DNV挪威船级社规范版 中文 49仪表和自动化.docx

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DNV挪威船级社规范版中文49仪表和自动化

船舶/高速轻型船和水面舰船入级规范

新造船舶

机械与系统

主船级

第4篇第9章

仪表和自动化

2003年1月

目录页码

第一节通则…………………………………………………………………4

第二节设计原则…………………………………………………………11

第三节系统设计…………………………………………………………13

第四节对基于计算机的系统的附加要求………………………………16

第五节部件的设计与安装………………………………………………29

第六节用户界面…………………………………………………………23

规范的更改

通则

本册是对原有版本的重版，其中包括2002年7月版本中的第0部分第1章第3节中说明的对某些部分的澄清、修改和校正；没有其它的修改。

本规范中所作的变更于2002年7月1日起强制执行。

本章在被更新的版本取代前均有效。

除了在每年1月与7月对第0篇第1章第3节给出的校核清单提到的修正与更新外，本社不会出版相关的增刊进行修改。

更新的章节，将会发送给所有的规范预定者。

建议单行本的购买者检查第0篇第1章第1节的更新章节清单，以确保其正确性。

目录

第一节一般规定…………………………4

A．入级…………………………………………4

A100适用范围…………………………………4

A200入级原则…………………………………4

A300变更与增加………………………………4

A400假定………………………………………4

B.定义…………………………………………4

B100一般的词汇………………………………4

B200基于计算系统的词汇……………………5

C．文本……………………………………………5

C100一般规定…………………………………5

C200文本类型…………………………………6

C300型式认可产品……………………………7

C400船舶的平面图与详图……………………7

C500HS、LC、NSC的平面图与详图…………8

D．测试…………………………………………10

D100一般规定………………………………10

D200软件模块测试…………………………10

D300综合测试………………………………10

D400系统测试………………………………10

D500上船测试………………………………10

第二节设计原则…………………………11

A.系统设置……………………………………11

A100通则……………………………………11

A200现场仪表………………………………11

A300系统……………………………………11

A400综合系统………………………………11

A500冗余……………………………………11

A600对HS、LC、NSC的附加要求…………11

B.最大不可用时间……………………………11

B100通则……………………………………11

B200持续可用（R0）………………………12

B300高可用（R1）…………………………12

B400手动系统重建（R2）…………………12

B500可修复系统（R3）……………………12

C.故障响应……………………………………12

C100故障探测………………………………12

C200安全的失效……………………………12

D.应急操作……………………………………12

D100就地控制………………………………12

D200手动应急操作…………………………12

第三节系统设计…………………………13

A.系统要素……………………………………13

A100通则……………………………………13

A200自动控制………………………………13

A300遥控……………………………………13

A400安全……………………………………13

A500报警……………………………………13

A600预报警…………………………………13

A700指示……………………………………13

A800计划与报告……………………………13

A900计算、模拟与决策支持………………13

B.一般要求……………………………………14

B100系统操作与维护………………………14

B200电源分配………………………………14

C.对HS、LC、NSC的附加要求……………15

C100安全……………………………………15

C200报警……………………………………15

第四节对基于计算机的系统的附加要求………………………………………………16

A.一般要求……………………………………16

A100系统依存关系…………………………16

A200存储设备………………………………16

A300计算机的使用…………………………16

A400系统响应与容量………………………16

A500温度控制………………………………16

A600系统维护………………………………16

A700系统访问………………………………16

B.系统软件……………………………………16

B100对软件的要求…………………………16

B200软件制造………………………………17

C.用户界面……………………………………17

C100通则……………………………………17

C200照明……………………………………17

C300彩色屏幕………………………………17

D.数据通讯链…………………………………17

D100通则……………………………………17

D200局域网…………………………………18

D300局域网的冗余设计……………………18

D400仪表网络………………………………18

D500网络的内部连接………………………18

第五节组成部分的设计和安装…………19

A.通则…………………………………………19

A100环境适应性……………………………19

A200材料……………………………………19

A300组成部分的设计和安装………………19

A400维护、检查……………………………19

A500标记……………………………………19

A600标准化…………………………………19

B.环境状况、仪表……………………………19

B100通则……………………………………19

B200电源……………………………………20

B300气源与液压源…………………………20

B400温度……………………………………20

B500湿度……………………………………20

B600盐分污染………………………………20

B700油分污染………………………………20

B800振动……………………………………20

B900扭曲……………………………………21

B1000电磁兼容性……………………………21

B1100杂项…………………………………21

C.电气与电子设备……………………………22

C100通则……………………………………22

C200机械设计与安装………………………22

C300外壳提供的保护………………………22

C400电缆与配线……………………………22

C500电缆敷设………………………………22

C600电源……………………………………22

C700光纤设备………………………………22

第六节用户界面…………………………23

A.通则…………………………………………23

A100应用……………………………………23

A200介绍……………………………………23

A300定义……………………………………23

B.工作站的设计与布置………………………23

B100显示单元和用户输入设备的布置……23

B200基于屏显的系统的功能分配…………24

C.用户输入设备和显示单元的设计…………24

C100用户输入设备…………………………24

C200视觉显示单元…………………………24

C300颜色……………………………………24

C400保证夜晚视线的要求…………………25

D.对基于屏显的系统的附加要求……………25

D100人机对话………………………………25

D200显示窗口的应用………………………25

E.永久性有人操纵工作处所的设计…………25

E100通则……………………………………25

F.永久性有人操纵工作处所的环境…………25

F100振动……………………………………25

F200噪声……………………………………25

F300照明……………………………………26

F400温度……………………………………26

F500通风……………………………………26

F600表面……………………………………26

F700颜色……………………………………26

F800人员安全………………………………27

第一节一般要求

A.入级

A100规范的应用

101本章中除第6节外，包含了对所有仪表与自动化系统的要求。

指导性意见：

对某些特殊的应用，规范将提出特殊的要求。

指导性意见：

对涉及到电磁辐射的相关要求，可参考船级社NOTE45.1。

102非规范强制要求安装的仪表与自动化系统，如果它们会对主功能（第1部分第1章列出的）的安全性产生影响的话，它们也必须满足本章（除第6节）的要求。

103第6节的要求仅是对有附加船级标志的船舶的要求。

104从国际高速船安全规则（HSCCODE）中引用的文字均采用斜体字。

A200入级原则

201仪表与自动化系统一般根据以下的原则入级：

—文本评估

—上船检验（视觉检查与功能测试）

指导性意见：

系统的认证可以根据认证规则1.2和2.4作型式认可，也可单件报验

202本质和重要的基于计算机的系统一般要提供产品证书。

除了在产品的型式认可中要求外，可只提供型式认可证书。

认证程序一般由以下几部分组成：

认可

—文本评估

—根据认可测试程序进行性能的认可（应用软件的认可测试）的功能要求进行。

—查证软件制造商的设计的正确实施。

—发出对应用软件的正式认可的申明。

制造测试

—硬件与软件的检测

—发证

指导性意见：

型式认可包括硬件和应用软件的认可

A300变更与增加

301如果对已经通过型式认可的系统作出了修改和增加，必须提交设计图来认可。

变更与增加的部分必须进行检验与检测，并且它的安装和测试必须让验船师满意。

A400假定

401本章中的规定均基于需人工操作的船上设备安装在便于使用和操作的位置的情况。

B.定义

B100通用的单词

101报警是指用声音和光信号对非正常情况作出警告，声信号部分用来引起人员的注意，光信号用来标志非正常状态。

102预报警是指正在控制的设备（EUC）或系统状态需要注意。

103安全关断是指一种安全操作，它导致EUC的失效（EUC的关断与部分功能关断）

104系统它包括用于监测、控制、安全的所有部件，以及传感器和驱动器。

它是仪表和自动化系统的简称。

它包括用于支持每一特定功能的所有资源：

—一个或多个执行段的现场仪表

—维持系统功能的所有资源（包括系统监测与自检）

—所有的用户界面

105本质的仪表与自动化系统（后称本质系统）它是指用于保证船舶推进与操舵的连续工作的系统支持设备。

本质系统还包括规范中规定的保证其它功能的设备。

如：

移动工作船的应急关断系统（ESD）。

106重要的仪表与自动化系统（后称重要系统）它是指不需连续工作的系统支持设备，但它是维持（第1部分第1章第2节中定义的）船舶的主功能的设备，或者受这些规则影响，在安装时需认可的设备。

107非重要的仪表与自动化系统（后称非重要系统）它是指船级社在相关规范中没有特殊要求的系统的支持设备。

108现场仪表是指维持一个执行段功能的完整部分的所有仪表。

现场仪表包括：

—传感器、驱动器、就地控制回路和用于维持就地控制和监测的执行段。

—手动操作的用户界面（需要时）对其它的部分，不管它提供就地控制还是遥控功能，都不属于现场仪表。

它同样适用于数据通讯与遥控系统的信息与数据获取和预处理。

109执行段是指机器设备的相关现场仪表的总称。

如机器的管系。

110综合系统是指基于计算机的系统的集合。

它建立了内部连接的通用接口，以获取传感器信息及进行控制和指令。

111用户是指任何有可能使用系统或设备的所有人。

如船长、工程师、无线电员、保管员等。

112工作处所是指由一个或几个功能组成的用来执行某特定操作的地点。

113最大不可用时间是指某功能允许不可用的最长时间段。

如：

恢复某项功能的最大允许时间。

114受控设备（EUC）是指机械设备（机器、泵、阀等）或用仪表与自动化系统进行监测与控制环境（烟、火、噪声等）的设备。

115进程是指由EUC执行的操作。

116指示设备是指EUC或系统参数的数值的视觉表示（如灯、刻度盘、VDU显示器等）

117不间断电源（UPS）是指在失去输入电源的情况下在一段时间内仍能提供输出电源的设备。

118独立系统见第2节A201。

119系统冗余见第2节A501。

120遥控系统是指操作者从不能直接观察到他的操作的效果的地方来进行操作的所有必须设备的总和。

（HSCCODE11.1.1）

121备用控制系统是指当主控制系统失效时，用来维持保证船舶安全操作的基本控制功能的系统。

（HSCCODE11.1.1）

B200基于计算机的系统的相关单词

201合成系统是指一个功能和故障响应不能够用合理的手段来进行全面测试的系统。

包括仿真、计算与决策支持模块的用于处理多个功能的应用软件单元或系统的组合一般被认为是合成系统。

202计算机它包括所有的可编程电气系统，它包括主框架、迷你计算机和微机。

203为本质和重要功能服务的基于计算机的系统：

在没有计算机系统支持的情况下该功能仍然可以操作。

如计算机系统不是该功能的一部分。

204作为本质和重要功能一部分的基于计算机的系统：

在没有计算机系统支持的情况下该功能不可以操作。

如计算机系统是该功能的一部分。

205显示单元（VDU）是指显示信息的所有区域。

它包括指示灯、指示面板、仪表、模拟图、发光二极管（LED）显示器、阴极管（CRT）、液晶显示器（LCD）.

206用户输入设备是指用户可以用来输入的所有设备，包括手柄、按钮、开关、键盘、操纵杆、点位仪、声音传感器和其它的控制驱动器。

207单元是指硬件、软件或两者的总和。

208软件模块是指用于定义输入和输出的代码和数据的组合，是用来实现功能和可以通过文本与测试来进行操作功能的认证的模块。

209基本软件是指对支持应用软件的功能的硬件来说必须的软件。

指导性意见：

基本软件一般包括操作系统和用于支持通用的应用软件和项目应用软件的附加的通用软件。

210通用应用软件是指用来提供与EUC的控制和监测功能相关的计算机软件，它还包括实现计算机本身功能的软件。

211项目应用软件是指用来提供与实时的EUC的某项特定的项目相关的计算机软件。

212计算机任务是指在多重处理环境下，由计算机，通过控制程序处理一个或多个指令序列完成一项工作的一部分。

213数据通讯链包括点对点链接，仪表网络和局域网，一般用作海船上的计算机内部通讯。

数据通讯链包括所有的用来支持数据通讯的硬件与软件。

指导性意见：

对局域网而言，它包括网络控制器、网络变换器、节点间的电缆与网络软件。

214节点是指数据通讯链中的，系统连接的一部分一个执行段或者一个执行段。

215点到点链接是指两个特定节点间的数据通讯链。

216局域网是指用作现场仪表和系统的其他部分或系统之间的数据通讯链。

217仪表网络是指现场仪表间的连接网。

218多功能VDU、UID是指用来指示多个本质和重要监测和控制功能的显示设备。

如用作综合计算机系统的VDU、UID。

C.送审文件

C100一般规定

101在102到104中列出的须提交的文档清单在400到600中作了详细说明。

需提交三份认可图，在手册中用*号标记的可只提交一份，仅提供部分信息。

102用来描述每个仪表系统的文件可从下面列出的文件清单中选择：

—功能说明

—系统框图

—系统图（管系和仪表图）（P&ID图），输送管与仪表图（D&ID图）等）

—用户界面文档*

—动力源安排

—布置与规划

—电缆布设图

—仪表与设备清单

—环境规格数据表

—性能与精度规格表

—操作说明*

—安装说明*

—维护说明*

103对基于计算机的系统的附加要求：

—系统概况（仅合成系统）

—故障模式说明

—在制造厂的软件测试程序

104所有测试的说明都需要包含系泊试验与航行试验部分，并包含每个测试的验收标准，且需提交给各当地的DNV分社。

见D部分。

105对高速船、轻型船和水翼船的附加要求。

—故障模式与响应分析（FMEA）

106提交的文本仅限于描述与说明规范要求的相关部分。

指导性意见：

—一个文件可包含多个仪表系统。

一个文件也可包含多个文本类型。

107符号与涉及的标准代码的说明。

C200文本类型

201一般规定

文本类型编号与仪表系统标志一起（见400至600）可用作文本的专用的标志符。

“T”是指此文件类型对于包含型式认可部件和软件模块的仪表系统同样需要提交。

202系统概况（文件类型020）（T）

此文本描述了系统的用途与原理在技术上的可行性。

203功能描述（文件类型030）（T）

—包含在系统中的所有功能的描述。

—与其它系统的联系的所有接口，包括信息携载特性。

—非基于计算机的系统的单线图。

基于计算机的系统的附加要求

—网络节点间通讯软件的描述。

—设置了冗余的系统的开关机制。

204系统框图（文件类型040）（T）

图纸中反映了系统的主要部分（单元与模块）之间的内部关系及与更其他系统的接口。

205系统图（P&ID图、D&ID图等）

（文件类型050）（T）

示意图中表达了所有仪表与控制设备的进程规划。

206界面文件（文件类型060）

文档中表达了所有控制站的尺寸与物理布局。

分配到每个键盘与显示器的功能的描述。

对单个的显示窗口的描述（图表、彩色打印机等）。

对菜单等如何操作的描述。

所有的报警与操作信息的清单，当报警或信息不是自动解释时，需要作附加的说明。

207动力源安排（文件类型070）（T）

一张电源和备用电源（如果有）的配电图。

—电源供应：

一张描述了配电板、电池、变换器或UPS的连接，电缆型号和经过的区域及保险丝大小的图纸。

—气源供应：

一张描述了压缩机、蓄能器、减压阀、干滤器、湿滤器、管路、露点计（DEWPOINT）间的连接关系的图纸。

—液压源：

一张描述了液压源、蓄能器、泵、滤器、管路之间的连接关系图。

208布置与规划（文件类型080）（T）

反映系统中所有关键部件的物理位置图

209电缆布设图（文件类型090）（T）

描述作为系统一部分的所有电缆的物理敷设图。

相应的，它也描述了为保证在第5节中说明的电磁兼容性（EMC）要求而需作的电缆保护、路径及电缆隔开敷设的要求。

210仪表和设备清单（文件类型100）

可选用以下关键的设备清单：

—系统

—制造商名

—型号等用来区分元件的标志

—工作范围

—设定点

—系统图（P&IDS,D&IDS）区分参照（位号）

型式认可证书

—防爆设备证书

—距磁罗经的安全安装距离（仅驾驶室设备）

—对基于计算机的系统：

I/O模块的数量

211环境规格数据表

（文件类型110）

该数据表描述了每一个关键组成部分达到的第5节中的环境参数要求。

212性能与精度规格表

（文件类型115）

数据表描述了每一个关键组成部分的性能和精度规格。

213对船舶的故障模式描述

（文件类型030）（T）

它是描述系统故障时的状况的文件（并非只指此系统支持的设备有故障）

它应该涉及以下几个方面：

—参照系统文本给出的，用于评估的故障清单

—对上述故障所引起的系统响应的描述

—对这些故障造成的结果的注释

指导性意见：

推荐按以下两步作描述：

a）系统级：

对系统方框图中的每个单元，在系统故障时将产生相应的参数变化来作响应。

对整个系统每个故障的响应均基于对每个单元的描述。

b）单元级：

对于本质单元应该作单独评估，用来确保在其在故障时与预期的故障一致。

214对HS,LC,NSC：

故障模式与后果分析（FMEA）（文件类型135）（T）

见规范第0部分第4章第2节

215在设备制造厂进行的测试程序

（文件类型140）（T）

对于在制造厂进行的每一个软件的测试与认证作描述。

将对与软件相关的文本中描述的每一个功能进行测试。

可见D部分。

216手册

（文件类型135）

对于经常在船上使用的文本，一般将包含以下部分：

—常用系统的操作模式，讲述常用和非常用的EUC性能

—正常和常用模式的操作指南

—用户接口的描述

—控制转移

—冗余

—测试工具

—故障检测与标志工具（自动和手动）

—数据安全

—访问限制

—需要用户特别注意的事项

—启动步骤

—功能重建步骤

—数据备份步骤

—软件的重新调用与系统重建步骤

217安装说明

（文件类型170）

此文档提供安装步骤信息

218维护手册

（文件类型180）

在船上经常使用的提供以下的信息的文本：

—维护和定期测试

—状态完好的判断标准

—故障确认和维修

—供应商服务网络清单

219对船舶：

因果关系图

（文件类型190）（T）

一个表示所有输入（原因）相对应的输出（后果）的网格图。

此文件与安全关断系统相对应。

当网络图中的对应关系表超过一张时，则按照物理上区域的划分来排列。

所有的对应关系表都要有说明文字，以便可以很容易的找到相应的安排与筹划、系统图（P&ID图、D&ID图）、电气单线图。

在输入与输出关系表的每一行均需包含安全失效模式。

或见“输入输出回路图”

220对船舶：

输入输出回路图

（文件类型200）（T）

对每一类输入输出设备，都需有一个典型的电气示意图。

对每个单独的输入输出设备，都应有安全失效模式（应急与断开操作）和进行哪一种线路操作（断线、短路和/或接地故障）的信息。

C300型式认可产品

301对于型式认可的部件和软件模块，需给出型式认可编号、制造厂名称和产品型号。

指导性意见

在型式认可时已提交过的文件一般可不再提交，除非更新过。