Instrumentao Industrial Diagramas PNI

Grupo de estudo do curso Instrumentao e medidasProf. Joo Mrio

Juliano, Pvel, Everton, Luiz FernandoJunho de 2015Instrumentao ao Industrial

1 - Resumo

Definio dos conceitos bsicos ISA-S5.1-1984. Apresentao das regras para leitura de diagramas de Processo e Instrumentao PNIs (ou Pumping and Instrumentation Diagrams P&ID). Trabalho solicitado para o curso de engenharia eltrica 8 perodo Centro Universitrio do Sul de Minas UNIS cidade Universitria Varginha MG. 2 -Diagramas P&I

Norma ISA-S5.1-1984 Conceitos Bsicos: Variveis de Processo: Quaisquer propriedades variveis de um processo. Dividem-se em variveis controladas, variveis observadas e variveis manipuladas. Instrumento: Dispositivo usado para medir e/ou controlar uma varivel de processo. Malha: Combinao de 2 ou mais instrumentos ou funes de controle, arranjadas de tal forma a medir e/ou controlar uma varivel de processo. Elemento Final de Controle: Dispositivo que controla/ modifica diretamente a varivel manipulada. Leonardo Trres DELT/UFMG Instrumentao Industrial.

3 - Identificao Funcional de um InstrumentoRegras bsicas:

O nome de um instrumento formado por:

1. Conjunto de letras que o identificam funcionalmente

Primeira letra: identifica a varivel medida pelo instrumento

Letras subsequentes: descrevem funcionalidades adicionais do instrumento

2. Nmero Identifica o instrumento com uma malha de controle.

Todos os instrumentos da mesma malha devem apresentar o mesmo nmero:

Exemplo (Controlador e Indicador de Temperatura):

Identificao funcional: TIC-34

1. Identificao da Malha: T 34;

2. Nmero da malha: 34;

3. Primeiras Letras: T

A primeira letra indica a varivel medida ou aquela que inicia a ao do instrumento. Pode ser seguida de um caractere modificador.

4. Letras Subsequentes: IC -Indicam as seguintes funes, nesta ordem:A- Funo passiva ou funo de aviso/leitura.Ex.: Restrio/Orifcio, Conexo pontual, Alarme, Luz de Advertncia, Indicador, Painel de Visualizao (Glass), etc. B - Funo ativa ou de sada. Ex.: Controlador, Chave, Transmissor, Computador, Atuador, etc.Identificao Funcional

Pontos Importantes:1. A identificao funcional feita de acordo com a funo e no de acordo com a construo do instrumento. Ex.: LI para um sensor de presso usado para indicar nvel.

2. A primeira letra escolhida de acordo com a varivel medida ou que inicia a ao do instrumento, e no de acordo com a varivel manipulada. Ex.: LV para uma vlvula que manipula vazo para manter constante o nvel de um tanque.

3. Os caracteres modificadores podem modificar as primeiras letras, quanto as letras subsequentes, mas sempre devem suceder a letra a qual esto modificando. Ex.: TDAL

(Medio de temperatura diferencial, com alarme em nvel baixo).4 - Smbolos de Instrumentos

Forma externa do smbolo (bubble)

Diferentes nveis de detalhamento:

Instrumentos genricos;

Vlvulas de controle (de acordo com o corpo da vlvula);

Atuadores;

Dispositivos auto controlados;

Ao de atuadores em caso de falha de energia.

Obs.: Adio rtulos externos (tags) para clarificar o diagrama.Smbolos de Instrumentos

Conexo entre instrumentos;

Os traos de conexo entre instrumentos dependem do tipo de sinal que os interligam no cho de fbrica, isto , no campo (field).SIMBOLOGIA INSTRUMENTAL BSICA

Compressores

Vlvulas

Trocadores de Calor

Bombas e Turbinas

Bombas de deslocamento positivo

SIMBOLOGIA INSTRUMENTAL BSICA

SIMBOLOGIA INSTRUMENTAL BSICA

SIMBOLOGIA INSTRUMENTAL BSICATanques de armazenamento

5 -Tipos de Diagramas PNIExistem 3 tipos de diagramas PNI, de acordo com a norma ISA S5.1-1 (1984):

1. Simplificado: Somente as letras indicadoras das funes bsicas dos principais instrumentos. O nmero de malha omitido. Viso geral da planta.

2. Conceitual: Identificao abreviada de funes de instrumentos. Usado para desenvolver conceitos de controle sem se importar com detalhes de implementao fsica do sistema de instrumentao. Viso geral da planta, destacando estratgias de controle.

3. Detalhado: usado para indicar detalhadamente a implementao fsica do sistema de instrumentao, aps terem sido escolhidos o tipo de equipamento a ser instalado, e os sinais de comunicao a serem utilizados.

6 - Tipos de Diagramas PNIExemplo de Diagrama PNI Simplificado.

A = Anlise (instrumento usado para analisar alguma propriedade qumica e/ou fsica do fluido. Ex.: PH do fluido).

LC = Controlador de nvel. FC = Controlador de vazo. PC = Controlador de presso F = Medidor de vazo.Tipos de Diagramas PNIExemplo de Diagrama PNI Conceitual.

AT = Transmissor de resultado de anlise do fluido.

AC = Controlador de anlise (mantm as propriedades fsicas/qumicas desejadas).

TDT = Transmissor de temperatura diferencial (dif. De temperatura entre 2 pontos).

FT, PT e LT = Transmissores de vazo, presso e nvel, respectivamente.

Tipos de Diagramas PNIExemplo de Diagrama PNI Detalhado.

Mostra-se o detalhamento de uma das partes da planta mostrada nas 2 figuras anteriores.

AE = Elemento sensor de anlise (sensor primrio que afetado pela propriedade qumica/fsica de interesse).

AIC = Controlador e indicador da propriedade de interesse.

FY = Converso ou clculo sobre um dado valor de vazo.

O tipo de converso/ clculo indicado do lado direito superior do smbolo.Tipos de Diagramas PNIExemplo de Diagrama PNI Detalhado

FYC = Controlador de vazo que tambm realiza algum clculo.

FIC e LIC = Controladores e indicadores de vazo e de nvel, respectivamente.

Note que o controlador AIC/941 produz sinal de alarme quando a varivel de anlise atinge um limite superior (AAH = Analysis, Alarm, High).

O controlador de vazao FIC/900 produz sinais de alarme

quando a vazo atinge valores mximos e mnimos (FAHL= Flow, Alarm, High, Low).

O controlador de nvel LIC/940 produz sinais de alarme quando o nvel atinge valores mximos e mnimos (LAHL= Level, Alarm, High, Low).7 - A Instrumentao Industrial possui Fortssimas Bases Tcnicas Padronizadas a Nveis Mundiais (NORMAS ATUANTES)

ANSI ( American National Standard Institute )13

API ( American Petroleum Institute )

ASME ( American Society of Mechanical Engineers )

ASTM ( American Society for Testing & Materials )

BSI ( British Standards Institution )

ISA (International Society for Measurement & Control)

ISO ( International Standard Organization )

DIN ( Deutsches Institut fr Normung )

DNV ( Det Norske Veritas ) & BV ( Bureau Veritas )

JIS ( Japanese Industrial Standards )

Alm das normas tcnicas internas de empresas multinacionais de petrleo, Gs & leo, Montadoras automobilsticas, Aeronuticas, Estaleiros Aciarias Sidero-Metalrgicas Qumicas Papel & Celulose.8 -Normas ( ATUANTES NO BRASIL)

A hierarquia das normas no Brasil a seguinte:

1. Lei ou portaria (INMETRO edita as leis tcnicas),

2. Normas ABNT, que edita as normas tcnicas no Brasil,

3. Normas OIML

4. Normas ISO/IEC (IEC faz as normas tcnicas da ISO),

5. Normas ISA, API, DIN e outras nacionais de outros pases,

6. Normas internas de empresas, como Petrobras, Braskem, Vale (que s podem ser usadas internamente, pois no podem competir com as normas da ABNT).

Embora a precedncia da norma ISA esteja na quinta posio (mas no significa que seja de quinta categoria), a norma ISA 5.1, Smbolos e Identificao de Instrumentos, usada como padro e obrigatrio no mundo e no Brasil.9- Normas (ISA)

ISA 5.1 Instrumentation Symbols & Identification

ISA 5.2 Binary Logic Diagrams for Process Operations

ISA 5.3 Graphic Symbols for Distributed Control / Shared Display Instrumentation, Logic & Computer System

ISA 5.4 Instrument Loop Diagrams

ISA 5.5 Graphic Symbols for Process Displays

ISA 5.6 Functional Requirements Documentation for Control Software Applications

ISA 12.1 Definitions & Information Pertaining to Electrical Equipments in Harzadous (Classified) Locations

ISA 99 Security for Industrial Automation & Control Sys Part 1: Terminology, Concepts & Models

ISA TR 99 Security for Industrial Automation Control System.10- PROJETO

Instrumentao para um sistema de destilaoBIBLIOGRAFIA

www symbolfactory net/

www.symbolfactory. http://www.reichard.com/

www.fem.unicamp.br/~instmed/CGI.htm

www.samson.de/pdf_en/l101en.pdf

www.apc-network.com/APC/AddonsSource/controlsymb.htm

www.engineeringtoolbox.com/process-control-systemst_32.htmlwww.fkkksa.utm.my/staff/arshad/images/lecture/POT/2.1b_pfd