INSTRUMENTAÇÃO

1. INSTRUMENTAÇÃO Aula 2 - Simbologia Prof.ª Patricia Pedroso Estevam Ribeiro Email: patriciapedrosoestevam@hotmail.com Portal do site do liceutec / Downloads / Apostila do Professor / Prof. Patricia / 07/08/2014

2. Conceitos • SIMBOLOGIA • Identificação de Instrumentos • Símbolos, gráficos e codificação para identificação de instrumentos ou funções, utilizadas nos diagramas e malhas instrumentação. • Objetivo  Simplificar e padronizar os diagramas. • Utilizando-se de um conjunto constituído por linhas, números, símbolos indicações escritas normalizadas internacionalmente, o desenho técnico é definido como linguagem gráfica universal da engenharia e da arquitetura. • Exige alfabetização, a execução e a interpretação da linguagem gráfica do desenho técnico exige treinamento específico, porque são utilizadas figuras planas (bidimensionais) para representar formas espaciais. • Os Diagramas de Instrumentação são também chamados de P&ID (Piping & InstrumentationDiagram, algo como “Diagrama de Tubulação e Instrumentação”).

3. Conceitos Os símbolos de instrumentação são encontrados em: • fluxogramas de processo e de engenharia, • diagramas de controle de processos, conhecidos como diagrama P&I, • desenhos de detalhamento de instrumentação, instalação, diagramas de ligação, plantas de localização, diagramas lógicos de controle, listagem de instrumentos, • painéis sinópticos e semigráficos na sala de controle, • diagramas de telas de vídeo de estações de controle.

4. Conceitos SIMBOLOGIA Planta

5. Conceitos • SIMBOLOGIA • P&ID da • Planta

6. Conceitos • Definições: • Alarme:Sistema que indica a existência de uma situação anormal por meio de um sinal sonoro, visual ou ambos. • Alcance (Span): É a diferença algébrica entre o valor superior e inferior da faixa de medida do instrumento. • Exemplo: Um instrumento com range de 100 – 5000°C seu Spané de 4000°C. • Acessível (Accessible):Termo aplicado a um dispositivo ou função programada que poderá ser visto ou utilizado pelo operador com o propósito de acompanhamento do processo ou atuação em ações de controle. • Atrás do Painel (Behindthepanel):Termo aplicado a instrumentos inacessíveis ao operador e que normalmente estão localizados no interior do painel ou em armários separados.

7. Conceitos • Definições: • Chave:Dispositivo que conecta, desconecta ou transfere um ou mais circuitos e que não seja designado como controlador, relé ou válvula de controle. • Círculo ou Balão:Símbolo usado para representar ou identificar um instrumento. • Configurável: Seleção através de comandos do teclado da estrutura básica do algoritmo de controle, do formato da leitura e das terminações de entrada e saída. • Compartilhado :Um único instrumento executa a mesma função, geralmente indicação, registro ou controle, de um grande número de variáveis simultaneamente. • Controlador : Dispositivo que tem um sinal de saída que pode ser variado para manter a variável controlada dentro de um limite específico ou para alterá-la de um valor previamente estabelecido. • Conversor:Dispositivo que recebe uma informação na forma de um sinal, altera a forma da informação e o emite como um sinal de saída.

8. Conceitos • Definições: • Elemento primário :Parte de uma malha ou de um instrumento que primeiro sente o valor da variável de processo e que assume uma correspondência pré-determinada de estado ou sinal de saída. O elemento primário é também conhecido como detector ou sensor. • Elemento final de controle:Dispositivo que altera diretamente o valor da variável manipulada de uma malha de controle. • Estação de controle : Sistema provido de uma chave de transferência de controle manual para automático e vice e versa. É também conhecida como estação auto manual. • Faixa de Medida (Range):Conjunto de valores da variável medida que estão compreendidos dentro do limite superior e inferior da capacidade de medida ou de transmissão do instrumento. Se expressa determinando os valores extremos. Exemplo: 100 a 500oC. • Função:Objetivo ou ação desenvolvida por um instrumento ou dispositivo.

9. Conceitos • Definições: • Instrumento:Dispositivo usado direta ou indiretamente para medir ou controlar uma variável, ou ambos. • Instrumento indicador:Instrumento que dispõe de um ponteiro e de uma escala graduada na qual podemos ler o valor da variável. Existem também indicadores digitais que indicam a variável em forma numérica com dígitos ou barras gráficas. • Instrumento registrador:Instrumento que registra a(s) variável(s) através de um traço contínuo ou pontos em um gráfico. • Instrumento transmissor:Dispositivo que detecta uma variável de processo por meio de um elemento primário e que tem uma saída cujo valor é proporcional ao valor da variável de processo.

10. Conceitos • Definições: • Lâmpada piloto:Lâmpada que indica a existência de uma determinada condição normal de um sistema ou equipamento. • Local:Localização de um instrumento que não está no painel ou atrás do painel. Os instrumentos locais estão comumente próximos aos elementos primários ou finais de controle. • Malha: combinação de instrumentos interligados para medir ou controlar uma variável de processos. • Medição:Determinação da existência ou magnitude de uma variável. • Painel local:Painel que não seja central ou principal. Painéis locais estão comumente próximos dos equipamentos. • Ponto de teste:Tomada de uma variável do processo onde normalmente se instala um instrumento em caráter temporário ou intermitente.

11. Conceitos • Definições: • Processo:Qualquer operação ou sequência de operações envolvendo uma mudança de estado, de composição, de dimensão ou outras propriedades que possam ser definidas relativamente a um padrão. • Relé:Dispositivo atuado por um sinal elétrico que conecta, desconecta ou transfere um ou mais circuitos. • Relé de computação:Dispositivo que recebe informações na forma de um ou mais sinais provenientes de outros instrumentos, modifica estas informações e emite um ou mais sinais de saída resultantes. • Sistema de Controle Distribuído (DistributedControl System) : Sistema que embora funcionalmente integrado, consiste de subsistemas que poderão estar fisicamente separados e montados remotamente um do outro, obedecendo a uma hierarquia configurável. • Telemetria :Transmissão e recepção a distância da medida de uma variável para indicação ou outros usos.

12. Conceitos • Definições: • Transdutor: Instrumento que recebe informações na forma de uma ou mais quantidades físicas, modifica caso necessário as informações e fornece um sinal de saída resultante. • Válvula de controle :Dispositivo, que não a válvula comum de atuação manual, que regula diretamente a vazão de uma ou mais correntes do processo com a finalidade de se obter uma determinada variável controlada. • Variável de processo:Qualquer propriedade variável de um processo (exemplo: temperatura, pressão, nível, vazão etc). • Varredura: Função que consiste em amostrar, intermitentemente, de uma maneira pré-determinada cada uma das variáveis de um grupo. Normalmente, a finalidade de dispositivos com varredura é indicar o estado ou valor de variáveis, porém poderão estar associados a outras funções tais como registro e alarme.

13. Conceitos SIMBOLOGIA Normas São as definições adotadas para caracterizar a simbologia. Sugerem símbolos gráficos e alfanuméricos para representação dos instrumentos e suas funções nos P&IDs. Brasil  Norma ABNT NBR 8190. Brasil  ISA-S5 da ISA (InternationalSocietyofAutomation, antiga InstrumentationSocietyof America). Existem diversas outras normas utilizadas (europeias e alemã).

14. Conceitos • SIMBOLOGIA • Normas • Todo engenheiro ou técnico tem o dever de consultar as normas delineativas do projeto ao qual está envolvido. A negligência ou desconhecimento normativo é uma das principais causas de erros nos projetos industriais. • A norma destina-se a fornecer informações para que qualquer pessoa possa entender as maneiras de medir e controlar o processo. • Não constitui pré-requisito para esse entendimento um conhecimento profundo/detalhado de um especialista em instrumentação.

15. Conceitos SIMBOLOGIA FLUXOGRAMA DE PROCESSO Os fluxogramas ou diagramas são desenhos esquemáticos, não projetivos, que mostram toda a rede de tubulações, equipamentos e acessórios de uma instalação industrial. Devido à complexidade de uma planta industrial típica, normalmente são subdivididos por sistemas ou fluidos de trabalho. Os fluxogramas têm a finalidade de mostrar o funcionamento de um determinado sistema, desconsiderando-se detalhes de fabricação, construção ou montagem. Do ponto de vista do processo, representam a classe de desenhos mais importante da instalação, devendo necessariamente o projeto básico contemplá-lo.

16. Conceitos SIMBOLOGIA FLUXOGRAMA DE PROCESSO 1. Fluxogramas de blocos (blockflowdiagrams – BFD) 2. Fluxograma de Processo (ProcessflowDiagram – PFD) 3. Diagrama de Processo e Instrumento (P&ID) 4. Fluxograma de Utilidade (UtilityFlowDiagram – UFD) 5. Fluxograma de Engenharia (EngineeringFlowDiagram –EFD) 6. Fluxograma Mecânico (MechanicalFlowDiagram – MFD) 7. Fluxograma de Sistema (System FlowDiagram – SFD)

17. Conceitos SIMBOLOGIA Fluxogramas de blocos (BFD) • Fornecer uma visão geral de um processo complexo ou planta • Blocos que representam processos individuais ou de grupos de operações

18. Conceitos • SIMBOLOGIA • Fluxogramas de processos (PFD) • Mostra balanços materiais e de energia • Mostra principais equipamentos da planta. Eles incluem todos os vasos, como reatores, separadores, e tambores, equipamentos de processamento especial, trocadores de calor, bombas, e assim por diante.

19. Conceitos SIMBOLOGIA Fluxogramas de processos (PFD)

20. Conceitos SIMBOLOGIA • O Tagnameou Tagé um código alfanumérico, cuja finalidade é a de identificar equipamentos ou instrumentos, dentro de uma planta de processos. • O Tagtambém é a identificação física de um instrumento ou equipamento. Por meio deste podemos localizar onde o instrumento/equipamento está instalado.

21. Conceitos SIMBOLOGIA

22. Simbologia Instrumentos/Equipamentos: são os componentes físicos que estão contidos no processo, compondo todas as suas partes funcionais. • Equipamentos - Bombas, vasos, tanques, vibradores, colunas, misturadores, pasteurizadores, silos, motores, clarificadoras, biorreatores, máquinas diversas e muitos outros. • Instrumentos - Indicadores, controladores, registradores, sensores, variadores, atuadores, transmissores, conversores, válvulas de controle, etc.

23. Indicador Registrador Unidade de Alarme Transmissor (pressão) Válvula de Controle Controlador Simbologia Alguns instrumentos a serem representados: Sensor (termômetro de tubo capilar)

24. Simbologia Diagrama de Instrumentação: Representação com instrumentos (didático).

25. Simbologia Diagrama de Instrumentação: Representação através do Diagrama de Blocos. Usado para compreensão da Malha de Controle do Processo.

26. Simbologia Diagrama de Instrumentação: P&ID  representação do “circuito” completo da malha, similar a um diagrama elétrico.

27. Representação Identificação dos Instrumentos

28. Representação Identificação Alfanumérica • A 1ª letra representa a variável: • P – Pressão • T – Temperatura • F – Vazão (Flow) • L – Nível (Level) • Letras seguintes representam a função: • I – Indicador • R – Registador • C – Controlador • T – Transmissor • V – Válvula • S – Interruptor (switch) • A - Alarme • H – Alto (High) • L – Baixo (Low)

29. Representação Identificação Alfanumérica

30. Representação Identificação Alfanumérica

31. Representação Identificação Alfanumérica

32. Representação Identificação Alfanumérica

33. Representação • Identificação dos Instrumentos • Características básicas: • Tipo de dispositivo (indicado pela forma da figura); • Variável medida (ou observada); • Funções do dispositivo: letras; • Local de montagem; • Número da Malha; • Identificação da área.

34. Representação Identificação dos Instrumentos 1. A identificação funcional é feita de acordo com a função e não de acordo com a construção do instrumento. Ex.: LI para um sensor de pressão usado para indicar nível. 2. A primeira letra é escolhida de acordo com a variável medida ou que inicia a ação do instrumento, e não de acordo com a variável manipulada. Ex.: LV para uma válvula que manipula vazão para manter constante o nível de um tanque. 3. Os caracteres modificadores podem modificar as primeiras letras, quanto as letras subsequentes, mas sempre devem suceder a letra a qual estão modificando. Ex.: TDAL (Medição de temperatura diferencial, com alarme em nível baixo).

35. Representação Tipo de Dispositivo Linha Instrumento Coluna  Local de montagem;

36. Representação Montagem CAMPO (na planta) PAINEL PRINCIPAL

37. Representação Exemplos

38. Representação Sinais Indicam no fluxograma a “ligação” entre elementos.

39. Representação Algumas descrições:

40. Representação Algumas descrições:

41. Representação Algumas descrições:

42. Representação Algumas descrições:

43. Representação Algumas descrições:

44. Representação Algumas descrições:

45. Representação Algumas descrições:

46. Representação Algumas descrições:

47. Representação Exemplo

48. Representação Exemplo

49. Representação Elementos Finais de Controle Muitos dos elementos finais de controle, comandos pelos atuadores, são válvulas, motores e bombas. Existem diversos símbolos para representá-los, cada um associado à sua característica. Exemplo Válvula comandada por atuador.

50. Representação Válvula Válvula de controle: válvula e atuador Indicação de manual