simbologia e diagramas de instrumentaÇÃo · 3 piping and instrumentation diagrams fornece a base...

2018-2 Prof. Eduardo Bonci Cavalca

Automação (AUT)

Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC)

Centro de Ciências Tecnológicas (CCT)

Departamento de Engenharia Elétrica (DEE)

SIMBOLOGIA E DIAGRAMAS DE INSTRUMENTAÇÃO

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Conteúdo da Aula

▪ Piping and Instrumentation Diagrams (P&ID)

▪ Identificação do P&ID

▪ Aspectos gerais do P&ID

▪ Símbolos contidos no P&ID

▪ Simbologia de equipamentos

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Piping and Instrumentation Diagrams

▪ Fornece a base para o desenvolvimento de esquemas de controle de sistema, permitindo mais segurança e investigações operacionais.

▪ P&ID é usado durante a maioria das atividades da planta tais como:▪ Condições normais de funcionamento

▪ Inicialização e desligamento

▪ Manutenção regular

▪ Situações de emergência

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Identificação do P&ID

▪ Interpretar um P&ID

▪ Componentes

▪ Interconexões

▪ Malhas de Controle

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Aspectos Gerais do P&ID

▪ P&ID pode ser dividido em 3 partes:▪ Especificação de equipamentos

▪ Especificação de instrumentos

▪ Especificação de encanamento

▪ P&ID toma forma diferente dependendo de:▪ Natureza do processo

▪ Empresa, realizando o trabalho de design

▪ Filosofia de design

▪ Público-alvo

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Aspectos Gerais do P&ID

▪ Mostra

▪ Fluxo de material

▪ Encanamento entre várias seções

▪ Principais peças de equipamentos mecânicos

▪ Válvulas e direções de fluxo do processo

▪ Instrumentos de campo montados

▪ Equipamentos elétricos

▪ Links de comunicação

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Aspectos Gerais do P&ID

▪ Não Mostra

▪ Informações de processo

▪ Dimensões físicas do equipamento

▪ Detalhes de tubulação

▪ Lógica de controle

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Símbolos Contidos no P&ID

▪ Simbologia de equipamentos

▪ Layout de equipamentos

▪ Identificação e numeração de equipamentos

▪ Bicos

▪ Diversos

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Símbolos Contidos no P&ID

▪ Simbologia de tubos

▪ Layout de tubulação

▪ Identificação de linha

▪ Continuação de linha

▪ Componentes de tubulação

▪ Tubulação utilitária

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Símbolos Contidos no P&ID

▪ Simbologia de instrumentos

▪ Layout de instrumentos

▪ Identificação de instrumentos

▪ Interconexão de tubulação

▪ Instrumentação de tubulação

▪ Instrumentação de controle

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Identificação

I. Layout de equipamentos

• Forma relativa‒ Esferas, tanques, colunas,

bombas

• Orientação relativa‒ Horizontal, vertical, inclinado

• Posição relativa‒ Localização em relação a

outros equipamentos

• Tamanho relativo‒ Tamanho em relação a outros

equipamentos

• Status do equipamento‒ Novo, existente, realocado,

futuro, fornecedor

simbologia de equipamentos

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Identificação

II. Identificação de equipamento - 1

• Prefixo de Tag‒ Mostra o tipo de equipamento‒ e.g. V - Storage tanks, P - Pump, FL -

Filter, CT - Cooling Tower

• Raiz numérica do Tag‒ Dá o número típico para o

equipamento - número de equipamentos

‒ V-405, D-220

• Raíz alfabética do Tag‒ Quando há mais de 1 equipamento

usado em uma única operação, em seguida, é dada por letras alfabéticas

‒ V-405.A, V-405.B

simbologia de equipamentos

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Identificação

III. Identificação de equipamento - 2

• Outros utilitários usados para seu bom funcionamento são representados por alguns símbolos adicionais fora da bolha

• Isolamento de equipamentos e rastreamento é alocado abaixo da bolha do equipamento

• Especificação do tubo a ser usado é alocada acima da bolha do símbolo do equipamento

• Códigos usados para identificar a isolação, guarnição de rastreamento e tubulação devem ser o mesmo que usado no encanamento em si

simbologia de equipamentos

P-1234P - Prefixo de equipamento1 - Grupo(optional) 2 - Área principal3 - Unidade de operação principal na área4 – Equipamento na unidade de operação

Numeração de equipamentos

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Identificação

IV. Bocais de equipamentos

• Identificação do bocal é feita por uma caixa localizada ao lado do bocal. Ele contém um único nome (tag) e tamanho.

• A tag de bocal mostra para qual propósito o bocal é usado.

‒ A - Entrada, B - Saída, L - Interruptor de nível

• Quando há mais de 1 bico usado para aplicação semelhante, números são atribuídos aos bocais de tipo semelhante.

‒ L1, L2 - Interruptores de nível 1 e 2

• Número escrito abaixo da tag de bocal e dentro da caixa mostra o tamanho do bocal.

‒ e.g. no caso dado, o tamanho do bocal é 2 polegadas.

simbologia de equipamentos

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Identificaçãosimbologia de equipamentos

V. Estado do item

N - Novo

E - Existente

R - A ser Realocado

V - Pacotes fornecidos por vendedor

F - Futuro

M - A ser modificado

VI. Nuvem e caixa de escopo

Nuvem

Caixa de escopo

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Identificação

• Tubulação é mostrada esquematicamente, em uma sequência lógica, não como ela realmente é montada

• A especificação de tubulação se diferencia entre vários sistemas de tubulação,

‒ sistema de tubulação, canalização de resfriamento, etc.

• As várias partes da tubulação são mostradas de acordo com a seguinte categorização:

‒ drenos‒ respiradouros ‒ conexões de descarga‒ armadilhas de vapor e ar‒ redutores‒ dispositivos de alívio

• Cada duto terá um rótulo que fornece um identificador exclusivo, código de especificação de tamanho e tubulação

• Correções de tubulação para equipamentos e terminações de linha são mostradas como flangeado ou roscado

• Elevação e tamanho de tubos, isometria e considerações de estresse não são mostradas

simbologia de tubos

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Identificaçãotipos de linhas

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Identificaçãoacessórios de linha

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Identificaçãoválvulas

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Identificação

• Um instrumento é um dispositivo que mede uma grandeza física como fluxo, temperatura, pressão, nível, distância

• Instrumentação é a utilização de instrumentos para monitorar e controlar processos de medição

• Como uma fábrica tem diferentes processos, usamos instrumentos pelas seguintes razões:

‒ Reduzir a variabilidade‒ Aumentar a eficiência‒ Garantir a segurança

• P&IDs mostra todos os instrumentos presentes na planta em vários processos

• Cada instrumento é identificado e mostrado ambos esquematicamente e simbolicamente

• Especificações do instrumentos determinam o tipo, serviço, variedade e fabricante

simbologia de instrumentos

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Identificação

• A norma define uma nomenclatura única e padronizada (tagname) para cada componente da planta;

• O tagname é um código alfanumérico, cuja finalidade é identificar equipamentos ou instrumentos, dentro de uma planta industrial;

• A qualidade de um bom projeto depende do grau de exatidão e confiabilidade de sua documentação técnica;

• O tagname deve ser definido no início do projeto, para não se perder o controle das informações necessárias para o bom andamento dos trabalhos.

nomenclatura

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Identificação

P – Variável medida – PressãoR – Função passiva ou de informação – RegistradorC – Função ativa ou de saída – Controlador001 – Área de atividade, onde o instrumento atua02 – Número sequencial da malhaA – Sufixo

formato do tagname

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A primeira letra é usada para designar a variável medida

• Pressure• Level• Flow• Temperature

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X Y Z

As letras subsequentes são utilizadas para designar a

função ou modificar o significado da primeira letra.

• Indicator • Recorder • Controller • Transmitter

Identificaçãoformato do tagname

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Identificaçãoidentificação funcional

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Identificaçãoidentificação funcional

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Identificação

• PI – Indicador de pressão;

• VI – Indicador de viscosidade;

• PIC – Indicador controlador de pressão;

• BIC – Indicador controlador de queima ou combustão.

• WAL – Alarme de peso baixo;

• HV – Válvula de controle manual;

• Utilizando o tagname:‒ LV 12301 -> Válvula de nível da área 1, setor 2, grupo 3. Dentro

do grupo 3 o número desse instrumento é 01.

exemplos

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A válvula de saída de tanque abre conforme for requerido pelo maior dos

sinais dos controladores de nível

Identificação

• Os P&ID são representações gráficas do que está acontecendo no processo industrial;

• Nos fluxogramas os equipamentos são identificados pela simbologia e pelo tagname utilizado.

• Exemplo:

P&ID

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IdentificaçãoP&ID - localização

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IdentificaçãoP&ID

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comunicação por software(ou seja nesse caminho é utilizado um protocolo de rede industrial)

comunicação por sinal elétrico

IdentificaçãoP&ID - processo

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comutador (ou chave) de vazão (em locação auxiliar)

transmissor de vazão (em campo)

transmissor diferencial de temperatura

transmissor de nível (em campo)

indicador e controlador de nível (em locação principal)

alarme de nível alto

indicador e controlador de vazão (em locação principal)

instrumento combinado para análise,

indicação e controle de temperatura.

IdentificaçãoP&ID - processo

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A vazão do óleo quente (à esquerda) é controlada pela temperatura de saída do fluido do tanque (à direita).

O nível do tanque é controlado de modo independente e existe um alarme de nível alto na sala de operação.

IdentificaçãoP&ID – funcionamento do sistema

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Identificação

• O PFD mostra menos detalhes que o P&ID e é usado para entender como o processo funciona.

PFD – process flow diagram

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Identificaçãocriação do P&ID

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• Utilizando imagens pode ser informativo, porém não é prático e também não é utilizável em ferramentas CAD.

Transmissor deTemperatura

Controlador de Temperatura e Gravação

Vapor

Trocador deCalor

Válvula de Controle(pneumática)

Sensor de Temperatura

Termômetro

Identificaçãoprocesso exemplo

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• O P&ID irá usar símbolos e círculos para representar cada instrumento e como eles são interconectados no processo.

Transmissor deTemperatura

Controlador de Temperatura e Gravação

Vapor

Trocador deCalor

Válvula de Controle(pneumática)

Sensor de Temperatura

Termômetro

Identificaçãoprocesso exemplo

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TT202

TRC201

FCV206

TI203

Identificação

• As tags são alocadas próximas ao instrumento para identificar seu tipo e função.

processo exemplo

Temperature Transmitter

Temperature Indicator

Flow Control Valve

Temperature Recording Controller

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Transmissor deTemperatura

Controlador de Temperatura e Gravação

Trocador deCalor

Válvula de Controle(pneumática)

Sensor de Temperatura

Termômetro

TRC 201

TT 202

TI 203

FCV 204

Identificaçãoprocesso exemplo - resultado