diagramas pid 1º clase muy bueno
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DIAGRAMAS DE PROCESO E INSTRUMENTACION (P&ID)
Sede Arica2010
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TEMARIO
1. INTRODUCCION.2. IDENTIFICACION DE INSTRUMENTOS.3. REPRESENTACION DE PROCESOS.
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INTRODUCCION
Los diagramas son una forma de comunicación gráfica compacta. Más
conocidos por planos, son respetados y cuidados por el personal que
tiene relación con las maquinas y procesos. Muchas veces, constituyen
la única información disponible, de allí la necesidad de entenderlos.
Bastaría con incluir una descripción de todos los símbolos empleados,
para entender el plano, pero aparte de ser muy poco eficiente este
método, los autores olvidan describir sus símbolos. La solución
consiste en definir símbolos estándares y difundir su aplicación.
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INTRODUCCION
En el ámbito del control e instrumentación industrial, se utilizan
comúnmente los siguientes diagramas:
• De proceso e Instrumentación: Entregan información de la
ubicación de los procesos y de los esquemas de control
empleados.
• De Lazo: Entregan información de la Conexión y alambrado de
los instrumentos de medición y control.
• De Control Lógico: Entregan información de la representación
de las decisiones de control lógico.
• De Alambrado: Entregan Instrucciones para la conexión de
elementos eléctricos en tablero de control.
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INTRODUCCION
La ISA (Instrument Society of America), ha creado la norma ISA S5.1,
con el propósito de establecer un sistema uniforme o estándar para la
representación de los instrumentos y sistemas usados para medición y
control de procesos.
Esta norma toma en cuenta las necesidades de diversas
organizaciones que utilizan, especifican y fabrican instrumentos
industriales.
En cuanto a la aplicación en actividades de trabajo, la norma es
apropiada para utilizarse siempre que se necesite una referencia para
un instrumento.
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INTRODUCCION
La Norma ISA S5.1 proporciona las herramientas necesarias para
representar la instrumentación y los sistemas de medición y control
utilizados en procesos industriales. Esta norma incluye un método de
representación de los instrumentos mediante símbolos, a los cuales se
asocia un código de identificación (TAG).
En Chile, se la llama a esta información diagramas de procesos e
instrumentación P&ID (Piping & Instrumentation Diagram).
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INTRODUCCION
Aún cuando existe una extensa variedad de instrumentos, ellos se
pueden clasificar bajo categorías comunes de acuerdo a la función que
realizan.
Para la representación de procesos, ISA recomienda utilizar ciertas
clases de líneas para los flujos de proceso y señales de instrumentos.
Define símbolos para válvulas, actuadotes y otros, deja libertad para
representar equipos de proceso. Los instrumentos los representa por
círculos con una cadena de letras para su identificación.
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IDENTIFICACION DE INSTRUMENTOS
En un plano de instrumentación, a cada instrumento se le asocia un
símbolo y un código alfanumérico llamado “Tag number”, que indica la
función que cumple el instrumento dentro de un lazo de control, así
como también el número de lazo asociado al instrumento. El sistema
de identificación consta de dos partes:
• Identificación Funcional.
• Identificación de Lazo.
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IDENTIFICACION FUNCIONAL
La identificación funcional consiste en un sistema de letras que
clasifican el instrumento de acuerdo a la(s) función(es) que realiza
sobre una variable. Las letras de las dos primeras columnas pueden
representar a la variable bajo medición y las letras de las tres ultimas
columnas pueden representar a la función del instrumento. Hay varias
letras a elección del usuario para definir variables y funciones, con el
objetivo de dar mayor flexibilidad al método de identificación.
IDENTIFICACION FUNCIONALPRIMERA LETRA LETRAS SIGUIENTES
VARIABLE MEDIDA O INICIO DE
INFORMACIÓN(3)
LETRA MODIFICANTE
FUNCIÓN DE LECTURA PASIVA
FUNCIÓN DE SALIDA LETRA MODIFICANTE
A ANÁLISIS (4) ALARMA
B FLAMA O QUEMADOR
LIBRE (1) LIBRE (1) LIBRE (1)
C CONDUCTIVIDAD (ELÉCTRICA)
CONTROL
D DENSIDAD O PESO ESPECÍFICO
DIFERENCIAL (3)
E VOLTAJE ELEMENTO PRIMARIO (SENSOR)
F FLUJO RAZÓN, FRACCIÓN (3)
G CALIBRE (ESPESOR)
VISOR (8)
H MANUAL ALTO(6)(13)(14)
I CORRIENTE INDICACION(9)
J POTENCIA EXPLORACIÓN(SCAN) (6)
K TIEMPO ESTACIÓN DE CONTROL
L NIVEL LUZ PILOTO (10) BAJO(6)(13)(14)
IDENTIFICACION FUNCIONALPRIMERA LETRA LETRAS SIGUIENTES
VARIABLE MEDIDA O INICIO DE INFORMACIÓN(3)
LETRA MODIFICANTE
FUNCIÓN DE LECTURA PASIVA
FUNCIÓN DE SALIDA LETRA MODIFICANTE
M HUMEDAD (6)(13) MEDIO O INTERMEDIO
N LIBRE (1) LIBRE LIBRE LIBRE
O LIBRE (1) ORIFICIO / RESTRICCIÓN
P PRESION O VACÍO PUNTO DE PRUEBA
Q CANTIDAD INTEGRAR O TOTALIZAR (3)
R RADIACTIVIDAD REGISTRAR
S VELOCIDAD O FRECUENCIA
SEGURIDAD (7) INTERRUPTOR
U MULTIVARIABLE (5) MULTIFUNCIÓN (11)
MULTIFUNCIÓN (11) MULTIFUNCIÓN (11)
V VISCOSIDAD VÁLVULA
W PESO O FUERZA TERMOPOZO (RTD, TERMOCUPLA, ETC)
X SIN CLASIFICAR (2) SIN CLASIFICAR SIN CLASIFICAR SIN CLASIFICAR
Y LIBRE (1) (12 RELÉ, CONVERSOR, COMPUTADOR)
Z POSICIÓN ACTUAR, OPERAR O ELEMENTO FINAL DE CONTROL
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IDENTIFICACION FUNCIONAL
Se deben considerar los siguientes aspectos en el proceso de identificación:
• Todas las letras son mayúsculas.
• La función que realiza el instrumento, ocupa de 2 a 5 letras.
− La primera letra siempre designa a la variable a la que está dedicada el instrumento.
− La segunda letra puede ser una modificadora de la variable.
− La tercera puede ser una función secundaria del instrumento.
− La cuarta puede ser la función principal del instrumento.
− La quinta letra puede ser una modificadora de la función principal del instrumento.
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CASOS DE IDENTIFICACION
1. CUANDO SE EMPLEAN DOS LETRAS:
La primera letra siempre designa a la variable a la que está dedicada el instrumento. La segunda es la función principal del instrumento.
Ejemplos:
TT: Transmisor de Temperatura.
LC. Control de Nivel.
FI: Indicador de Flujo.
GR: Registrador de Espesor.
ME: Elemento Primario de Humedad.
KS. Switch por Tiempo.
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CASOS DE IDENTIFICACION
2. CUANDO SE EMPLEAN TRES LETRAS:
Existen tres posibilidades de identificar un instrumento:
a) 1° Letra Variable.
2° Letra Función Secundaria.
3° Letra Función principal.
Ejemplo:
LIC: Controlador Indicador de Nivel.
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CASOS DE IDENTIFICACION
b) 1° Letra Variable.
2° Letra Modifica Variable.
3° Letra Función principal.
Ejemplo:
TDI: Indicador Diferencial de Temperatura.
c) 1° Letra Variable.
2° Letra Función Principal.
3° Letra Modifica Función principal.
Ejemplo:
JSH: Switch Valor Alto de Potencia.
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CASOS DE IDENTIFICACION
3. CUANDO SE EMPLEAN CUATRO LETRAS:
Existen cuatro posibilidades de identificar un instrumento:
a) 1° Letra Variable.
2° Letra Función Secundaria.
3° Letra Función principal.
4° letra Modifica Función Principal.
Ejemplo:
PDIC: Controlador Indicador de Presión Diferencial.
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CASOS DE IDENTIFICACION
b) 1° Letra Variable.
2° Letra Modifica Variable.
3° Letra Función principal.
4° letra Modifica Función Principal.
Ejemplo:
TDET: Transmisor con Elemento Primario Diferencial de Temperatura.
c) 1° Letra Variable.
2° Letra Modifica Variable.
3° Letra Función Secundaria.
4° letra Función Principal.
Ejemplo:
JISH: Switch de Nivel Alto e Indicador de Potencia.
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CASOS DE IDENTIFICACION
d) 1° Letra Variable.
2° Letra Modifica Variable.
3° Letra Función Principal.
4° letra Modifica Función Principal.
Ejemplo:
PDAL: Alarma de Nivel Bajo de Presión Diferencial.
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CASOS DE IDENTIFICACION
4. CUANDO SE EMPLEAN CINCO LETRAS:
Existe solo la siguiente posibilidad de identificar un instrumento:
a) 1° Letra Variable.
2° Letra Modifica Variable.
3° Letra Función Secundaria.
4° letra Función Principal.
5° letra Modifica Función Principal.
Ejemplo:
PDIAM: Alarma de Nivel Medio e Indicador de Presión Diferencial.
TDASH: Switch por Nivel Alto y Alarma Diferencial de temperatura.
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• Una excepción al caso de dos letras es el uso de la letra única “ L “
para denotar una luz piloto que no forma parte de un lazo de
instrumentación y por tanto no puede ser la función principal del
instrumento.
• La Identificación Funcional de un instrumento debe hacerse de
acuerdo a su función y no a su construcción. Ejemplos:
− Un registrador de presión diferencial que se calibra para medir flujo, se debe identificar como FR, pues la variable de interés en al lazo de control es el flujo y no la presión.
– Un indicador de presión conectado al fondo de un estanque es identificado por LI, debido a que se realiza la detección de nivel por medio de la presión.
OBSERVACIONES IDENTIFICACION FUNCIONAL
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OBSERVACIONES AL PROCESO DE IDENTIFICACION
• En un lazo de instrumentos, la “primera letra” de la Identificación
Funcional se debe seleccionar de acuerdo con la variable medida o
inicial y no con la variable manipulada. Por ejemplo:
− Una válvula de control que varía el flujo de acuerdo a la señal
entregada por un controlador de nivel, se denomina LV y no FV,
pues la variable medida por el lazo de control es el nivel, y no el
flujo (variable manipulada).
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OBSERVACIONES AL PROCESO DE IDENTIFICACION
• Se han previsto letras libres para cubrir designaciones no cubiertas
por la norma y de uso frecuente. Estas letras pueden tener un
significado como primera letra y otro como letra sucesiva. Por
ejemplo, la letra Y puede representar como primera letra el torque
motriz y como sucesiva un convertidor de frecuencia.
• La letra sin clasificar X, puede emplearse en las designaciones no
indicadas que se utilicen sólo una vez o un número limitado de veces.
Se recomienda que su significado figure en el exterior del círculo de
identificación del instrumento.
• La letra A para análisis, abarca todos los análisis que no están
cubiertos por una letra libre. Es conveniente definir el tipo de análisis
al lado del símbolo en el diagrama de proceso.
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IDENTIFICACION DE LAZO
Se busca identificar en un lazo de control cada instrumento y todos los
instrumentos asociados con él. Puede aplicarse una identificación
adicional, mediante una numeración consecutiva, una numeración por
planta, etc; según el propósito que se persiga.
Un lazo de control está constituido por un conjunto de instrumentos
destinados al control de una variable de proceso en particular. La
Identificación de lazo del instrumento, consiste en un sistema de
números que se agrega a las letras de la identificación funcional para
definir la pertenencia al lazo de control.
La Identificación por lazo de un instrumento generalmente debe
hacerse utilizando el numero asignado al lazo al cual el instrumento
pertenece.
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IDENTIFICACION DE LAZO
Cada lazo de instrumentos de un proyecto o sección deben
identificarse con una secuencia única de números.
En el caso de que un lazo dado contenga más de un instrumento con
la misma identificación funcional, es preferible añadir un sufijo
anexado al número de lazo. Por ejemplo FV-2A, FV-2B, FV-2C, etc., o
TE-25-1, TE-25-2, TE-25-3, etc.
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IDENTIFICACION DE LAZO
Los accesorios para instrumentos tales como rotámetros de purga,
filtros mono reductores y tanques de sello que no están representados
explícitamente en un diagrama de flujo, pero que necesitan una
identificación para otros usos deben tenerla de acuerdo con su función
y deben emplear el mismo número del lazo que el del instrumento
asociado. Alternativamente, los accesorios pueden emplear el mismo
número de identificación que el de sus instrumentos asociados, pero
con palabras aclaratorias si ello es necesario.
Ejemplo: Un rotámetro regulador de purga asociado con un
manómetro PI-8 debe identificarse como FIVC-8, pero puede también
marcarse PI-8 purga.
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REPRESENTACION DE PROCESOS
A continuación se entregaran los símbolos utilizados para representar
los distintos elementos que componen un plano P&ID:
• Tipos de Señales y Líneas de Proceso.
• Símbolos de Instrumentos.
• Símbolos de Válvulas.
• Símbolos de Actuadores y Pilotaje.
• Símbolos de Autoreguladores.
• Símbolos de Actuadores en Condiciones de Falla.
• Símbolos de Elementos Primarios.
• Símbolos para Combinaciones Varias.
• Desarrollo de Planos P&ID.
TIPOS DE SEÑALES Y LINEAS DE PROCESO
Conexión a proceso o alimentación de instrumentos ( * ).
Señal neumática ( ** ) o señal sin definir en una línea de proceso.
Señal neumática binaria
Señal electromagnética(***), sónica (sin hilo ni tubo) o radioactiva.
Enlace o comunicación del sistema, usado para indicar “conexión” por programa o comunicación de datos entre elementos o funciones distribuidas del sistema.
Acoplamiento mecánico
Señal eléctrica.
Señal eléctrica binaria.
Tubo capilar.
Señal hidráulica.
1. (*) El símbolo se aplica también a cualquier señal que emplee gas como medio de transmisión.2. (**) Si se emplea un gas distinto del aire debe identificarse con una nota al lado del símbolo. 3. (***) Los fenómenos electromagnéticos Incluyen calor, ondas de radio, radiación nuclear y luz.
TIPOS DE SEÑALES Y LINEAS DE PROCESO
Las siguientes abreviaturas se sugieren para representar el tipo de
alimentación (suministros de energía), también aplicables a
suministros de purga de fluidos.
AS Alimentación de aire.
ES Alimentación eléctrica.
GS Alimentación de gas.
HS Alimentación hidráulica.
NS Alimentación de nitrógeno.
WS Alimentación de agua.
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SIMBOLOS DE INSTRUMENTOS
Desde el punto de vista del
montaje, el instrumento puede
estar ubicado en terreno y se
designa por local; o puede estar
montado en un panel de control
próximo al operador.
Por cada variable que procesa
el instrumento se emplea un
circulo, se mantienen las
indicaciones anteriores sobre el
montaje.
SIMBOLOS DE INSTRUMENTOS
SIMBOLOS DE VALVULAS
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SIMBOLOS DE ACTUADORES Y PILOTAJE
Bajo la palabra actuación se alude al efecto de influir en el
comportamiento del proceso manejando la energía y materia que se le
ingresa. Para conseguir esto siempre debe partirse de una señal de
mando que se denomina por PILOTAJE, que da la información al
ACTUADOR para que este maneje efectivamente al ELEMENTO FINAL
DE CONTROL, se exceptúa solo el caso de la actuación manual.
Se generan confusiones porque en la teoría de control se designa por
ACTUADOR al dispositivo que integra los tres elementos recién
señalados.
SIMBOLOS DE ACTUADORES Y PILOTAJE
SIMBOLOS DE ACTUADORES Y PILOTAJE
SIMBOLOS DE AUTOREGULADORES
SIMBOLOS ACTUADOR EN CONDICION DE FALLA
A continuación se muestran los símbolos de los actuadores en caso de
falla de aire o energía.
SIMBOLOS ELEMENTOS PRIMARIOS DE FLUJO
SIMBOLOS ELEMENTOS PRIMARIOS VARIOS
SIMBOLOS ELEMENTOS PRIMARIOS VARIOS
SIMBOLOS ELEMENTOS PRIMARIOS VARIOS
SIMBOLOS ELEMENTOS PRIMARIOS NIVEL
SIMBOLOS ELEMENTOS PRIMARIOS TEMPERATURA
SIMBOLOS PARA COMBINACIONES VARIAS
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SIMBOLOS PARA COMBINACIONES VARIAS
El caso de FT-290, corresponde a un Transmisor de flujo que admite
una señal de compensación de temperatura proveniente de TE-290. El
caso de FT-290, corresponde a un Transmisor de flujo que admite una
señal de compensación de temperatura proveniente de TE-290.
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SIMBOLOS PARA COMBINACIONES VARIAS
El caso de HV-293 es un caso interesante. Este es un caso en que H no
designa una variable de proceso. H indica manual, es decir el origen
de la información es un operador. El conjunto esta hecho para el
control manual a través de la válvula de control HV-293. No hay
información suficiente para saber que esta controlando el operador.
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DESARROLLO DE PLANOS P&ID
El diagrama de procesos e instrumentación (P & ID), incluye
información relevante acerca de las señales presentes, haciendo la
diferencia entre los distintos tipos de circuitos o enlaces : Conexión a
proceso, enlace mecánico, alimentación de instrumentos, Señal
neumática, Señal eléctrica, Señal hidráulica, Señal Electromagnética,
etc.
Los P&ID, incluye información sobre los instrumentos y funciones
remotas, enclavamientos, alarmas, comandos y funciones en panel, o
que son ejecutadas por el sistema de control, incluso funciones de tipo
software asociadas a la estación de control, todo lo cual debe quedar
simbolizado e interconectado.
EJEMPLOS DE PLANOS P&IDESTANQUE DE ALMACENAMIENTO
DIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESO DIAGRAMA P&ID
EJEMPLOS DE PLANOS P&ID ESTANQUE DE ALMACENAMIENTO
• lazo de control de nivel cuyo controlador
se realiza por software LIC-101.
• Transmisor de nivel LT-101 se encuentra
conectado a un elemento primario LE-101
de naturaleza sónica.
• En la bomba, existe una lógica I de
activación de su motor, la que acepta
señales provenientes de:
– Un Switch de nivel bajo LSL-102.
– Una lógica de mando local YL-103B.
– Una lógica de mando remota YL-103A.
– Un Switch de Remoto/Local HS-103B.
– Un Switch de Partir/Parar HS-103C.
EJEMPLOS DE PLANOS P&IDCONTROL DE PRESION ESTANQUE
ACUMULADOR
• Se trata de un sistema que controla la
presión de un estanque tipo buffer que
puede alimentar dos consumos.
• Sistema de control en lazo cerrado, el cual
debe mantener la presión en torno a la
referencia (set point), para lo cual se
emplea un algoritmo de control clásico PID.
• Sistema de control compuesto por los
siguientes instrumentos:
– PE-020 : Sensor de Presión.– PT-020 : Transmisor de Presión. – PIC-020: Controlador Indicador de Presión.– PY-020 : Conversor de presión (I/P).– PV-020 : Válvula de Control de Presión.– HV1-020 :Válvula manual
EJEMPLOS DE PLANOS P&IDCONTROL DE FLUJO AGUA DE
PROCESO
• Este sistema tiene como objetivo controlar
el flujo de agua de proceso de acuerdo al
Set Point de FIC-110).
• El sistema de control posee despliegue en
pantalla para el controlador por software
FIC-110, este controlador dispone de las
funciones de: alarma por nivel bajo FAL;
registro del flujo FR; indicación del total de
flujo suministrado FQI.
• El diagrama indica que hay una lógica de
control que maneja al controlador FIC-110.
• Sistema de control compuesto por los
siguientes instrumentos:
– FIC : Controlador Indicador de Flujo.– FE : Sensor de flujo magnético.– FIT: Transmisor Indicador de Flujo.– Válvula Manual Tipo Mariposa (N.C.).