4 DiagramaP&ID

SIMBOLOGÍA Y DIAGRAMASDE PROCESO E

INSTRUMENTACIÓNDE PROCESO E

INSTRUMENTACIÓN

Introducción

Este tema tratara sobre:

• La simbología de las principales variables de unproceso

• Los diagramas de procesos o equipos

• Los diagramas de tuberías e instrumentación(P&ID)

• Los símbolosy diagramasson usados en elcontrolde procesos para indicar la aplicación en elproceso, el tipo de señales empleadas, la secuenciade componentes interconectadas y de algunamanera,la instrumentaciónempleada.

Introducción

manera,la instrumentaciónempleada.

• La Sociedad de Instrumentistas de América (ISApor sus siglas en inglesInstruments Society ofAmerica) publica normas para símbolos, términosy diagramas que son generalmente reconocidos enla industria.

• Por ejemplo veamos los siguientes procesos industriales enel cual no podemos por simple observación darnos cuentadel conocimiento de operación y tipo de variables .

Introducción

Lazo de control de presión.Lazo de control de presión. Lazo de control de temperatura.Lazo de control de temperatura.

Lazo de control de caudal.Lazo de control de caudal.

Introducción

Lazo de control de nivel.Lazo de control de nivel. � En instrumentacióny control, se emplea un sistemaespecial desímboloscon el objeto de transmitir deuna forma más fácil y específica la información.Esto es indispensableen el diseño, selección,

Introducción

Esto es indispensableen el diseño, selección,operación y mantenimiento de los sistemas de

control.Un sistema de símbolos ha sido estandarizado por laISA (Sociedad de Instrumentistas de América). Lasiguiente información es de la norma: ANSI/ISA-S5.1-1984(R1992).

Introducción

• Todos los diagramas de control de procesos estáncompuestos de símbolos, identificaciones y líneas,para la representación gráfica de ideas, conceptos yaparatos involucrados en el proceso; a su vez,describen las funciones a desempeñar y lasinterconexiones entre ellos.interconexiones entre ellos.

• Estos símbolos e identificaciones son usados para:- Ayudar a atender el proceso.- Proporcionar información acerca del mismo.

Simbolismo

• El simbolismo es un proceso abstracto en el cual lascaracterísticas salientes de los dispositivos o funcionesson representados de forma simple por figurasgeométricas como círculos, rombos, triángulos y otrospara escribir caracteres como letras y númerosidentificando la ubicación y el tipo de instrumento a seridentificando la ubicación y el tipo de instrumento a serutilizado.

• Entre los símbolos de un P&IDtenemos:1. Figuras geométricas2. Simbolismo de Señales

Simbolismo

2. Simbolismo de Señales3. Simbolismo de Funciones4. Simbolismo de Instrumentos

Las figuras geométricas son usadas pararepresentar funciones de medición y control en elproceso, así como dispositivos y sistemas; para lacual se utilizan:

Círculos

1. Figuras geométricas

CírculosEl Círculo se usa para indicar la presencia de uninstrumento y como elemento descriptor;a. Como símbolo de un instrumento representa, el

concepto de un dispositivo individual ofunciónEj. Sensor, transmisor, etc.

En la figura, se muestra un dispositivo indicador dePresión (PI):

Circulo como instrumento


PI1

b. Como elemento descriptor es usado para proporcionarinformación acerca de otro símbolo. En la figura, semuestra una válvula para el control de Flujo (FV).

Círculo como identificador

FV2

PT

• La localización del instrumento en la planta se indicadibujando:

a. Ninguna línea para instrumentos montados en planta (ocampo)


PI1

b. Una línea sólida dividiendo el círculo para instrumentosubicados en localización primaria o principal (montados enpaneles de salas de control, de fácil acceso para eloperador).

PI1

c. Una línea entrecortada dividiendo el círculo parainstrumentos montados detrás de paneles o gabinetes(no acceso para el operador).


d. Una línea sólida doble dividiendo el círculo parad. Una línea sólida doble dividiendo el círculo parainstrumentos que se encuentra ubicado en unalocalización secundaria, montados en paneles auxiliareso secundarios Ej. Módulo “Rack” de instrumentación.

PI1

e. Líneas entrecortadas dobles dividiendo el círculopara instrumentos montados detrás de panelessecundarios.


FY4

• Se requiere poder distinguir instrumentos independientesy aquellos cuyos componentes se encuentran repartidosen diversos gabinetes no pudiendo reconocérseles como

Cuadrados Grandes


localizados en un sólo lugar.

• La solución se encontró usando un cuadrado alrededor delsímbolo del instrumento. Esto indica la función cumplidapor varios elementos no localizados (distribuidos) en unsólo gabinete.

Cuadrados Grandes


PIC

2

PIC

2

• Un cuadrado con un círculo interno, representainstrumentos que muestran información y realizan accionesde control

• Como en el caso anterior, la inclusión o no, de una odos líneas será también interpretado


• Uno de los primeros usos de los cuadradospequeños es la representación de actuadores deltipo solenoide, en este uso se prefiere dibujar elcuadrado con una letra S inscrita en él.

Cuadrados Pequeños


cuadrado con una letra S inscrita en él.

S

• Los cuadrados pequeños son también usados pararepresentar actuadores de pistón dibujando para estouna pequeña T representando el pistón y líneassimples y dobles para pistones de simple y dobleacción respectivamente.

Cuadrados Pequeños


acción respectivamente.

• Otros actuadores, se pueden representarinscribiendo un cuadrado con la combinación E/Hpara indicar actuadores electrohidráulicos o con unaX para representar actuadores no clasificados

Cuadrados Pequeños


EH X

• El cuadrado pequeño puede representar también unposicionador dibujándose al lado del cuerpo de laválvula.

Cuadrados Pequeños


• Uno de los más recientes usos para los cuadradoses la representación de bloques de funciones o comoindicador de función.

Cuadrados Pequeños


FY

5

• Un hexágono representa dispositivos concapacidades de cómputo. Ejemplo: Controladores


• El siguiente símbolo indica PLCs

Válvula de Compuerta

Válvula Globo

Valve Gate

Válvula Globo

Valve Globe

Válvula Mariposa

Válvula de Bola

Valve Butterfly

Válvula de Bola

Valve Ball

Válvula de Control

Válvula de Tapón

Valve Check

Válvula de Tapón

Valve Plug

2.Simbolismo de Señales

• Las líneas de unión para envío de señales oconexiones de los sistemas de control tambiéndeben ser presentadas más finas en relación atuberías de proceso, tal como se muestra en eltuberías de proceso, tal como se muestra en elcuadro.

2. Simbolismo de Señales

Tubo capilar

3. Simbolismo de Funciones

• El simbolismo utilizado para determinar las funciones de cada instrumento se presentan a continuación. presentan a continuación.

3. Simbolismo de Funciones

4. Identificación de Elementos

� La identificación de los símbolos y elementosdebe ser alfa numérica, los númerosrepresentan la ubicación y establecen el lazode identidad, y la codificación alfabéticaidentifica al instrumento y las acciones aidentifica al instrumento y las acciones arealizar

Identificación de Elementos

α α α α

# # #

Primera Letra (A - Z)Instrumento de Medida Letras Sucesivas (A - Z)

Funciones pasivas de saliday las posibles modificaciones

Ubicación o posición delElemento (0 - 9)

(Representación alfa-numérica)

Letras de Identificación para Instrumentos

• Cada instrumento se identifica mediante un sistemade letras, clasificadas en cuanto a la función, (vercuadro).

identificación de las letras

• La primer letra indica la variable medida• T (temperature)• F (flow rate)• P (pressure)

• La segunda letra es un modificador o función deldispositivodispositivo• T (transmmiter)• E (sensor)• I (indicator)

• La tercera letra es la función del dispositivo omodificador

• Número, esta asociado a un lazo de control.

• La primera letra representa a la variable del proceso, porejemplo:• Flujo: F• Nivel: L• Presión: P• Temperatura: T

Ejemplos

• Temperatura: T• Peso: W• Tiempo: K• Humedad: M• Concentración: A

Ejemplos

• FIC : controlador indicador de flujo• PT : transmisor de presión• TIC : controlador indicador de temperatura• TT : transmisor de temperatura• FT : transmisor de flujo• FT : transmisor de flujo• YIC : controlador indicador de estados



Ejemplos

• Termopares

Ejemplos

• Transmisor de Temperatura

(P&ID)

TT33

• Detectores de Temperatura Resistivos (RTD)

Ejemplos• Transmisor de

Temperatura(P&ID)

TT33

• Transductores de Presión

Ejemplos

• Transmisor de Presion (P&ID)

PT103

• Medidor de Flujo

Ejemplos• Sensores de Presion

Manometricos

• Transmisor de Presion(P&ID)

• Sensor de Flujo (P&ID)

PT103

FE101

• Sensor Magnético de Flujo

Ejemplos

• Transmisor indicador de Flujo(P&ID)

FIT101

Ejemplos

• Servomotor AC

M

• Valvula tipo mariposa • Valvula tipo Globo

Ejemplos

(P&ID) (P&ID)

Controlador PID

Ejemplos

• Controlador Indicador de Nivel(P&ID)

LIC101

Ejemplos

Ejemplos Símbolos de instrumentos en un proceso simple

Símbolos de instrumentos en un proceso simple

• El transmisor de flujo FT 100 envía una señal eléctrica alregistrador de flujo FR 100 ubicado en el panel. Eldispositivo primario es un tubo de Venturi

• En el lazo de temperatura TRC 101, el elemento final decontrol es una válvula TV 101. Las letras FO debajo delsímbolo de la válvula indica que ésta se abre si elsímbolo de la válvula indica que ésta se abre si eldiafragma se rompe, o la señal de aire falla o si existeuna condición similar. TS 101 es un interruptor paraactivar un TAL 101 (alarma por baja temperatura)

Símbolos de instrumentos en un proceso simple

• El elemento primario para medir el flujo y la presión delvapor es la placa orificio FE 102. Los transmisores deflujo FT 102 y presión PT 103, conectados a la salida dela placa orificio, envían las señales neumáticas a losrespectivos registradores FR 102 y PR103. Cuando setrabajan con fluidos compresibles como gas, aire ytrabajan con fluidos compresibles como gas, aire yvapor, el uso de la presión de entrada o de salidaafectará significativamente la cantidad final o el volumenque se calcule con los datos registrados en las gráficas

Ejemplo: Lectura de un Lazo Simple Lectura de un Lazo SimplePara el lazo que se presenta tenemos un numerode identificación (TAG) 301. Con este numero y laprimera letra identificadora T para temperaturapuede determinarse que el propósito primariopara este lazo es la medición y control detemperatura de un intercambiador de calor. Losinstrumentos en el lazo incluyen un transmisor deinstrumentos en el lazo incluyen un transmisor detemperatura, un controlador y una válvula. Cadauna de estas funciones son designadas por lasegunda o tercer letra en la identificación.El símbolo del transmisor nos revela que estamontado en campo, esto se asume debido a queno tiene una línea dentro del circulo.

Lectura de un Lazo SimpleLa línea que contiene las X's nos indica que eltransmisor esta conectado al proceso por mediode un tubo capilar. La línea punteada indica quela señal del transmisor hacia el controlador es detipo eléctrica. La línea dentro del circulo delcontrolador indica que este instrumento estacontrolador indica que este instrumento estasituado en un tablero.La señal eléctrica desde el controlador esrecibida por un transductor que convierte laseñal. Este a su vez manda una señal alelemento final que es una válvula, que alobservar la posición de la flecha nos indica quesi la válvula pierde la señal automáticamente secerrara la válvula.

Plantas modelos de LaboratorioLaboratorio

Rotámetro

Controlador

ConversorI/P

Registrador

4-20ma

3-15psi

Plantas modelos de Control de Flujo(vista real)

Aquí observamos una vista aproximada de laplanta de Control de Flujo

888

Bomba

Sensor deFlujo

Reservorio de Agua

Fuente deAgua

4-20ma

Válvula

Plantas modelos de Control de Flujo(Diagrama P&ID)

Sensor deNivel

Rotámetro

Controlador

ConversorI/P

Registrador

4-20ma

3-15psi

Aquí observamos una vista aproximada de laplanta de Control de Nivel

Plantas modelos de Control de Nivel(vista real)

Bomba

Nivel

Reservorio de Agua

4-20ma

Fuente deAgua

Válvula

Plantas modelos de Control de Nivel(Diagrama P&ID)

Controlador

ConversorI/P

Registrador

Sensor dePresión

4-20ma

4-20ma3-15psi

Plantas modelos de Control de Presion(vista real)

Aquí observamos una vista aproximada de laplanta de Control de Presion

Rotámetro

Desaguede agua

Fuente deAire

Desaguede Aire

Válvula

Tanque

Plantas modelos de Control de Presion(Diagrama P&ID)

Otros Ejemplos de Lazos de Control y su diagrama

P&IDP&ID

Control de flujo másico en un molino SAG

•Una faja transportadora alimenta un Molino SAG.La variable que se desea controlar es el flujomásico del material transportado. Este flujopodemos obtenerlo multiplicando la masa medidapodemos obtenerlo multiplicando la masa medidacon la balanza y la velocidad de la faja.Si el flujo másico obtenido es menor al deseadose incrementa la velocidad de los motores de losalimentadores de faja, de lo contrario sedisminuye.

Alimentador dePlacas

Area deAcopio deMaterial

MM

Faja Transportadora

Alimentador dePlacas

Balanza

Diagrama P&ID

SP

WE101

WIT101

WIC101

Faja Transportadora

SE101

SIT101 MOLINO

SAG

WY101

WY102

IV

IV

2. Control de temperatura en un intercambiador de calor

•Tenemos un intercambiador de calor, el que seutiliza para calentar un material determinado. Lavariable que se desea controlar es latemperatura del material utilizando el flujo detemperatura del material utilizando el flujo devapor como elemento regulador de latemperatura.

TE101

TIT101

Salida deMaterial

TIC101

SP

TY101

IP

Diagrama P&ID

Entrada deMaterial

Entrada deVapor

TV101

Salida deVapor

TT

Alimentación

TIC

Temperatura de referenciaen el reactor(punto de referencia local)

Controladormaestro

Control en cascada de un reactor exotérmico

Diagrama P&ID

Producto Agua deenfriamiento

TT

T Tc

TIC

Temperatura de referenciapara el agua de enfriamientoControlador

Esclavo

Control en cascada de Temperatura y Presión

VariableManipulada

PIC

TIC

Reset

Diagrama P&ID

PIT

Manipulada

TITEsclavo

Maestro

Variablecontroladao primaria

Condensado

Norma IP

Protección de la carcasa del instrumentorespecto de sólidos y líquidos.

Norma IP :SÓLIDOS

LÍQUIDOS

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4 DiagramaP&ID