BS EN 61003——工业过程控制系统模拟输入双位或多位输出仪表标准系列(性能评价与检验)

Industrial-Process Control Systems — Instruments with Analogue Inputs and Two- or Multi-Position Outputs(EN/IEC 61003 系列)

🎛️ BS EN 61003 是英国标准(BSI)等同采用 IEC 61003 的欧洲标准系列,针对带模拟输入与双位或多位输出的工业过程控制仪表给出性能评价与检验方法。该系列由 IEC/TC 65「工业过程测量、控制与自动化」下属 SC 65B「测量与控制设备」制定,经 CENELEC 平行表决成为 EN 61003,由英国 GEL/65「测量与控制」及其分委会 GEL/65/2「系统元件」转制为英国标准。此类仪表(如两位/多位控制器、带开关量输出的调节仪表)将连续(模拟)过程变量转换为离散(开关)输出,是过程控制系统中实现阈值报警、通断调节与联锁的典型设备。

💡 “双位或多位输出”指仪表把模拟输入量(如温度、压力、流量)与设定值比较后,输出两个或多个离散状态(如开/关),用于两位式控制或分级控制。

一、标准适用范围与框架 📌

BS EN 61003 系列适用于工业过程控制系统中带模拟输入与双位或多位输出的仪表(如两位控制器、多位控制器)。系列结构如下:

  • Part 1:性能评价方法:规定评价此类仪表性能的试验方法与合格判据。
  • Part 2:检验与例行试验导则:给出检验与例行(逐台)试验的导则。

本批次文件:BS EN 61003-1:2016(对应 IEC 61003-1:2016,第 3 版)与 BS EN 61003-2:2016(对应 IEC 61003-2:2016,第 2 版)。ICS 分类为 25.040.40 / 35.240.50。

⚠️ Part 1 与 Part 2 配套使用:Part 1 规定如何评价仪表性能(型式/性能试验),Part 2 规定检验与例行试验(逐台出厂检验)的导则,二者共同保证仪表质量。

二、系列构成与技术要点 🔧

标准号名称(中文)内容重点对应 IEC状态
BS EN 61003-1:2016性能评价方法控制特性、死区、回差、精度与试验IEC 61003-1:2016现行(第 3 版)
BS EN 61003-2:2016检验与例行试验导则出厂检验、例行试验项目与判定IEC 61003-2:2016现行(第 2 版)

1. 性能评价方法(Part 1)

Part 1 规定带模拟输入与双位或多位输出仪表的性能评价方法,主要内容包括:

  • 输入输出特性:模拟输入量(如 4~20 mA、0~10 V 或温度信号)与离散输出的对应关系。
  • 控制特性:设定值、切换值、回差(切换差/滞环)与死区的确定方法。
  • 精度与重复性:切换点精度、重复性、漂移等性能参数的评定。
  • 试验条件:环境条件、电源影响、负载影响等对性能影响的评价。
  • 动态特性:输出切换时间、响应时间与抗干扰性能。

2. 检验与例行试验导则(Part 2)

Part 2 给出此类仪表的检验与例行(逐台)试验导则,覆盖:

  • 检验项目:外观、标识、功能与性能检查项目清单。
  • 例行试验:每台出厂前应进行的项目(如绝缘、耐压、切换功能)。
  • 判定与记录:合格判定准则与检验记录要求。
💡 对两位式控制器而言,”回差”(切换差)与”死区”决定控制的稳定性与精度:回差过小会导致频繁切换,回差过大则控制精度下降,需按工艺要求设定。

三、关键技术要求 🔬

此类仪表的关键技术要求可归纳如下:

  • 切换点精度与重复性:输出动作点相对设定值的偏差与重复性,影响控制准确性。
  • 回差(切换差)与死区:切换点之间的滞环宽度,决定防频繁动作与控制精度。
  • 输入范围与输出负载:输入信号范围与开关输出(继电器/晶体管)的负载能力。
  • 环境与电源影响:温度、湿度、电源波动对切换特性的影响限值。
  • 绝缘与安全:输入/输出/电源之间的绝缘与耐压要求。
🚨 过程控制仪表直接参与工艺安全联锁。若仪表切换失效或漂移超限,可能造成工艺参数失控、误报警或联锁不动作。投运前应进行功能校验并定期校准。

四、工程实践与应用 🛠️

  • 🔍 选型:按过程变量类型与量程选择输入信号,按执行器与控制策略选择输出型式与数量,核对切换精度与回差。
  • 🔧 安装:仪表应安装在符合环境与防振要求的场所,接线规范、信号屏蔽与接地正确。
  • 📊 调校:投运前按 Part 1 方法校验切换点、回差与精度,设定保护/联锁参数。
  • 📋 维护:定期校准与功能测试,记录漂移趋势,超差及时处理。

五、常见问题解答 ❓

❓ 问:什么是双位(两位)控制?
答:双位控制是输出只有”开/关”两种状态的简单控制方式,如温度高于上限时关断加热、低于下限时投入加热;多位控制则在双位基础上增加中间档位,实现分级调节。
🎛️ 问:回差(切换差)是什么?
答:输出接通与断开两个切换点之间的输入差值(滞环宽度)。回差用于防止因信号波动引起的频繁切换,但过大会降低控制精度。
📊 问:Part 2 的例行试验和 Part 1 的性能试验有何不同?
答:Part 1 的性能评价是型式/性能层面的全面试验;Part 2 的例行试验是每台出厂前的简化检验(如功能、绝缘、耐压),用于批产质量保证。
🔌 问:为什么切换精度对联锁重要?
答:联锁动作依赖切换点的准确性,若切换点漂移或超差,联锁可能在不该动作时动作或该动作时不动作,危及工艺与人员安全,因此需定期校验。
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