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
1. Figuras geométricas
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)
1. Figuras geométricas
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).
1. Figuras geométricas
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.
1. Figuras geométricas
FY4
• Se requiere poder distinguir instrumentos independientesy aquellos cuyos componentes se encuentran repartidosen diversos gabinetes no pudiendo reconocérseles como
Cuadrados Grandes
1. Figuras geométricas
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
1. Figuras geométricas
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
1. Figuras geométricas
• 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
1. Figuras geométricas
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
1. Figuras geométricas
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
1. Figuras geométricas
EH X
• El cuadrado pequeño puede representar también unposicionador dibujándose al lado del cuerpo de laválvula.
Cuadrados Pequeños
1. Figuras geométricas
• Uno de los más recientes usos para los cuadradoses la representación de bloques de funciones o comoindicador de función.
Cuadrados Pequeños
1. Figuras geométricas
FY
5
• Un hexágono representa dispositivos concapacidades de cómputo. Ejemplo: Controladores
1. Figuras geométricas
• 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
Letras de Identificación para Instrumentos
Letras de Identificación para Instrumentos
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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