Diagramas PID em Engenharia Química: Estruturas e Funcionalidades

Pp 1 ans 6S 5 ee 6 UERJ oC dete Lae Tier ee 6 Nl o stapo 7 ae i th 7 f Pt ie Diagramas PID em Engenharia Quimica XXV SEMANA DE QUIMICA UERJ Prof Ninoska Bojorge Departamento de Engenharia Quimica e de Petrdleo UFF httpwwwprofessoresuffbrcontroledeprocessoseq Sumario OQ Diagramas PID em Engenharia Quimica Introducao Sistemas de Instrumentacao e Controle Tipos de Fluxogramas de Processos Diagrama de Processos e Instrumentacao PID Simbologias e Nomenclaturas de equipamentos industriais Malhas de Controle Softwares para criar PID Prof Ninoska Bojorge TEQUFF Conhecer os principais tipos de fluxogramas utilizados em Engenharia Química Específicos Conhecer os principais fluxogramas de processos Abordar as normas sistemas de convecções e simbologia de elaboração de fluxogramas Exemplificar casos Profª Ninoska Bojorge TEQUFF 3 Objetivo Níveis da pirâmide de automação Estrutura hierárquica do processo produtivo Profª Ninoska Bojorge TEQUFF 4 A instrumentacao na industria de processos SENSORES TRANSDUTORES E TRANSMISSORES DE SINAL e SENSOR Elemento diretamente em contato com a variavel e TRANSDUTOR Traduz 0 valor da variavel numa grandeza eléctrica e TRANSMISSOR Conjunto Transdutor Condicionador de Sinal que traduz o valor da variavel num sinal padrao Ex 4 20 mA Transdutor Condicionador Transmissao Processamento Medida eléctrico de sinal telemetria Representacao Sensor Fluxo de Informactio tensao corrente carga temperatura pressao vazao nivel concentracao Prof Ninoska Bojorge TEQUFF Fluxograma dos Instrumentos de Atuagap Diagrama Funcional do Comando i ix CAnNUAIERG as t ah Si Se ee Prof Ninoska Bojorge TEQUFF Classificagcao dos Instrumentos x Funcao Registrador Indicador 1 Integrador SS Controlador iima7e ee EH En an San Atuador A i a Transmissor Conversor Ser Valvula a eet Lt Detector Elemento Final de Controle Prof Ninoska Bojorge TEQUFF Medicao de Temperatura RTD Resistance Temperature Detectors é feito a partir de um metal puro cuja resisténcia varias com a temperatura Certos metais tem uma mudanga previsivel na resistncia com as variagdes de temperatura essa previsibilidade é utilizada para determinar a temperatura Ferro Tory Lead Resistance e s id Niquel sae fio AD 6 Cobre R Sn Platina fio B c if a tubo protetor 200 oO oe nant 800 1000 Cabecote y il TT v ro transmissor fA if 5 Im tLe ss im ip Porca de elemento sensorial montagem r Prof Ninoska Bojorge TEQUFF Medicao de Vazao Elementos primarios tipo deprimogénio que Fspeciais Exemplo Turbina o atuam por meio da producdo de diferencial de conceito basico e que o medidor e pressdo AP fabricado com uma area da seccao Os medidores de vazdo tipo deprimogénio sAo os transversal conhecida Um rotor que entram em contato direto com o fluido medido instalado no interior do medidor com na linha A leitura do resultado da medicdo é feita 48 Suas pas axiais ao fluxo Quando por meio de elemento secundario eletrénico fluxo do processo passa as laminas transmissor do diferencial de press4o que por sua 40 rotor conferem uma velocidade vez envia o sinal para a linha de instrumentacao angular para as laminas e por conseguinte para o rotor Esta velocidade angular é diretamente proporcional a taxa total de fluxo Placa de Orificio Tubo Venturi volumétrico ete t ef F i 7 J A ee a de aT Prof Ninoska Bojorge TEQUFF Transmissores e Transmissor é um dispositivo transdutor que responde a uma variavel de mediao e que converte a entrada em um sinal de transmissao padronizado Transdutor é um dispositivo que recebe o sinal de saida a partir de sensores a i ns st lf a P ms q u 4 if Vg 3 a ow f j MG ER GT A Ie u 4 J te bell 1 oan J mz Jor Transmissor de nivel Transmissor de Pressao Transmissor de Temperatura Prof Ninoska Bojorge TEQUFF Controlador e Controlador é um dispositivo que tem por finalidade manter em um valor prédeterminado uma variavel de processo Esta atuagao podera ser feita manual ou automaticamente agindo diretamente na variavel controlada ou indiretamente através de outra variavel chamada de variavel manipulada a pal aS Ip ce a fre Re ot maa RececeeeM Prof Ninoska Bojorge TEQUFF Elemento Final de Controle Elemento Final de Controle um dispositivo que manipula diretamente a vazao de um ou mais fluidos de processo controla diretamente o valor da variavel manipulada da malha de controle Elementos finais de controle podem ser valvulas de controle bombas relé aquecedores etc al a it PS as 9 i Relé Valvula de controle Bombas Prof Ninoska Bojorge TEQUFF i D j I EE z i mr So ee e a gees pet i ete mr ak ela ere Bic RIO er Gites ca ae F is 3 es a N ie Pf Bi aye ine see Y sn see he ee seyeene ae Re oa Fe oe et Cae ieee en Sie ae ee eo a Seen Oe ater MY ee are sk ta ae a ee See eel my ae ee 2 Ae gs Yi eee a je xy er Ei y 7 by 5 eso Matas erage a geen Ik fd ais 828 mata Rie Seger ae Pte OE aA sya a hy ny eS 4 Teer Tepes yy We 5 se Ny ee ee ee ee i bes ee Pest ee Baa ene i sd He EOS SS Ss es ee Pe ee fie a ame S 6 ae ey al hoa Sd pci Fe i adj a a ee ia dh 1 ie Prof Ninoska Bojorge TEQUFF a Ss InstrumentosEquipamento SG Sao os componentes fisicos que estao contidos no Processo compondo todas as suas partes funcionais e Equipamentos vasos tanques vibradores colunas misturadores pasteurizadores silos clarificadoras biorreatores maquinas diversas e muitos outros e Instrumentos Indicadores controladores registradores sensores variadores atuadores transmissores conversores valvulas de controle bombas motores etc Prof Ninoska Bojorge TEQUFF 15 16 Profª Ninoska Bojorge TEQUFF A instrumentação na indústria de processos Conceitos Simbologia Nomenciatura Desenho técnico 6 uma forma de expressao grafica que tem por finalidade a representagao de forma dimensao e posiao de objetos de acordo com as diferentes necessidades requeridas pelas diversas modalidades de engenharia e também da arquitetura Utilizandose de um conjunto de simbolos constituido por linhas numeros indicagdes escritas normalizadas internacionalmente o desenho técnico é definido como linguagem grafica universal da engenharia e da arquitetura Assim como a linguagem verbal escrita exige alfabetizagao a execucgao e a interpretacao da linguagem grafica do desenho tecnico exige treinamento especifico porque sao utilizadas figuras planas bidimensionais para representar formas espaciais Prof Ninoska Bojorge TEQUFF Conceitos Simbologia Nomenclatura SimbologiaNomenclatura O desenho de projeto se tornou um meio universal de representagao de produtos eou processos amparado por normas internacionais eou nacionais representando um contrato legal entre fornecedor e cliente Todo engenheiro ou tecnico tem o dever de consultar as normas delineativas do projeto ao qual esta envolvido A negligéncia ou desconhecimento normativo uma das principais causas de erros nos projetos industriais Prof Ninoska Bojorge TEQUFF NORMA e Anorma destinase a fornecer informagdes para que qualquer pessoa possa entender as maneiras de medir e controlar 0 processo e Nao constitui prérequisito para esse entendimento um conhecimento profundodetalhado de um especialista em instrumentagao Prof Ninoska Bojorge TEQUFF A Instrumentagao Industrial possui Fortissimas Bases Tecnicas Padronizadas a Nivels Mundials0 e ANSI American National Standard Institute e API American Petroleum Institute e ASME American Society of Mechanical Engineers e ASTM American Society for Testing Materials e BSI British Standards Institution e ISA International Society for Measurement Control e ISO International Standard Organization e DIN Deutsches Institut fur Normung e DNV Det Norske Veritas BV Bureau Veritas e JIS Japanese Industrial Standards Além das normas técnicas internas de empresas multinacionais de petroleo Gas Oleo Montadoras automobilisticas Aeronauticas Estaleiros Aciarias SideroMetalurgicas Quimicas Papel Celulose Prof Ninoska Bojorge TEQUFF Normas A hierarquia das normas no Brasil é a seguinte 1 Lei ou portaria INMETRO edita as leis técnicas 2 Normas ABNT que edita as normas técnicas no Brasil 3 Normas OIML 4 Normas ISOIEC IEC faz as normas técnicas da ISO 5 Normas ISA API DIN e outras nacionais de outros países 6 Normas internas de empresas como Petrobras Braskem Vale só podem ser usadas internamente Embora a precedência da norma ISA esteja na quinta posição mas não significa que seja de quinta categoria a norma ISA 51 Símbolos e Identificação de Instrumentos é usada como padrão e obrigatório no mundo e no Brasil 21 Profª Ninoska Bojorge TEQUFF Normas 22 Profª Ninoska Bojorge TEQUFF Normas ISA 51 Instrumentation Symbols Identification ISA 52 Binary Logic Diagrams for Process Operations ISA 53 Graphic Symbols for Distributed Control Shared Display Instrumentation Logic Computer System ISA 54 Instrument Loop Diagrams ISA 55 Graphic Symbols for Process Displays ISA 56 Functional Requirements Documentation for Control Software Applications ISA 121 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 23 Profª Ninoska Bojorge TEQUFF 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 desconsiderandose 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 contemplálo 24 Profª Ninoska Bojorge TEQUFF FLUXOGRAMAS DE PROCESSO 1 Fluxograma de Utilidade Utility Flow Diagram UFD 2 Fluxograma de Engenharia Engineering Flow Diagram EFD 3 Fluxograma Mecânico Mechanical Flow Diagram MFD 4 Fluxograma de Sistema System Flow Diagram SFD 5 Fluxogramas de blocos block flow diagrams BFD 6 Fluxograma de Processo Process flow Diagram PFD 7 Diagrama de Processo e Instrumento PID 25 Profª Ninoska Bojorge TEQUFF Fluxogramas de blocos BFD Profª Ninoska Bojorge TEQUFF 26 Diagrama de blocos do processo de obtenção siderúrgica do ferro carvão coqueria calcário moagem peneiramento beneficia mento minério do ferro aciaria fundicação de ferro fundido alto forno escória gusa liquido gusa sólido coque calcário minério beneficiado Numa fase inicial Fornecer uma visão geral de um processo complexo ou planta Blocos que representam processos individuais ou de grupos de operações Block Flow Diagrams BFD Fluxogramas de blocos BFD Fluxograma de produgao do aluminio Mineragio ap Pll none G t st elapa de Moagem a fi i somes NGA ne Caldaira i Area de disposigsa r vapor mers ales a wi haa wp wa ose tina Diagrama de fluxo pictérico estabelece etapas de eh processamento principais HIDRATO Fonte httpwwwalcoacombr Prof Ninoska Bojorge TEQUFF Fluxogramas de processos PFD e Mosira balangos de materiais e de energia e Mosira principais equipamentos da planta incluem todos os vasos tais como reatores separadores e tambores equipamentos de processamento especial trocadores de calor bombas e assim por diante Fluxogramas de processos PFD Fluxograma de Processo PFD Process Flow Diagram Diagramas PFD sao normalmente divididos em 2 partes Operacinais e Representacao Grafica dos Processos demonstrando a priori equipamentos Linhas de fluxo e Aplicagoes Operacionais e Tabelas Técnicas com dados dos processos constando apenas dados operacionais atualizados dos processos Prof Ninoska Bojorge TEQUFF Fluxogramas de processos PFD Oo peg Distitietds c2 a 2ardiax 300 mand mperetor FAvopoernose 16 diax 100 280 MW T Ser IE ih of ateomlie Te eeob00 Brune rr I70F 28 gpm 60F go 32 Seto L 200 Mw 3 sec FA distitiote cr Se tbor teuide 17 Fretx 1 SOiyke Reboiler 527 F not required 1 134 galhe rsongoo feeds ison 1 Crude fatty ocia Given protuet snp 088 sege rors epot abe J ps 4 gor 475 Fic 475F 22680 Bure Cnorge pump Bottoms pump 235 gpm Ob2 demasiado detalhes precisa de de uma tabela de balance de material e energia Fluxogramas de processos PFD Fluxograma do processo de produção de biodiesel Halim I Srinivasan R A knowledgebased simulationoptimization framework and system for sustainable process operations Computers amp Chemical Engineering Volume 35 2010 Profª Ninoska Bojorge TEQUFF 32 Interpretagaodo PFD e Como se interpreta um PFD mediante o simbolos equipamentos o COdigos de equipamentos o sinalizadores de fluxo Prof Ninoska Bojorge TEQUFF Diagrama de Fluxo de Processos PFD FLUXOGRAMA DO PROCESSO ht contém os principais equipamentos AE a Prof Ninoska Bojorge TEQUFF Diagrama de Processo e Instrumentagao Pants O PlD Process and Instrument Diagram CTA05 a ty OO P13 a PT aXe f fe 65 JOO i F105 nbs Tk10 e besa ss Vs Rx105 ii Bee Fe Tits 2 FCV oe Gp A es Me Rxt08 P40 ae Se P15 L A EX105 Tk rei Ptt v7 Oys10s Prof Ninoska Bojorge TEQUFF Diagrama de Processo e Instrumentacao mans e Odiagrama de Processo e instrumentacao PID ou diagrama de tubulagao e instrumentagao mecanica MFD fornecem as informagdoes necessarias para engenheiros iniciar o planejamento para a construcgao da usina e PlD é a ultima etapa do projeto do processo e serve como um guia p aqueles que serao responsaveis pelo projeto final e construcao e Nao inclul 1 Condigdes operacionais T P 2 Vazoes 3 Locais de equipamentos 4 Roteamento de tubo a comprimentos de tubulagao b acessorios para tubos 5 Suportes estruturas e fundagdes Diagrama de Processo e Instrumentaao Pats O que inclui e Para Equipamento Mostra todas as pegas unidades de reposicao unidades paralelas detalhes resumo de cada unidade e Para tubulagao Inclui todas as linhas drenos conexdes de amostras e especifica o tamanho usa tamanhos padrao materiais de construgao isolamento espessura e tipo e Para Instrumentos ldentifica indicadores registradores controladores e Para utilitarios Identifica utilitarios de entrada saida saida utilitarios para instalagdes de tratamento de residuos Prof Ninoska Bojorge TEQUFF Diagrama de Processo e Instrumentacao Parry 12 Sch 10 CS Fuel Gas 4 Sch 40 CS C4 2e 8 of é SSP mR Lo f SODUS WATER py A 3 265 PSIA STEAM T101 5 a z 2 SAMPLE PORT eo ch 40 CS I 4 4 Sch 40 CS 6 CHEMICAL SEWER L X le CLEAR SEWER a Pe 8 e104 g Insulated Pipe 3 Gi CS carbon steel x a Q 2e OfaIte etm a 4 Sch 40 CS 5 Ky oc y C b a NIE a Lo P102A xX pes X ae 2 Sch 40 CS Dh pap fe Cy Rea e1 DO a eol a o ll a Oo ll ee sd 4 Sch 40 cSTI Sen 4008 Toluene C2 nes Legs aa 2D eS PID for benzene distillation Nomenclatura de equipamentos industriais TAG é um código alfanumérico cuja finalidade é a de identificar equipamentos ou instrumentos dentro de uma planta de processos No caso de equipam Formado pelo nome da área tipo do equipamento e um número sequencial caso haja mais de uma equipamento do mesmo tipo na mesma área separados por hifens o que totaliza de seis a oito caracteres Muitas empresas adotam tags mais longos de 12 ou mais caracteres 39 11 FG 01 Área 11 Tipo de equipamento ciclone separador de gás Sequencial 01 Profª Ninoska Bojorge TEQUFF Nomenclatura de equipamentos industriais Profª Ninoska Bojorge TEQUFF 40 Equipment Codes Nomenclatura de equipamentos industrialg Equipment Codes Conventions Used for Identifying Process Equipment XX are identification letters for equipment classification C Compressor or Turbine C101AB E Heat Exchanger E106 H Fired Heater H101 P Pump P102AB R Reactor R101 T Tower T101 TK Storage Tank V Vessel V104 Y designates an area within the plant ZZ is number designation for each item in an equipment class AB identifies parallel units or backup units Supplemental Information Additional description of equipment given on top of PFD Prof Ninoska Bojorge TEQUFF SIMBOLOGIA INSTRUMENTAL BASICA e Compressores Cl Reciprocating Compressor Centrifugal Compressor Silencers Compressor at Liquid Ring Centrifugal Compressor Zz ce thine Dri e Valvulas Compressor OMpressor Turbine Driven MM XM AR Kee RW SS Gate Needle FourWay angle Diaphragm Manual Valve Cperated Gauge Solenoid Hydraulic Back Preurnatle Back NMI D4 x vane CLOSED pees ES eosin bed Globe ThreeWay mo Valve Butte rfly Valve hed Nit it Ee dt ome OT AR eal Check Valve Plug ae Orifice Butterfly Valve Motor Rotameter PRV ney Prof Ninoska Bojorge TEQUFF wT e Valvulas contin GATE VALVES Be Gat Manual p ti Mot Hydrauli A es Operat ail neumiatic otor raulic titel GLOBE VALVES Angle Globe Pneumatic Motor Hydraulic Needle Valve Pneumatic Motor BALL VALVES PLUG VALVES Ball Ball Motor or Plug Plug Moter or Hydraulic Hydraulic BUTTERFLY VALVES mo x ns ate 5d t My eet Seatee SeLoseD Prof Ninoska Bojorge TEQUFF wT e Valvulas contin DIAPHRAGM VALVES CHECK VALVES oe Nb ae HH ona Ghat Gt Spon SAFETY Gases RELIEF Liquids FourWay ThreeWay ke 7 Valve i Relief x a Valve Knife Valve Pinch Valve i Gauge nom Orifice Prof Ninoska Bojorge TEQUFF SIMBOLOGIA INSTRUMENTAL BASICA e Trocadores de Calor Fox We Hairpin Exchanger fied Ex cferoer Shell Tube Heat Exchanger Singla Pass ql fe w eat Exchanger Reboiler Heater Condenser e Bombas e Turbinas cs fant iQ O Vacuum os io Fiurap Vertical Oh Screw Pump Cp Gear Purnp Turbine Prof Ninoska Bojorge TEQUFF SIMBOLOGIA INSTRUMENTAL BASICA e Bombas de deslocamento positivo wa Positive Positive Displacement hk Displacement Progressive Cavity He Screw Pump nn Gear Pump Screw Pump P Vertical Can Vacuum Pump Pump LH Reciprocating Pump Prof Ninoska Bojorge TEQUFF CENTRIFUGAL COMPRESSORS PD COMPRESSORS Centrifugal Centrifugal Compressor Sopra Gh note Compressor Turbine Driven Rotary C ompress or Compressor Silencers oH 4 panna ep Rotary Screw Centrifugal Compressor oe Liquid Ring Compressor A Vacuum Centrifugal a Posilive Blower Displacement Blower Axial Compressor Reciprocating Compressor MOTORS STEAM TURBINE 0 CO Agitator or Mixer rH ee Turbine Driver Doubleflow Turbine i cess Prof Ninoska Bojorge TEQUFF e Vasos qs pp Temp Indicator Drum or Condenser Temp Transmitter ear Temp Recorder i Level Indicator Gy Level Transmitter Tank ic Level Controller Mixing Reactor ne ForcedDraft Cooling Tower O Flow lndicator rt Flow Transmitter Fk Flow Recorder Pressure Indicator a sais Tower Pressure Transmitter Ma PONS PRC Pressure Recordin Furnace InducedDratt Cooling Tower Gs Controller Prof Ninoska Bojorge TEQUFF SIMBOLOGIA INSTRUMENTAL BASICA e Tanques de armazenamento oS EE OW Tank Tank Bin Tank Tank Internal Floating Double Wall Roof Tank Tank Tank Drum Sphere Onion Tank External Floating Roof Prof Ninoska Bojorge TEQUFF Nomenclatura de instrumentos e malhas de controle Regras basicas O nome de um instrumento é formado por 1 Conjunto de letras que o identificam funcionalmente o Primeira letra identifica a variavel medida pelo instrumento o Letras subsequentes descrevem funcionalidades adicionais do instrumento 2 Numero o Identifica o instrumento com uma malha de controle Todos os instrumentos da mesma malha devem apresentar Oo mesmo numero Prof Ninoska Bojorge TEQUFF EXEMPLO Instrumento Registrador controlador de temperatura 51 Nomenclatura de instrumentos e malhas de controle Profª Ninoska Bojorge TEQUFF Obs Instrumento Registrador controlador de temperatura TRC 2A 52 5 Malhas de controle A primeira letra corresponde à variável medida Uma válvula de controle que varia uma vazão para controlar um nível é denominada LV 6 Quando as letra C e V são usadas em conjunto C Control deve preceder V Valve Válvula de controle Manual HCV 7 As letras modificadoras devem ser colocadas logo após as letras que modificam 8 Para cada função de um instrumento deverá ser colocado junto ao desenho círculo concêntricos tangenciais Nomenclatura de instrumentos e malhas de controle Profª Ninoska Bojorge TEQUFF Obs Instrumento Registrador controlador de temperatura TRC 2A 53 9 O número de letras não deve ultrapassar a 4 Se o instrumento é registrador e indicador da mesma variável o I de Indicador pode ser omitido 10 Todas as letras devem ser MAIÚSCULAS Nomenclatura de instrumentos e malhas de controle Profª Ninoska Bojorge TEQUFF Controlador de temperatura Instrumento Registrador controlador de temperatura TRC 2A 54 Exemplo Um controlador de temperatura com chave de nível alto O instrumento pode ser designado como TICTSH3 com chave de nível alto Nomenclatura de instrumentos e malhas de controle Profª Ninoska Bojorge TEQUFF Nomenclatura e Simbologia Alarmes e A localizacao dos identificadores de alarme é deixada ao critério e conveniéncia do utilizador Mas geralmente sao instalados na sala de controle acessivel ao operador PAH High Alta Ex Pressa0 pay Low Baixo dPdt Rate of change Taxa PDA Deviation from set point Erro e r apt Kod Ss t PN Se SBE coe oe pee me Prof Ninoska Bojorge TEQUFF Nomenclatura e Simbologia Alarmes e Alarmes na saida do controlador deve usar um identificador indefinido representado pela letra X Ex XAH High XAL Low ddt Rate of change ee at e Kee J st G A Pad Prof Ninoska Bojorge TEQUFF Nomenclatura e Simbologia Malhas de Controle e Se uma malha possui mais de um instrumento com a mesma identificagao entao adicionase um sufixo a malha FV2A FV2B etc Para 0 caso de registro de temperatura multiponto utilizase TE2501 TE2502 TE2503 etc e Em fluxogramas nao é obrigatorio identificar todos os elementos de uma malha Por exemplo uma placa de orificio uma valvula e elementos primarios de temperatura podem ser omitidos para se representar instrumentos mais importantes Prof Ninoska Bojorge TEQUFF Simbolos para Linhas de Instrumentagag Simbologias rao Conexéo ao proceso Sinalelétrico Sinal eletromagnético sem fio DOO Prof Ninoska Bojorge TEQUFF Símbolos para linhas de Instrumentação Simbologias 59 O tipo do suprimento é designado por duas linhas encima da linha de alimentação Exemplo ES 24 DC alimentação elétrica 24VDC Profª Ninoska Bojorge TEQUFF Tabela 1 Símbolos gerais de instrumentos 60 No Campo No painel principal de controle Atrás do painel principal de controle Painel local ou do equipamento Instrumentos Discretos Diâmetro 12 mm Instrumento compartilhado Panel view Computador do Processo Controlador programável CLP Interface CLPCampoCLP Interface CLPSupervisórioCLP Interface Interna lógica Interface CLPPanel ViewCLP Localização Tipo Tabela 2 Símbolos gerais de instrumentos 61 Primeira Letra Letras subsequentes Variável medida ou inicial Modificadora Função de informação ou Passiva Função Final Modificadora A Analisador Alarme B Chama de queimador Indefinida Indefinida Indefinida C Condutividade elétrica Controlador 12 D Densidade ou massa específica Density Diferencial E Tensão elétrica Elemento primário F Vazão Flow Razão fração G Medida dimensional Visor H Comando Manual Hand I Corrente Elétrica Indicador J Potência Varredura ou seletor L Nível Level Lâmpada piloto M Umidade Moisture N Indefinida Indefinida Indefinida Indefinida 62 Primeira Letra Letras subsequentes Variável medida ou inicial Modificadora Função de informação ou Passiva Função Final Modificadora O Indefinida Orifício de restrição P Pressão ou Vácuo Ponto de teste Q Quantidade ou Evento Integrador ou totalizador R Radioatividade Registrador ou Impressor S Velocidade ou frequência Speed Segurança Chave T Temperatura Transmissor U Multivariável Multifunção Multifunção Multifunção V Viscosidade Válvula W Peso ou Força weigh Poço X Não classificada Não classificada Não classificada Não classificada Y Indefinida Relé ou cálculo computacional Z Posição Elemento final de controle não Classifi Tabela 2 Símbolos gerais de instrumentos cont Tabela 3 Símbolos e Funções de Processamento de Sinais Diagrama de Processos Instrumentação PID Também conhecido como Piping Instrumentation Diagram Instrumento instalado no chão de fabrica no campo Instrumentos que são montados na planta de processo ou seja sensores instalados no equipamentos ou na tubulação do processo Montagem no chão de fabrica Os instrumentos no painel Instrumentos que são montados no painel de controle Diagrama de Processos Instrumentação PID Também conhecido como Piping Instrumentation Diagram Instrumentos atrás do painel invisível instrumentos que são montados atrás de um painel de controle Diagrama de Processos Instrumentação PID Também conhecido como Piping Instrumentation Diagram Diagrama de Processos Instrumentacao PID Também conhecido como Piping Instrumentation Diagram x Instrumentos que funcionam em Sistema de Controle Distribuido DCS Um Sistema de Controle Distribuido SCD referese a um sistema NA a de controle do processo dinamicos ou qualquer tipo de manufatureiras no qual os elementos de controle nao sao controle centralizados como cérebro mas sao distribuidos por todo o sistema com cada subcomponente do sistema controlado por um ou mais controladores Todo o sistema de controladores esta ligado por redes de comunicagao e monitoramento so Oma ae ee pe ae f a f es ag ey Exemplos PI Indicador de Pressao P 6 a variavel medida Pressao I a funcao de informacao ou passiva Neste caso podese ter varios tipos de instrumentos Desde um mandmetro mecanico a instrumentos eletrdnicos sofisticados Note que ao indicar P em um fluxograma a intengao é descrever que naquele determinado ponto desejase somente indicar a pressao independentemente do tipo de instrumento utilizado e Tl Indicador de Temperatura e LI Indicador de Nivel e SI Indicador de Velocidade e RI Indicador de Radioatividade e MI Indicador de Umidade e Al Indicador de Condutividade ou pH ou 02 etc e VI Indicador de Viscosidade Prof Ninoska Bojorge TEQUFF Exemplos PIC Indicador Controlador de Pressao Neste caso a funcao final é o controle de uma malha portanto a letra C da coluna fungao final A letra I somente uma funcgao passiva mencionando que o instrumento também esta indicando de alguma forma a variavel P pressao e TIC Indicador Controlador de Temperatura e LIC Indicador Controlador de Nivel e FIC Indicador Controlador de Vazao e JIC Indicador Controlador de Poténcia e SIC Indicador Controlador de Velocidade e BIC Indicador Controlador de Queima ou Combustao queimadores de caldeiras ou fomos ou outros Prof Ninoska Bojorge TEQUFF Exemplos LAH Alarme de Nivel Alto Neste exemplo a letra A define a fungao de informagao indicando que o instrumento esta sendo utilizado para um alarme A letra modificadora H complementa esta informagao indicando o parametro do alarme no caso nivel alto e TAH Alarme de Temperatura Alta e SAL Alarme de Baixa Velocidade e WAL Alarme de Peso Baixo Prof Ninoska Bojorge TEQUFF Exemplos e HV Valvula de controle manual A letra V indica a fungao final e a letra H indica a variavel inicial e LCV Valvula de controle de nivel autooperada Neste exemplo a letra C pode estar indicando que a valvula é autooperada e LV Valvula de nivel Geralmente esta notacao determina que se trata de uma valvula de controle proporcional Prof Ninoska Bojorge TEQUFF Exemplos Fluido transfere calor Fluido ra PRY TAL Processo NY rn ee 7 é if 3 er Simbologia simplificada CY Fluide trasfere Calor fa 3 68 WY Simbologia completa Prof Ninoska Bojorge TEQUFF Profª Ninoska Bojorge TEQUFF 75 Exemplos Apresentação da Documentação de um PID Profª Ninoska Bojorge TEQUFF 76 Basic Column Control System Tipos de Malhas de Controle e Controle Realimentado Feedback Control e Controle Antecipatério Feedforward Control e Controle de Razao Ratio Control e Contole em Cascata Prof Ninoska Bojorge TEQUFF Controle Feedback O e Um dos sistemas de controle de processo mais simples e Na malha de realimentagao medese uma variavel de processo e envia a sinal de medicao para um controlador o qual compara com o set point Se a variavel de processo nao estiver no set point realizara a medidas de controle para retornar a variavel de processo para o set point e Vantagem é simples usando unico transmissor e Este esquema de controle nao leva em consideragao nenhuma das outras variaveis no processo pen Entrada fic q Saida V100 Fluido Controle Feedback cont e Malhas Feedback sao frequentemente usadas na industria para o controle de processos A vantagem de uma malha feedback é que controla diretamente a variavel de processo desejada E como desvantagem de malhas de realimentacao é que a variavel de processo deve sair do setpoint para que o controlador execute uma agao pen Entrada fic Fluido LCVv100 Saida V100 Fluido Controle Feedback cont Exemplo 1 A figura abaixo mostra um tanque reservatorio de liquido para um sistema de caldeira Este sistema tem a temperatura desejada maxima de 120 C onde o aquecedor sera desligado quando a temperatura atingir a temperatura desejada Desenhe malha de controle feedback para o sistema Entrada Fluico Saida V100 Fluido Controle Feedforward O e Malha Feedforward ou Antecipatoria 6 um sistema de controle que antecipa as perturbagoes de carga e controlalos antes que eles possam impactar a variavel do processo e Para trabalhar com controle antecipado o usuario deve ter uma compreensao matematica de como as variaveis manipuladas impactara na variavel do processo Entrada Variavel de processo que do Fluido precisa ser controlada OL Temperatura Vapor Saida do LCV100 Fluido Controle Feedforward cont Oo e Uma vantagem do controle antecipatorio ou de alimentagao 6 que o erro é impedido em vez de corrigidos No entanto é dificil dar conta todos os possiveis disturbios de carga em um sistema através do controle antecipatorio e Em geral o sistema de antecipatorio deve ser usado no caso de que a variavel controlada tem o potencial de ser uma grande perturbagao de carga sobre a variavel de processo a ser controlada Entrada Varidvel de processo que do Fluido precisa ser controlada bp Temperatura Vapor Saida do LCV100 Fluido Exemplo 2 V100 FT Variável de processo que precisa ser controlada Pressão FC Y PI Controle Feedforward cont A seguinte figura mostra um reservatório gás comprimido A variável de processo que necessita ser controlada é a pressão sendo que a pressão deve manterse em 60 psi Esta pressão é controlada por meio da medição do fluxo de gás que entra ao tanque Desenhe o sistema de controle Feedforward BOILER Variável de Processo que precisa ser controlada Pressão Água Vapor quente PCV100 Controle Feedforward cont Exercício 1 A figura abaixo mostra um sistema de caldeira usado para fornecer vapor quente para uma turbina Este sistema precisa de fornecer vapor quente a 100 psi para uma turbina onde o PCV100 deve ser aberta quando a pressão atinge a pressão desejada Com o uso de controle de pressão por meio de medição de temperatura na caldeira desenhe um sistema da malha de controle feedforward Exercício 1 A figura abaixo mostra um sistema de caldeira usado para fornecer vapor quente para uma turbina Este sistema precisa de fornecer vapor quente a 100 psi para uma turbina onde o PCV100 deve ser aberta quando a pressão atinge a pressão desejada Com o uso de controle de pressão por meio de medição de temperatura na caldeira desenhe um sistema da malha de controle feedforward BOILER Variável de Processo que precisa ser controlada Pressão Água Vapor quente PCV100 Controle Feedforward cont TT TIC Y Resposta água Acido 2 parte de água 1 parte de ácido FT FT FF FIC Controle de Razão O controle de razão é usado para assegurar que dois ou mais fluxos sejam mantidos na mesma razão mesmo que os fluxos estejam mudando Controle de Razaoco mM Aplicagao e Mistura de dois ou mais fluxos para produzir uma mistura com uma composigao especificada e Jungao de dois ou mais fluxos para produzir uma mistura com proprie dades fisicas especificadas e Manter a mistura de ar e combustivel correta para a combustao is FN Wild Flow Remote Set Point agua Acido Fic Y TT NM Mixed Flow 2 parte de agua As 1 parte de acido Controlled Flow Pr Controle de Razao Auto ajustado e Se acaracteristica fisica do fluxo misturado é medido um controlador PID pode ser utilizado para manipular o valor da relagao e Por exemplo uma medigao da densidade indice de octano da gasolina cor ou outra caracteristica pode ser utilizada para controlar essa caracteristica através da manipulagao da proporao is FN Wild Flow Remote Set Point agua Acido Fic Y TT NM Mixed Flow 2 parte de agua A 1 parte de acido Controlled Flow Pr O controle em cascata usa a saida do controlador primario para manipular o ponto de o controlador secundario conjunto como se fosse o elemento de controlo final pe Objetivo Vapor Vv Fate a onrolador Permitir que o controlador secundario emperatura ros pe Primatiy seja mais rapido para lidar com Controlador Vazéo Seeundéno perturbagdes na malha secundaria ii Tonveaue Permitir controlador secundario para Oe lidar com valvula nao linear e outros problemas do elemento final de controle e Permitir controlar diretamente malha secundaria durante certos modos de operacao como startup Bcondensado Cascade Control cont Requisitos para controle em cascata vapor Os yy Dinamica do processo malha secundaria comrolado deve ser de pelo menos quatro vezes Koy Temperatura mais rapido que a dinamica da malha teecunaera primaria de controle do processo i Sensor transmissor Temperatur noe na Fluido es Amalha secundaria deve ter influéncia Process so sobre o malha primaria Malha secundaria deve ser medivel e controlavel BS ordensado Softwares para criar Prof Ninoska Bojorge TEQUFF oh Criando Fluxogramas Como fazer um fluxograma no Power Point e Com o PowerPoint vocé pode criar apresentagoes eficazes mas a maioria dos usuarios nao esta familiarizada com os fundamentos da criagao de fluxogramas e Fluxogramas sao bons para mostrar um projeto passo a passo por exemplo 2 Passo 1 Abra o PowerPoint e mude o l layout da pagina para Em branco Jal piesa oe Comparacao Somente thula Prof Ninoska Bojorge TEQUFF Profª Ninoska Bojorge TEQUFF 93 Como fazer um fluxograma no Power Point Passo 2 Ative as grades para orientarse durante o desenho dos objetos Passo 3 Para acessar os objetos do fluxograma clique em Formas Criando Fluxogramas Criando Fluxogramas Profª Ninoska Bojorge TEQUFF 94 Como fazer um fluxograma no Power Point Para acessar os objetos do fluxograma clique em Formas Criando Fluxogramas Criar fluxogramas para documentar procedimentos analisar processos indicar fluxo de trabalho ou de informações controlar custo e eficiência etc 95 No Microsoft Visio Profª Ninoska Bojorge TEQUFF Criando Fluxogramas Profª Ninoska Bojorge TEQUFF 96 No Microsoft Visio Profª Ninoska Bojorge TEQUFF 97 Criando Fluxogramas Profª Ninoska Bojorge TEQUFF 98 Criando Fluxogramas 99 AVEVA PID AVEVA PID Autocad PID Autocad PID CAD Schroers PID CAD Schroers PID Edrawsoft Edrawsoft Profª Ninoska Bojorge TEQUFF 100 Criando Fluxogramas VirtualPlant Outros Criando Sinoticos e Sistemas de Supervisao e Aquisigao de Dados SCADA proveniente do seu nome em inglés Supervisory Control and Data Acquisition Sao sistemas que utilizam softwares para monitorar e supervisionar as variaveis de processos e os dispositivos de um sistema de controle conectados através de drivers especificos Atualmente os SSCs do mercado possuem ferramentas para a geracao de relatorios na propria estagao de trabalho Os relatorios mais comuns que sao utilizados sao x Relatério de alarmes x Relatério de Acesso x Relatério de variaveis Prof Ninoska Bojorge TEQUFF Criando Sinoticos Empregando softwares comerciais que fornecem simbologia de equipamentos industriais numa biblioteca de objetos especificos para automagao industrial incluindo tubulagoes valvulas motores tanques PLC e simbolos oficiais do ISA illuminated C1 loon OH fis Tt SP ace mm fit i KAA Off 62 ie Hand Auto ial Oo 2 dk oe httpwwwreichardcom Prof Ninoska Bojorge TEQUFF Profª Ninoska Bojorge TEQUFF 103 Criando Sinóticos httpsalvadorolxcombrsoftwareindustriaiscomerciaispessoaisphpccaspmysqlmodbusrs485plcclpscadaiid14744893 104 Manuais de Operação da Planta Didática Smar Control System Documentation Applying Symbols and Identification Raymon Mulley ISA 1993 ABNT 03004 NBR 8190 Simbologia de Instrumentação Out1983 Bega E A Instrumentação Industrial 2 edição Rio de Janeiro Interciencia 2006 BRUSAMARELLO V BALBINOT A Instrumentação e fundamentos de medidas Vol 2 Rio de Janeiro LTC 2007 ALVES S LL Instrumentação Controle e Automação de processos Rio de Janeiro LTC 2005 Anderson Norman A Instrumentation for proccess measurement and control CRC Press 3a Ed 1997 Bibliografia httpwwwisarjorgbr httpwwwsymbolfactorynet httpwwwreichardcom httpwwwfemunicampbrinstmedCGIhtm wwwsamsondepdfenl101enpdf httpwwwapcnetworkcomAPCAddonsSourcecontrolsymbhtm httpwwwengineeringtoolboxcomprocesscontrolsystemst32html wwwfkkksautmmystaffarshadimageslecturePOT21bpfdpdf