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CET-AII – Sines Outubro de 2007
2 INDÚSTRIA DE PROCESSOS
A instrumentação na industria de processos
Instrumentação e a Gestão {
Informação e interacção
2
Inter-Fábrica
Fábrica
Sector
Célula
Máquina
Gestão Global
Planeamento Gestão Produção
Supervisão
Sincronização de Operações
Instrumentação
3
Gestão da Produção -Aprovisionamentos -Manutenção 2
Objectivos sectoriais dentro da cadeia produtiva
1
Conjunto de Operações elementares 0 Operações elementares Sensores, actuadores
Estrutura hierárquica do processo produtivo 3
A instrumentação na industria de processos
SENSORES, TRANSDUTORES E TRANSMISSORES DE SINAL {
SENSOR – Elemento directamente em contacto com a variável.
{
TRANSDUTOR – Traduz o valor da variável numa grandeza eléctrica.
{
TRANSMISSOR – Conjunto, Transdutor + Condicionador de Sinal, que traduz o valor da variável num Sinal Normalizado. Ex. 4 – 20 mA.
Grandeza física
Transdutor
Condicionador
Transmissão
Processamento
(eléctrico)
de sinal
(telemetria)
Representação
Medida
Fluxo de Informação
Sensor tensão, corrente, carga....... temperatura, pressão, deslocamento......
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A instrumentação na industria de processos
Exemplos Reais {
Transmissores
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A instrumentação na industria de processos
INDICADOR DE PRESSÃO LOCAL {
Manómetro com Válvula de isolamento
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A instrumentação na industria de processos
HISTÓRIA DA INSTRUMENTAÇÃO {
EVOLUÇÃO DA INSTRUMENTAÇÃO E DOS SINAIS NORMALIZADOS
Digital: Fieldbus
Digital + Analógica: HART 4-20 mA
Analógica: 4-20 mA Pneumática: 3-15 psi
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
2010
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A instrumentação na industria de processos
SALA DE CONTROLO
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A instrumentação na industria de processos
SALA DE CONTROLO
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A instrumentação na industria de processos
SALA DE CONTROLO
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A instrumentação na industria de processos
SALA DE CONTROLO
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A instrumentação na industria de processos
Diagrama do Processo
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A instrumentação na industria de processos
{.
SIMBOLOGIA ISA
13
A instrumentação na industria de processos
SIMBOLOGIA ISA - The Instrumentation, Systems and Automation Society {
Os Desenhos dos Sistemas de Controlo de Processos são designados por:
{
Diagrama de Controlo de Processos, Flow Sheets, Process and Instrumentation Diagrama, Fluxogramas ou simplesmente P&I,
{
Usam simbologia normalizada desenvolvida pela ISA - The Instrumentation, Systems and Automation Society (Ex Instrument Society of America). {
Simbolos de Linhas de Sinal e Processo Tubo Capilar Sinal Eléctrico Sinal Electromagnético Sónico ou Radioactivo Sinal Hidráulico Sinal Pneumático Processo Software ou link de dados Tubo com Traçagem
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A instrumentação na industria de processos
SIMBOLOGIA ISA - The Instrumentation, Systems and Automation Society {
{
Os instrumentos são representados por círculos (Ø≈10mm), quadrados e hexágonos. As válvulas são triângulos equiláteros (≈3mm de lado).
Exemplos:
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A instrumentação na industria de processos
Simbologia ISA (The Instrumentation, Systems and Automation Society) {
{
Os Diagramas ou P&I dos Processos usam simbolos de acordo com a ISA. Os instrumentos são representados por círculos, com letras e números. A 1ª letra representa a variável:
{
P – Pressão T – Temperatura F – Caudal (Flow) L – Nível (Level)
{
Letras seguintes representam a função:
{ { {
{ { { { { { {
I – Indicador R – Registador C – Controlador T – Transmissor V – Válvula S – Interruptor (switch) A - Alarme z H – Alto (High) z L – Baixo (Low)
LIRAHL – Indicador Registador de Nível com Alarme de Alto e Baixo. 16
A instrumentação na industria de processos
Simbologia de Instrumentação PRIMEIRA Variável
LETRA Modificação
LETRAS SUCESSIVAS Função Passiva
Função de
Medida A
SIMBOLOGIA DE INSTRUMENTAÇÃO
Nomenclatura ISA
Significado das Letras
Analisador
B
Chama Queima
C
Condutividade
D
Densidade
E
Tensão (f.e.m.)
F
Caudal
G
Med.Dimensi.
H
Manual
I
Int. Eléctrica
J
Potência
K
Temporizador
L
Nível
M
Humidade
Alarme
Controlo Diferencial El. Primár.Med. Relação Vidro Alto Indicador Varrimento
Lâmpada
N
uso livre
uso livre
uso livre
Oríficio
P
Pressão Vácuo Quantidade
R
Radioactividade
S
Velocidade
Baixo Intermédio
O
Q
Modificação
Saída
uso livre
Totalizador Registador Segurança
Interruptor Transmissor
T
Temperatura
U
Multivariável
V
Viscosidade
W
Peso, Força
Baínha
X
Vários
Vários
Y
uso livre
Relé
Z
Posição
Actuador
Multifunção
Multifunção
Multifunção
Válvula
Vários
Vários
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A instrumentação na industria de processos
Simbologia de Instrumentação {
{
Exemplos de Simbologia ISA
Nomenclatura Completa
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A instrumentação na industria de processos
Simbologia de Instrumentação {
Exemplos de Nomenclaturas ISA Actuação de contacto Eléctrico
Indicador Controlador
Controlador Registador
PT
PS
PIC
PRC
PIA
LR
LT
LS
LIC
LRC
LIA
FI
FR
FT
FS
FIC
FRC
FIA
TEMPERª
TI
TR
TT
TS
TIC
TRC
TIA
VELOC.
SI
SR
ST
SS
SIC
SRC
SIA
Variável
Indicador local
Registador
PRESSÃO
PI
PR
NÍVEL
LI
CAUDAL
Transmissor de Sinal
Indicador com Alarme
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A instrumentação na industria de processos
Simbologia de Instrumentação {
Exemplos de Símbolos ISA
CAMPO
PAINEL
PI 1
Manómetro (Indicador local de pressão)
PS 2
PA 2
Pressostato (interruptor local) alarme no painel
PT 3
PI 3
Transmissor de pressão com indicador no painel
PT 4
PR 4
Transmissor com registador no painel
PR 5
PT 5 PS 5
PT6
CV 6
PA 5
PIC 6
Transmissor de pressão com registador e alarme no painel (pneumático)
{
Proposta da ISA para um loop de controlo de caudal, ligado a um sistema de fieldbus.
Malha de controlo constituida por transmissor, com indicador controlador no painel e válvula de controlo
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A instrumentação na industria de processos
Simbologia de Instrumentação - Aplicações
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A instrumentação na industria de processos
Simbologia de Instrumentação - Aplicações Vapor P = 75 Kg/cm 2 T = 450ºC
DN25 V 23
Água V22
V14
V15 V13
LT06
LI 06 Regulação de nível de3 elementos
LA 06
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A instrumentação na industria de processos
Simbologia de Instrumentação - Aplicações
Caldeira P = 75Kg / cm2 t=450 ºC
PT14
OPAC.T05
PI
OPACR
14
05 DCS
Regulação de combustão
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A instrumentação na industria de processos
Simbologia de Instrumentação - Aplicações LS1
P = 0,5 Kg/cm2 T= 110ºC
DN25 liga a bomba
1m Zona de funcionamento da bomba 3,5m Desliga a bomba TS 01
V014
V015 V013
100P001
LICA 100LT01
01
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A instrumentação na industria de processos
Simbologia de Instrumentação - Aplicações
LA 03 LT 03 LIR 03 Nível: Tipo Borbulhador Quando o nível atingir os 6m: Paragem da Bomba e Arranque do Agitador O Agitador deverá funcionar durante 5 minutos
Arranque e paragem do agitador
Leite de cal d= 1,3
Nível > 6m Alarme
Arranque e paragem da bomba
7m
M3~
M03 V50
P03
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A instrumentação na industria de processos
Simbologia de Instrumentação - Aplicações
V50
Nível por pressão hidrostática Nível =2,5m Arranque da bomba Nível = 7m Paragem da bomba, arranque do agitador e trabalha 2 minutos
Leite de cal d= 1,3
Nível > 7m Alarme
7000
Arranque e paragem da bomba
M3~
P04
M04
Arranque e paragem do agitador
LAH 04
1200 LT 04
LI 04
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A instrumentação na industria de processos
Simbologia de Instrumentação - Aplicações
Nível por pressão hidrostática “Flangeado”
V50
Nível =3m Arranque da bomba e do agitador Nível = 7m Paragem da bomba, o agitador pára 2 minutos depois
Leite de cal d= 1,3
Nível <2m Alarme
Arranque e paragem da bomba
7000 Arranque e paragem do agitador
LAL 05 LT 05 M3~
P05
M05
LI 05
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A instrumentação na industria de processos
Simbologia de Instrumentação - Aplicações
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A instrumentação na industria de processos
Simbologia de Instrumentação - Aplicações
Caldeira P = 75Kg/cm2 t=450ºC
Vapor BP
Ventilador
DN1425 AR
Venturi Tanque condensados V55
V56
AS
FT02
FR
02
DCS
Regulação de combustão
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A instrumentação na industria de processos
Simbologia de Instrumentação - Aplicações
FT 03
Tanque diário
DN 1´´
Queimadores
F
Controlo de combustão FQ 03
DCS
Válvula de regulação de fuel
FR 03
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A instrumentação na industria de processos
Simbologia de Instrumentação - Aplicações
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A instrumentação na industria de processos
Simbologia de Instrumentação - Aplicações
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A instrumentação na industria de processos
Simbologia usada nos P&I Válvulas
Equipamentos
Depósitos
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A instrumentação na industria de processos
Simbologia usada nos P&I {
Algumas Abreviaturas usadas em Instrumentação
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A instrumentação na industria de processos
Exemplo de P&I
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A instrumentação na industria de processos
EXEMPLO DE P&I
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A instrumentação na industria de processos
EXEMPLO DE P&I
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38
{
Ecrãn de um Sistema DCS
