Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
AUTOMATIZACION INDUSTRIAL
Sesión 1: Fundamentos y transmisores
• Introducción
• Instrumentos en un sistema de control
• Elementos de un sistema de control
• Transmisores y Controladores
• Diagramas de Instrumentación
Sesión 2: Temperatura
• Principio funcionamiento termocuplas.
• Linealización – Compensación de Cero.
• Tipos de termocuplas - Identificación
• Practica I: Control de temperatura con
termocupla y PT100
Sesión 3: Presión
• Concepto Generales sobre presión
• Tipos de medidores de presión:
Mecánicos, electrónicos,
electromecánicos…
• Practica II: Configuración transmisor
Presión
Sesión 4: Nivel
• Principios Básicos
• Medidores de nivel: tipos
• Selección y Aplicaciones
• Practica III: Configuración transmisor
nivel.
Sesión 5: Caudal
• Fundamentos básicos
• Tipos de medidores de caudal
• Selección y aplicaciones
• Examen Final
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
Sesión 1: Fundamentos y transmisores
• Taller 1 10 %
Sesión 2: Temperatura
• Taller 2 20%
• Practica 1 10%
Sesión 3: Presión
• Taller 3 20%
• Practica 2 10%
Sesión 4: Nivel
• Taller 4 20%
• Practica 3 10%
-------------------
100%
INSTRUMENTACIÓN
INDUSTRIAL
Instrumentación Industrial Ing. John Jairo Piñeros
1. Introducción
2. Tipos de control
3. Elementos de un sistema de control
4. Características estáticas y dinámicas de los
instrumentos
5. Diagramas de Instrumentación
¿Que es la Instrumentación Industrial?
Es el conocimiento de la correcta aplicación de los equipos encaminados
para apoyar al usuario en la medición, regulación, observación,
transformación, ofrecer seguridad, etc., de una variable dada en un
proceso productivo.
1. Introducción
Instrumentación Industrial Ing. John Jairo Piñeros
1. Introducción
¿Cuáles son las funciones de un profesional que se
desempeñe en área de instrumentación y/o Automatización?
• Seleccionar instrumentos
• Especificar instrumentos
• Generar planos de instrumentación
• Diagramas de Tuberías e Instrumentación (P&ID).
• Diagramas de lazos de control.
• Diagramas de instalación (mecánicos y eléctricos).
• Supervisar la instalación, arranque y puesta en marcha de sistemas
de instrumentación.
• Mantenimiento de instrumentos.
Instrumentación Industrial Ing. John Jairo Piñeros
Detalle de la estrategia de control automático
Descripción
del
Proceso
Descripción
de
Control
Diagramas
de
Control
P&ID
Macros
de
Control
Programación
del
Sistema de
Control
por
Suministrador
LIMITES ALCANCE PROYECTO
INSTRUMENTACION
Instrumentación Industrial Ing. John Jairo Piñeros
ACTIVIDADES
INGENIERIA DE INSTRUMENTACION
• Definir parte del diagrama de tubería einstrumentación P&ID:
- Representación de los instrumentos necesarios ainstalar para realizar las mediciones necesariaspara controlar, supervisar, realizar elmantenimiento o pruebas del proceso y losequipos.
- También se suele representar el control generaldel proceso.
Instrumentación Industrial Ing. John Jairo Piñeros
ACTIVIDADES
INGENIERIA DE INSTRUMENTACIONDefinir listados generales:
- Listado de instrumentos
- Listados de consumidores neumáticos
- Listado de materiales y accesorios de montaje de instrumentos
- Listado de cables de instrumentación
- Listado de puntos de consigna
Instrumentación Industrial Ing. John Jairo Piñeros
ACTIVIDADES
INGENIERIA DE INSTRUMENTACION• Definir esquemas de conexión deinstrumentos (Hook-ups):
- Conexionado a proceso, en tubería oequipos
- Conexionado neumático, para elsuministro de aire comprimido
Instrumentación Industrial Ing. John Jairo Piñeros
Introducción Instrumentación
Instrumentación Industrial Ing. John Jairo
Piñeros
Uso de la realimentación para generar la señal de control.
El controlador debe generar una señal de control de manera que
el sistema se comporte adecuadamente.
PROCESO: Ambiente, entorno o sistema cuya evolución o estado ha
de ser controlado.
una variable a controlar - proceso uni-variable
varias variables a controlar - proceso multivariable (planta)
Proceso de Medida
Conceptos básicos Ing. John Jairo Piñeros
Medida
Proceso
Sensor
Detector
Error
Controlador
Elemento
Final de
control
Actuador
Componentes• PROCESO: Ambiente, entorno o sistema cuya evolución o estado ha de ser controlado.
• MEDIDA: Proceso empírico y objetivo de asignación de números a las cualidades de los objetos o
acontecimientos del mundo físico real.
• SENSOR: Transforma una señal mecánica en una eléctrica
• DETECTOR ERROR: Efectúa la comparación entre la variable de referencia y la variable a controlar.
• CONTROLADOR: Realiza una acción determinada en función del detector de error.
• ELEMENTO FINAL CONTROL: Ejecuta una acción determinada sobre la variable controlada o
proceso en función de la respuesta del controlador. Representado por electroválvulas, motores,
lámparas, relés, etc.
• ACTUADOR: Elemento intermedio entre el controlador y el elemento final. Proporciona la energía que
necesita el elemento final a partir de la señal (baja en energía) procedente del controlador.
Conceptos básicos Ing. John Jairo Piñeros
Proceso de Medida
Comparación de la variable con una unidad estándar o patrón de medida. Puede ser
directa o indirecta (variable intermedia)
Conceptos básicos Ing. John Jairo Piñeros
Proceso de Medida
Conceptos básicos Ing. John Jairo Piñeros
• Elemento primario (sensor): En contacto con el proceso
• Captador: Medida del sensor
• Transductor: Adecuación de la señal
• Transmisor:
Conversión.
Filtrado y potencia.
Transmisión de la señal.
Importancia Instrumentación en la industria Ing. John Jairo Piñeros
Ejercicio No. 1
Conceptos básicos Ing. John Jairo Piñeros
• Cual es el volumen del tanque
rectangular? (H=3m; L=2m;
prof=1m)
• Cual es el volumen de un tanque
cilíndrico que tiene una altura de
7m y un diámetro de 5m
• Cual es el Caudal del tanque
anterior si el tanque se demora en
llenar 10min.
• cual es la altura H del tanque
cilíndrico anterior que contiene
agua y tiene una presión de 0,5bar
(tanque abierto) ?• Densidad Agua = 1 gr/cm3 = 1000 Kg/m3
• 1bar=100.000 Pa = 100.000 N/m2
• 1N=Kg*m/s2
• Gravedad g=9.8m/s2
INSTRUMENTACION
INDUSTRIAL1. Introducción
2. Tipos de control
3. Elementos de un sistema de control
4. Transmisores y Controladores
5. Diagramas de Instrumentación
Instrumentación Industrial Ing. John Jairo Piñeros
Normalmente un sistema de control opera formando un
lazo o bucle (ABIERTO O CERRADO) en el que se mide el
valor de una variable, se compara con un punto de
consigna o valor deseado (set point, SP) y se toma una
acción de corrección de acuerdo con la desviación o error
existente.
TIPOS DE CONTROL
ON – OFF
CONTROL ANALÓGICO
CONTROL DIGITAL
Tipos de Control Ing. John Jairo Piñeros
Sistema de control
Control ON-OFF
1. El control On-Off es la forma mas simple de controlar.
2. Es comúnmente utilizado en la industria
3. Muestra muchos de los compromisos fundamentales inherentes a todas las soluciones de control.
La entrada no cambia tan
rápidamente pero El precio que
pagamos es una oscilación (o ciclo
lımite) en la temperatura de salida.
Tipos de Control Ing. John Jairo Piñeros
Control PID
Tipos de Control Ing. John Jairo Piñeros
P: La ganancia proporcional (Kp).
Kp pequeña implica acción proporcional pequeña
Kp grande implica acción proporcional grande.
La acción proporcional produce una señal de control proporcional a la señal de error.
I: Constante de tiempo integral (Ti).
Ti pequeña implica acción integral grande
Ti grande implica acción integral pequeña
La acción integral proporciona una corrección para compensar las perturbaciones y
mantener la variable controlada en el punto de consigna.
D: Constante de tiempo derivativa (Td).
Td pequeña implica acción derivativa pequeña
Td grande implica acción derivativa grande.
La acción derivativa anticipa el efecto de la acción proporcional para estabilizar más
rápidamente la variable controlada después de cualquier perturbación.
Control PID
el integrador libre del
controlador anula el error de
posición, pero no evita la
sobreoscilación
puede eliminar la sobreoscilación
disminuyendo K p , pero a costa de
aumentar el error de posición
sigue existiendo error de posición, pero
para la misma Kp el sistema oscila menos
Tipos de Control Ing. John Jairo Piñeros
Control Digital - PWM
Los parámetros fundamentales del PWM son el periodo (T) y el ciclo
de trabajo (D). El ciclo de trabajo indica el tiempo que la función vale
uno respecto al tiempo total (el periodo)
Tipos de Control Ing. John Jairo Piñeros
INSTRUMENTACION
INDUSTRIAL
Instrumentación Industrial Ing. John Jairo Piñeros
1. Introducción
2. Tipos de control
3. Elementos de un sistema de control
4. Características estáticas y dinámicas de los
instrumentos
5. Diagramas de Instrumentación
Elementos de un sistema de control
Elementos de un sistema de control Ing. John Jairo Piñeros
Transmisores
Actuadores Registrador
Controladores
Elementos de un sistema de control Ing. John Jairo Piñeros
Clasificación transmisores
Elementos de un sistema de control Ing. John Jairo Piñeros
Que Hace?
permite la comunicación bi-direccional con instrumentos inteligentes
superponiendo la señal digital en la analógica sin afectarla, transmitiendo
simultáneamente por el mismo alambrado.
HART
Elementos de un sistema de control Ing. John Jairo Piñeros
El protocolo HART fue
desarrollado en la década
de 1980 por Rosemount IncQue es?
es un protocolo abierto que se emplea para la configuración remota y supervisión
de datos con instrumentos de campo.
protocolo maestro/servidor, lo cual significa que un dispositivo inteligente de
campo (servidor) sólo habla cuando le habla un maestro.
highway addressable remote transducer
Transductor remoto direccionable de alta velocidad
Elementos de un sistema de control Ing. John Jairo Piñeros
HART
Como Funciona?
Transmite la señal analógica de 4-20 mA y la señal de comunicación digital
simultáneamente sobre la misma instalación eléctrica.
Conexión?
punto a punto o multipunto
transmite información hacia y desde los
instrumentos inteligentes de campo y el
control central o los sistemas de monitoreo
Información: vble proceso y datos
Elementos de un sistema de control Ing. John Jairo Piñeros
Que Hace?
Permite la conexión hasta 32 dispositivos, sin embargo lo típico ( limitaciones de
voltaje y corriente ) es de 16 dispositivos por medio de bus de campo.
FOUNDATION fieldbusRedes de campo
Que es?
protocolo de comunicaciones digital de alta velocidad creada para remplazar la
clásica señal de 4-20 mA. (no tienen señal de comunicación analógica)
H1 31.25 Kbit/sec
HSE (High-speed Ethernet)
100 Mbit/sec
Elementos de un sistema de control Ing. John Jairo Piñeros
FOUNDATION fieldbusRedes de campo
Conexiones
Fieldbus utiliza un cable del tipo par apantallado, permite utilizar cables existentes.
El bus se llama segmento o “trunk”, y los dispositivos se conectan al trunk
mediante “spurs”, esta topología es llamada “branch”.
4-20mA
Power
Supply
fieldbus
PowerSupply
Input card
Elementos de un sistema de control Ing. John Jairo Piñeros
FOUNDATION fieldbusRedes de campo
Conexiones
En circuitos de 4-20 mA la
fuente y el dispositivo son
conectados en serie
En sistemas fielbus la
fuente y el dispositivo son
conectados en Paralelo
TECNOLOGIA WIRELESS
Elementos de un sistema de control Ing. John Jairo Piñeros
• Pasivos: No agregan energía como parte del proceso de medición.
Delta Temp. » Termocupla » Voltaje
Presión » Tubo Bourdon »Desplazamiento
• Activos: Agregan energía al ambiente de la medición como parte del
proceso de medición.
Radar » Ondas » Distancia
Elementos de un sistema de control
Sensores Pasivos y Activos
Elementos de un sistema de control Ing. John Jairo Piñeros
Conexión Transmisores Eléctricos
Elementos de un sistema de control Ing. John Jairo Piñeros
PIT
100
+-
+ -
FUENTE24VDC
+-
PLC4-20mA
CONEXIÓN A 2 HILOS
PIT
100
+-
+ -
FUENTE24VDC
+-
PLC4-20mA
CONEXIÓN A 3 HILOS
s
PIT
100
+-
+ -
FUENTE24VDC
+-
PLC4-20mA
CONEXIÓN A 4 HILOS
S+
S-+-
+ -
FUENTE24VDC
+ PLC4-20mA
CONEXIÓN SALIDA 2 HILOS
-
SALIDA
ENTRADA ENTRADA
ENTRADA
Conexión HARTElementos de un sistema de control Ing. John Jairo Piñeros
El lazo de señal debe tener una
carga entre 250 y 1100 ohmios para
las comunicaciones.
INSTRUMENTACION
INDUSTRIAL
Automatización Industrial Ing. John Jairo Piñeros
1. Introducción
2. Tipos de control
3. Elementos de un sistema de control
4. Características estáticas y dinámicas de los
instrumentos
5. Diagramas de Instrumentación
CARACTERÍSTICAS
ESTÁTICAS DE LOS
INSTRUMENTOS
1. Rango
2. Alcance
3. Error
4. Precisión
5. Zona muerta
6. Repetibilidad
Instrumentación Industrial Ing. John Jairo Piñeros
7. Sensibilidad
8. Repetición
9. Histéresis
10. Linealidad
11. Sesgo
12. Condiciones de servicio
Algunas definiciones de instrumentación
Instrumentación Industrial Ing. John Jairo Piñeros
Rango (range): Conjunto de valores de la variable que puede ser medido por un
instrumento. Límite superior (URV) y Limite inferior (LRV).
Range = LRV a URV
Range = 50ºC a 150ºC
Alcance (span): Diferencia entre los valores superior e inferior del rango.
Span (Sp = URV - LRV)
Sp = 150ºC – 50 ºC = 100 ºC
Error de medida: Diferencia entre la medida producida por el instrumento y la
medida ideal. (Calibración). Puede ser estático o dinámico.
Vm: Valor medido
Vr: Valor real
Características de instrumentos Ing. John Jairo Piñeros
EJERCICIO 2: Considere un instrumento que tiene las siguientescaracterísticas:
Rango: 200 ºC a 400 ºC
Exactitud: ± 0,5% del Span.
Vm: 300 ºC
Calcular entre qué valores puede estar comprendido el valor real.
Características de instrumentos Ing. John Jairo Piñeros
Solución.
Span = RS - RI = 400 ºC - 200 ºC = 200 ºC.
Exactitud = ± 0,5% de 200 °C = ± 1ºC
El valor real debe estar comprendido entonces
entre (300 -1) y (300 +1) °C, es decir,
299 ºC < Vr < 301 ºC.
Exactitud (accuracy):La inexactitud de un instrumento es una fuente de error en
la medición, aunque generalmente no es la única. Muchos fabricantes de
instrumentos incluyen en el valor de exactitud, los errores por histéresis, banda
muerta, repetibilidad y linealidad de un instrumento
Basada en la desviación promedio
FORMAS DE ESTIMAR LA EXACTITUD.
Características de instrumentos Ing. John Jairo Piñeros
Basada en el valor más alejado
error mayor obtenido durante el proceso de
calibración del instrumento, ya sea que este
halla sido recorriendo la escala en sentido
ascendente o descendente
se calcula la desviación promedio de todas las
mediciones tomadas para una misma entrada, y
se expresa como la exactitud
Tolerancia (tolerance) La tolerancia es un término íntimamente relacionado
con la exactitud y define el máximo error esperado en
cierto valor
Características de instrumentos Ing. John Jairo Piñeros
• tipo de error instrumental que es reportado por el fabricante
• se obtiene de la mayor separación entre el valor medido de una cantidad con el
instrumento dado y el valor obtenido con un instrumento patrón.
• Si este error se multiplica por 100 y se divide por el rango de la escala del
instrumento, se obtiene la clase de exactitud del instrumento que
representaremos por k
LA CLASE DE EXACTITUD
Span
VrealVmedidok
los instrumentos eléctricos se clasifican de
acuerdo con su número de clase k,
las siguientes categorías
Categoría Clase de exactitud
1. Patrón K= 0,1 %
2. Precisos K= 0,2 y k= 0,5 %
3. de Laboratorio K= 1 y k = 1,5 %
4. de taller K= 2,5 y k = 5 %
Ejemplo:
Clase 0,25%
quiere decir que la exactitud es 0,25%
• Precisión o repetibilidad (repeatability): Capacidad del instrumento
para medir valores idénticos para los mismos valores de la variable
física y condiciones de medida (% Alcance).
Características de instrumentos Ing. John Jairo Piñeros
Características de instrumentos Ing. John Jairo Piñeros
FORMAS DE ESTIMAR LA PRECISIÓN
Basada en los valores más alejados entre sí
Se toma la máxima diferencia obtenida entre dos lecturas para la misma entrada y
en el mismo sentido de variación
Basada en la desviación estándar.
Se calcula la desviación estándar de las lecturas con respecto a la lectura
promedio, recorriendo la escala en sentido ascendente y en sentido descendente.
De los dos valores de desviación estándar obtenidos, se toma el peor (el mayor)
Zona (banda) muerta: Rango de variación de la
variable medida que no produce cambio
apreciable en la salida del mismo.
Características de instrumentos Ing. John Jairo Piñeros
Sensibilidad: Relación que existe entre el incremento en la señal de salida
del instrumento y el de la variable física (pendiente).
Resolución: Incremento más pequeño de
la variable física que produce un cambio
apreciable en la medida
Histéresis: Valor máximo de la diferencia
entre las medidas en sentido creciente y
decreciente de la variable
Linealidad: Error máximo que se comete
al aproximar la función por una línea recta.
Calibración: La relación entre la variable física medida de entrada y la
señal variable de salida para un sensor específico
Para un instrumento de respuesta lineal la formula sería:
𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟𝑆𝑎𝑙 = 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟𝑀𝑒𝑑 ∗𝑆𝑎𝑝𝑛𝑆𝑎𝑙𝑆𝑎𝑝𝑛𝑚𝑒𝑑
+ 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟𝑟𝑎𝑛𝑔𝑜 inf 𝑠𝑎𝑙
Para un instrumento de respuesta cuadrática la formula sería:
𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟𝑆𝑎𝑙 = %𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟𝑀𝑒𝑑 ∗𝑆𝑎𝑝𝑛𝑆𝑎𝑙
%𝑆𝑎𝑝𝑛𝑚𝑒𝑑
+ 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟𝑟𝑎𝑛𝑔𝑜 inf 𝑠𝑎𝑙
O teniendo en cuenta que el valor de √Span %MED es un valor constante, se
podría decir que:
𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟𝑆𝑎𝑙 = %𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟𝑀𝑒𝑑 ∗𝑆𝑎𝑝𝑛𝑆𝑎𝑙10
+ 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟𝑟𝑎𝑛𝑔𝑜 inf 𝑠𝑎𝑙
• SAL: SALIDA (4 a 20 mA)
• MED: MEDIDA (valor medido)
• INF: INFERIOR (4mA)
Características de instrumentos Ing. John Jairo Piñeros
%𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟𝑀𝑒𝑑 SE DETERMINA POR REGLA DE TRES
DONDE RANGO SUP ES EL 100%
Características de instrumentos Ing. John Jairo Piñeros
Ejercicio 3 Calibración:
Si tenemos un transmisor de presión de un rango de 0 a 30 psig que tiene una
salida de 4 a 20 mA. Cuando este transmisor muestra en su display una medición
de 17 psig a qué valor de mA corresponde en su salida.
ValorSAL= ValorMED x (SpanSAL/SpanMED) +Valor RANGO INF SAL
ValorSAL= 17 psig x (16 mA/30 psig) + 4 mA
ValorSAL= 9,067 mA + 4 mA
ValorSAL= 13,067 mA
Características dinámicas Instrumentos
Características de instrumentos Ing. John Jairo Piñeros
Las características dinámicas de un instrumento se refieren al comportamiento
del mismo cuando la entrada o variable medida, está cambiando en el tiempo.
Características de instrumentos Ing. John Jairo Piñeros
Ejercicio No. 4:
lectura y calculo de parámetros
RESOLVER EL EJERCICIO ENTREGADO POR EL
DOCENTE
Características de instrumentos Ing. John Jairo Piñeros
INSTRUMENTACION
INDUSTRIAL
Instrumentación Industrial Ing. John Jairo Piñeros
1. Introducción
2. Tipos de control
3. Elementos de un sistema de control
4. Características estáticas y dinámicas de los
instrumentos
5. Diagramas de Instrumentación
ENTRE LAS NORMAS:
• ANSI : American National Standard Institute
• ISA : Instrument Society of America
• API: american Petroleum Institute
• IEEE: Institute of Electrical and Electronic Engineering
• NEMA : National Electrical Manufacturers Association
• SAMA: Scientific Apparatus Makers Association
Normas aplicadas a Proyectos de
Instrumentación Industrial
Instrumentación Industrial Ing. John Jairo Piñeros
Normas ISA aplicadas a Proyectos de
Instrumentación Industrial
Diagramas de Instrumentación Ing. John Jairo Piñeros
• ISA-S5.1: “Instrumentation Symbols and Identification”
• ISA-S5.2 “Binary Logic Diagrams for Process Operations”
• ISA-S5.3 “Graphic Symbols for Distributed Control/Shared Display
Instrumentation, Logic and Computer Systems”
• ISA-S5.4 “Instrument Loop Diagrams”
• ISA-S5.5 “Graphic Symbols for Process Displays”
• ISA - TR20 “Specification Forms for Process Measurement and
Control Instruments, Primary Elements and Control Valves”: Análisis
de la Norma. Especificación de manómetros, placas de orificio,
termopares, transmisores, controladores y válvulas de control.
Tipos de Diagramas Industriales (1) Diagrama de bloques: computo por cajas de texto unidas entre sí que indican la secuencia del proceso..
(2) Diagrama esquemático: igual que el anterior pero incluyendo algún dibujo que no sean cajas.
(3) Diagrama en isométricas: muestra la disposición espacial de los equipos a escala y en representación isométrica.
(4) Hoja de flujo de procesos (process flow sheet): muestra los balances de materia y energía. Las tuberías se denominan “corrientes” (“streams”).
(5) P&ID (piping and instrument diagram): Al diagrama anterior se le añade toda la parte de instrumentación. Ahora las líneas corresponden a tuberías y se proporciona toda la información sobre las mismas: diámetro, nombre, material, fluido que transportan, aislamiento/calentamiento.
(6) Isométricos: Son planos constructivos de una pequeña parte de la instalación. Sirven para indicar el trazado de las tuberías y, por tanto, construirlas físicamente. Ver este ejemplo.
Diagramas de Instrumentación Ing. John Jairo Piñeros
Diagrama de bloques
Diagramas de Instrumentación Ing. John Jairo Piñeros
Diagrama esquemático
Diagramas de Instrumentación Ing. John Jairo Piñeros
Diagrama en isométricas
Diagramas de Instrumentación Ing. John Jairo Piñeros
Hoja de flujo de procesos
Diagramas de Instrumentación Ing. John Jairo Piñeros
P&ID
Diagramas de Instrumentación Ing. John Jairo Piñeros
Isométricos
Diagramas de Instrumentación Ing. John Jairo Piñeros
Diagramas de Instrumentación y tuberías P&ID
Normativa para la designación de
instrumentos.
• Cada instrumento se debe identificar
con un sistema de letras que lo
clasifique funcionalmente.
• La identificación del lazo al cual
pertenece el instrumento se designa
agregándole un número al sistema de
letras.
• Generalmente este número es el
mismo para todos los instrumentos
que forman parte del mismo lazo de
control.
• Ocasionalmente se le agrega un sufijo
para completar la identificación del
lazo.
• El número de identificación del
instrumento (TAG) puede incluir
información codificada para designar
el área de la planta
Diagramas de Instrumentación P&ID Ing. John Jairo Piñeros
Primera
letra
Variable a
controlar
Letras
SucesivasFunciones del
instrumento
Número
del lazo
de
control
sufijo
Identificación del lazo
Identificación funcional
P IT 102 A
XYZ
NNNN
INGLES ESPAÑOL
AL ALARM LOW ALARMA DE BAJA
AH ALARM HIGH ALARMA DE ALTA
AHH ALARM HIGH HIGH ALARMA DE MUY ALTA
AHL ALARM, HIGH-LOW ALARMA ALTA - BAJA
C CONTROLLER BLIND CONTROLADOR CIEGO
IC CONTROLLER, INDICATING CONTROLADOR INDICADOR
RC CONTROLLER, RECORDER CONTROLADOR REGISTRADOR
E ELEMENT ELEMENTO PRIMARIO
I INDICATOR INDICADOR
QI INTEGRATOR, TOTALIZER INTEGRADOR, TOTALIZADOR
R RECORDER REGISTRADOR
S SWITCH INTERRUPTOR
SH SWITCH HIGH INTERRUPTOR DE ALTA
SL SWITCH LOW INTERRUPTOR DE BAJA
T TRANSMITTER TRANSMISOR
IT TRANSMITTER, INDICATING TRANSMISOR INDICADOR
L LIGHT LUZ DE ESTADO
V CONTROL VALVE VALVULA
CV REGULATOR VALVULA REGULADORA
EV SOLENOID VALVE VALVULA SOLENOIDE
SV SAFETY, RELIEF VALVE VALVULA DE SEGURIDAD O ALIVIO
Y RELAY RELE
Z FINAL ELEMENT ELEMENTO FINAL DE CONTROL
LETRA SIGNIFICADO
YZ
A ANALYSIS ANALISIS
C CONDUCTIVITY CONDUCTIVIDAD
D DENSITY DENSIDAD
E VOLTAGE VOLTAJE
F FLOW FLUJO
H HAND MANUAL
I CURRENT CORRIENTE
J POWER POTENCIA
K TIME TIEMPO
L LEVEL NIVEL
M MOISTURE HUMEDAD
N VIBRATION VIBRACION
O TORQUE TORQUE
P PRESSURE PRESION
Q QUANTITY CANTIDAD
R RADIATION RADIACION
S SPEED VELOCIDAD
T TEMPERATURE TEMPERATURA
V VISCOSITY VISCOSIDAD
W WEIGHT PESO
Z POSITION POSICION
LETRA SIGNIFICADO
INGLES ESPAÑOL
X
CODIGO QUE INDICA EL TIPO DE INSTRUMENTO
CODIGO DE UBICACION DEL INSTRUMENTOSIMBOLO
NOMENCLATURA DE INSTRUMENTOS
La primera letra representa
a la variable del proceso.
Las letras posteriores nos indican el tipo de
medición y la función del instrumento
Diagramas de Instrumentación P&ID Ing. John Jairo Piñeros
Designación de instrumentos.
ANSI: American National Standard Institute.
ISA: Instrumentation, Systems and Automation Society - Normas ISA S5.1 - S5.3
Diagramas de Instrumentación P&ID Ing. John Jairo Piñeros
Las líneas punteadas indican que el instrumento está montado en la parte
posterior del panel el cual no es accesible al operador
Descripción de cómo los círculos indican la posición de los instrumentos
Diagramas de Instrumentación P&ID Ing. John Jairo Piñeros
SÍMBOLOS ESTÁNDAR
Montado localmente o en el campo
Montado detrás del tablero de control
Montado en el panel de control
FUNCIONES MULTIPLES
Ejemplo: si FIT incluye un modulo de comunicación adicional,
Se incluye el segundo círculo para indicar la función
Montado localmente
o en el campo
Montado detrás del
tablero de control
Montado en el
panel de control
FUNCIONES SIMPLES
FRC
1025
Montado en el
panel de control
Nº 5
EJEMPLO
Diagramas de Instrumentación P&ID Ing. John Jairo Piñeros
SÍMBOLOS ESTÁNDAR –
funciones adicionales
Líneas de instrumentación
Diagramas de Instrumentación P&ID Ing. John Jairo Piñeros
CLASIFICACION DE INSTRUMENTOS DE MEDIDA ATENDIENDO
AL TIPO DE SEÑAL GENERADA:
TIPO DE SEÑAL GENERADA
VARIABLE
MEDIDA
No genera señal
INDICADOR
Genera señal digital
todo - nada
INTERRUPTOR
Genera señal analógica
continua
TRANSMISOR
TEMPERATURA TERMOMETRO TERMOSTATOTRANSMISOR DE TEMPERATURA
PRESION MANOMETRO PRESOSTATO TRANSMISOR DE PRESION
CAUDALINDICADORES DE
CAUDALINTERRUPTOR DE CAUDAL TRANSMISOR DE CAUDAL
NIVEL INDICADOR DE NIVEL INTERRUPTOR DE NIVEL TRANSMISOR DE NIVEL
Diagramas de Instrumentación P&ID Ing. John Jairo Piñeros
Ejemplo instrumentos
Ejemplo: Lazo de control de Flujo
Diagramas de Instrumentación P&ID Ing. John Jairo Piñeros
FUENTE AIRE
80 PSI
SENSOR
Elemento
primario
Transmisor
Señal
Eléctrica
4-20mA
Controlador Panel
Posicionador
Convertidor
Corriente a presión
Conexión a
proceso
Señal neumática
3-15 PSI
Válvula de control
Con posicionador
Tubería
Ejercicio 5:Completar el diagrama P&ID entregado por el
docente
VAPOR
CALDERA
Entrada
PRODUCTO
TANQUE
PROCESO
Salida
producto
ASI/P
AS
I/P
AS
Interloks y Permisivos
Interlocks (In)= DETENERSistema de Paro por Emergencia (ESD) o
Sistema de Seguridad del Proceso o
“Interlocks” de seguridad.
Permisivos (P)= ARRANCARlógica funcional del SIS en el procesador
lógico electrónico programable, esto es las
secuencias lógicas, límites, expresiones,
entre otros, que controlan las salidas,
entradas, cálculos, y decisiones
requeridas para alcanzar los requisitos
funcionales de seguridad.
Diagramas de Instrumentación P&ID Ing. John Jairo Piñeros
Operación (X) = ACCIONAREjecuta una acción determinada ante un
evento del sistema.
Señal para PLC
interlock
Set point alarma
Matriz Causa y Efecto
Diagramas de Instrumentación P&ID Ing. John Jairo Piñeros
O - Abrir
C - Cerrar
I - Iniciar / Arrancar
S - Detener
P - Permitir acción
INH: Inhibir acción
Ejemplo P&ID Instrumentos
• TT-301 (sensor de tª y transmisor).
• TC-301 (controlador de tª).
• línea interna accesible al operario (sala de
control).
• el setpoint no aparece selección manual.
• PY-301 (convertidor de corriente a presión).
• Raíz cuadrada (ofrece una salida de presión
proporcional al caudal).
Elementos finales
• TV-301 (válvula de control de la entrada de vapor).
• FV-302 (válvula de salida de reactivo).
• FO-302 (lectura de caudal transduciendo a presión).
• TZ-301 (actuador neumático bucle de tª).
Otros símbolos
• Etiqueta de válvula de control de tª (TV-301).
Bucle de control
• Totalmente neumático.
• FT-302 (transmisor de presión a presión
normalizada).
• FC-302 (controlador de flujo, localizado en campo).
• FR-302 (indicador de flujo, accesible al operario)
Diagramas de Instrumentación P&ID Ing. John Jairo Piñeros
Ejemplo P&ID
Diagramas de Instrumentación P&ID Ing. John Jairo Piñeros
Ejercicio 6
1. Realizar el diagrama P&ID
2. Determinar las características Estáticas de los Sensores
3. Entradas y salidas del PLC (Controlador)
Diagramas de Instrumentación Ing. John Jairo Piñeros
Datos técnicos:
• Dimensiones Tanque abierto:
Volumen=6,28m3, Diámetro=1m
• Vel Fluido entrada= 2m/s
• Temperatura Fluido entrada:
ambiente
• Temperatura Deseada: 80,5°C
• Tubería proceso 1plg (ent y sal)
• Tipo fluido: liquido, producto
alimenticio, Sin vapor
• Presión salida Producto < 1bar
GRACIASIng. Esp. John Jairo Piñeros
Diagramas de Instrumentación P&ID Ing. John Jairo Piñeros
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