督管理局 发 布

1 范围
本规范规定了数字化工业计量和工业控制系统的定义和基本技术要求。
本规范适用于普通工业生产和贸易结算的控制和计量。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的引用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 19582.1-2008 基于Modbus协议的工业自动化网络规范 第1部分：Modbus应用协议
GB/T 19582.3-2008 基于Modbus协议的工业自动化网络规范 第3部分：Modbus协议在 TCP/IP上的实现指南
GB/T 21109-2007 过程工业领域安全仪表系统的功能安全
GB/T 25919.2-2010 Modbus测试规范 第2部分：Modbus串行链路互操作测试规范
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
数字传感器
能感受规定的被测量量并按照一定的规律转换成数字信号的器件。
3.2
数字变送器
将一个或多个传感器的测量数据进行采集和运算，达到测量要求，并将数据以标准的数字通信形式传输出去的器件，可与测量装置配合完成计量或测量任务。
3.3
数字控制器
连续将一个或多个传感器（或变送器）的测量数据进行采集和运算得到测量数据，根据工艺目标值和相应算法进行运算，运算结果输出给一个或多个执行机构的器件。
3.4
现场数字单元
是计量单元、测量单元、控制单元、紧急停车单元、密钥单元的统称，特点是工作在工业现场、独立完成现场任务、通过网络连接和管理，见附录A。
3.5
计量单元
通常由测量装置、数字传感器（或变送器）、软件和通信接口组成。对工艺目标和现场环境变量，通过规范的数学模型运算得到一组目标定量测量值的独立系统。用于贸易结算、总量核算、工艺安全、质量控制、行政执法等；具有高精度和高稳定性的特点；软、硬件均具备公认的溯源性。
3.6
测量单元
通常测量目标是单一参数，主要用于特定工艺过程监视和记录的独立系统。
3.7
控制单元
接受来自网络的指令，对工艺参数进行采集、运算、调节、连锁、报警，从而完成对一个相对独立的工艺过程控制的独立系统。
3.8
紧急停车单元
独立于控制单元之外，以安全为目的的紧急工艺切断系统。不参与正常工艺过程的管理与控制，具备独立测量、运算、决策和控制功能。
3.9
实时密钥单元
用于网络与现场数字单元间通信安全的防护系统。通过采集现场数字单元的实时数据和安全逻辑库数据进行分析运算，对通信指令进行身份甄别、真伪验证、屏蔽和报警。
3.10
管理单元
根据工艺过程要求对相关现场数字单元进行实时设定、汇总、储存、监控、联锁的独立系统。
3.11
网络隔离
现场数字单元与网络间的物理隔离性能。
3.12
计量单元校准
对计量单元按照对应标准和规程进行检验调校的过程。
4 技术要求
4.1 现场数字单元
现场数字单元应符合以下通用要求：
a) 网络通讯：通过网络隔离与工业现场网络或工业管理网络连接。
b) 采用智能技术：每个单元应采用智能技术独立完成任务并以数字形式与网络通信。
c) 单元控制：面对一个工业现场任务，由一个现场数字单元独立完成或多个现场数字单元协同完成，面对一个系统任务，由网络中的数个现场数字单元和管理单元共同完成。
d) 一体化：
1) 整体设计：单元的各个功能部件应为整体设计，避免在现场进行二次组合、运算和设计之外的防护等；
2) 整体校准和质检：进行全过程整体校准和质检，包括测量装置、传感器、数学模型、执行机构；
3) 整体服务：制造方对数字单元产品的整体质量和售后负责。
e) 产品及接口标准：
1) 数字单元与网络间的通信协议或转换后的协议应使用 Modbus 或 OPC 协议，其软、硬件应
符合 GB/T 25919.2-2010、GB/T 19582.1-2008、19582.3-2008 相关要求；
2) 特殊用途单元或单元内部的智能卡件和模块，应明示通信协议和硬件接口；
3) 数字单元通信应兼容 4～20mA 信号；
4) 整体产品应符合国家、行业或企业标准。
4.2 计量单元
测量结果是最终目标值，具备公认、明确的溯源方法，应具备设计、生产、验收、安装、校准的规范文件。各部分应符合以下要求：
a) 测量装置：使多个传感器与工艺装置匹配，通过优化设计或自动控制使传感器能够在所需要的环境中发挥测量性能。不应在现场出现影响测量结果的组装工作，如需把现场工艺中的设备作为测量装置的一部分，应在设计说明和安装要求中明示；
b) 数据采集和运算：对传感器测量全范围进行数字采集，运算应包括补偿工艺和环境影响的全部数学模型，不应在通信输出后再进行与计量精度有关的计算；
c) 在线校准：在具备现场标准物的前提下，应有在线校准功能。

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