aula 13 - isa 5.1 ma - símbolos e identificação de instrumentação

Norma ISA-5.1-1984 (R1992)

Símbolos e Identificação de Instrumentação

Laboratório Instrumentação Eletrônica II Senai-ES - Cetec Professor: Eduardo Luiz Ferreira Silva

1 Objetivo

A norma ANSI/ISA-S5.1-1984 (R1992) Instrumentation Symbols and Identification tem o objetivo de estabelecer um meio uniforme de designar instrumentos e sistemas de instrumentação usados para medição e controle. Para esta finalidade, é apresentado um sistema de designação que inclui símbolos e um código de identificação.

2 Escopo

2.1. Geral

As necessidades procedurais de vários usuários são diferentes. A norma reconhece estas necessidades, quando eles forem consistentes com os objetivos da norma, fornecendo métodos alternativos de simbolismo. Vários exemplos são mostrados para adicionar informação ou simplificar o simbolismo, quando desejado.

Símbolos dos equipamentos de processo são parte desta norma, mas são incluídos somente para ilustrar aplicações de símbolos de instrumentação.

2.2. Aplicação às indústrias

A norma é adequada para uso em indústrias químicas, petróleo e gás, geração de potencia, ar condicionado e ventilação, metalurgia e mineração, papel e celulose e outras.

Certos campos, como astronomia, navegação e medicina, usam instrumentos muito especializados que são diferentes dos instrumentos convencionais da indústria de processo. Nenhum esforço específico foi feito para que esta norma satisfaça as exigências destes campos. Porém, é esperado que a norma seja suficientemente flexível para satisfazer muitas necessidades destes campos específicos.

2.3. Aplicação a atividades de trabalho

A norma é conveniente para uso sempre que qualquer referencia a um instrumento a função de sistema de controle for requerida para os objetivos de simbolização e identificação. Tais referências podem ser requeridas para os seguintes usos, bem como outros:

Esquemas de projeto

Exemplo de treinamento

Artigos técnicos, literatura e discussões

Diagramas de sistema de instrumentação, diagramas de malha, diagramas lógicos

Descrições funcionais

Diagramas de Fluxo: de Processo, Mecânico, Engenharia, Sistemas, Tubulações (processo) e Instrumentação

Desenhos de construção

Especificação, ordens de compra,

Manifestos e outras listas A norma tem o escopo de fornecer

informação suficiente para possibilitar a qualquer pessoa de rever qualquer documento mostrando a medição e controle de processo (que tem uma quantidade razoável de conhecimento de processo) a entender os significados da medição e controle do processo. O conhecimento detalhado de um especialista em instrumentação não é um pré-requisito para este entendimento.

2.4. aplicação a classes de instrumentação e para funções de instrumento

Os métodos de simbolismo e identificação fornecidos nesta norma são aplicáveis a todas as classes de instrumentação de medição e controle de processo. Eles podem ser usados não somente para descrever instrumentos discretos e suas funções, mas também para descrever as funções analógicas de sistemas que são chamadas de display compartilhado, controle distribuído, controle compartilhado e controle de computador.

2.5. Extensão da identificação funcional

Esta Norma provê a identificação e simbologia das funções chave de um instrumento. Detalhes adicionais do instrumento são mais bem descritos em uma folha de especificação conveniente ou em outro documento apropriado para fornecer tais detalhes.

2.6. Extensão da identificação de malha

Norma ISA 5.1 cobre a identificação de um instrumento e todos os outros instrumentos ou funções de controle associadas com ele em uma malha. O usuário está livre para aplicar identificação adicional, através de

Número de série Número de unidade Número de área Número de planta Qualquer outro meio

3 Definições

Para entendimento da Norma são utilizadas as seguintes definições: Para um tratamento mais completo, ver a série de normas ISA 51.1 e ISA 75.

Acessível (Accessible)

Aplicado a equipamento ou função que pode ser vista ou usada por um operador com o objetivo de fazer: Ação de controle, Mudança de SP, Transferência A/M e Ação liga-desliga.

Alarme

Um equipamento ou função que sinaliza a existência de uma condição anormal, por meio de uma mudança discreta sonora ou visível ou ambas, com a intenção de chamar a atenção e exigir uma ação do operador, nun intervalo de tempo determinado.

Não é recomendável que o termo chave de alarme ou alarme seja usado para designar um equipamento cuja operação seja simplesmente fechar ou abrir um circuito que pode ou não ser usado para intertravamento normal ou anormal, shutdown, atuação de uma lâmpada piloto ou um dispositivo de alarme ou semelhante. O primeiro equipamento é corretamente chamado como uma chave de nível, uma chave de vazão, porque o chaveamento é o que o equipamento faz. O equipamento pode ser designado como um alarme somente se o equipamento em si contiver a função alarme.

Atrás do Painel (Behind the panel)

Termo aplicado a instrumentos inacessíveis ao operador e que normalmente estão localizados no interior do painel ou em armários separados.

Balão (bubble)

Circulo que contem a identificação do instrumento.

Binário (Binary)

Termo aplicado a um dispositivo ou sinal que tem somente 2 posições ou estados. Quando usado na sua forma mais simples, como em "SINAL BINÁRIO" (oposto a "SINAL ANALÓGICO"), o termo representa os estados "LIGA/DESLIGA" ou "ALTO/BAIXO", isto é, não representa uma contínua variação de quantidade.

Chave (Switch)

Dispositivo que conecta, desconecta ou transfere um ou mais circuitos, manualmente ou automaticamente. Neste caso deverá ser atuado diretamente pela variável de processo ou seu sinal representativo e, sua saída poderá

ser utilizada para acionar alarmes, lâmpadas pilotos, intertravamentos ou sistemas de segurança

Configurável

Termo aplicado a um dispositivo ou sistemas cuja estrutura ou característica funcional poderão ser selecionada ou rearranjada através de programação ou outros métodos. O conceito exclui rearranjo de fiação como meio de alterar a configuração.

Comutável Logicamente (Assignable)

Termo aplicado a uma característica que permite logicamente o direcionamento de um sinal de um dispositivo para outro sem a necessidade de comutação manual, ligação provisória ou mudança na fiação.

Controlador (Controller)

Dispositivo que tem por finalidade manter em um valor pré-determinado, uma variável de processo. Esta atuação poderá ser feita manual ou automaticamente, agindo diretamente na variável controlada ou indiretamente através de outra variável, chamada de variável manipulada.

Controlador Multi-Malha (Compartilhado)

Controlador com algorítmos pré-programados que são usualmente acessíveis, configuráveis e comutáveis logicamente, contendo várias entradas e saídas, capaz de controlar simultaneamente diversas malhas de controle.

Controlador Programável (Programable Logic Controller)

Controlador com múltiplas entradas e saídas, que contém um programa que poderá ser configurado.-

Conversor (Converter)

Dispositivo que recebe informação em uma forma de um sinal de instrumento e transmite um sinal de saída em outra forma. Tanto a entrada como a saída do conversor são de natureza elétrica (ISA 37-1)

O instrumento que converte o sinal de um sensor para um sinal padronizado deverá ser designado como transmissor. Dessa forma na malha de temperatura o componente ligado ao elemento primário (TE) deverá ser designado como transmissor (TT) e não como conversor (TY).

Digital

Designação aplicada a dispositivos ou sinais que utilizem dígitos binários para

representar valores contínuos ou estados discretos.

Elemento Final de Controle (Final Control Element)

Dispositivo que altera diretamente o valor da variável manipulada de uma malha de controle.

Elemento Primário ou Sensor

Parte de uma malha ou de um instrumento que primeiro sente o valor da variável de processo e que assume um estado ou sinal de saída, pré-determinado e inteligível, correspondente ao valor da variável de processo.

Estação de Controle (Control Station)

É uma estação manual de controle provida de chave de transferência de controle manual para automático e vice-versa. É também conhecida como estação seletora auto-manual. Como extensão, podemos dizer que a interface homem-máquina de um sistema de controle distribuído pode ser considerada como uma Estação de Controle.

Lâmpada Piloto (Pilot Light)

Lâmpada que indica estados operacionais de um sistema ou dispositivo.

Local

Termo que designa a localização de um instrumento que não está montado em painel ou sala de controle. Os instrumentos locais deverão estar próximos aos elementos primários ou finais de controle. A palavra "campo" é frequentemente utilizada como sinônimo de local.

Malha (Loop)

Combinação de dois ou mais instrumentos ou funções de controle interligados para medir e/ou controlar uma variável de processo.

Medição (Measurement)

Determinação da existência ou magnitude de uma variável. Todos os dispositivos usados direta ou indiretamente com esse propósito são chamados de instrumentos de medida.

Monitor

Designação geral para um instrumento ou sistema de instrumentos utilizados para medir ou detectar o estado ou a grandeza de uma ou mais variáveis.

Mostrador Compartilhado (Shared display)

Parte do dispositivo (usualmente uma tela de vídeo) que permite apresentar ao operador as informações de diversas malhas de controle.

Painel (Panel)

É um conjunto de instrumentos montados em estruturas, que abriga a interface do operador com o processo. O painel pode consistir de uma ou mais seções, cubículos, consoles ou mesas de operador.

Painel Local (Local Panel)

Painel que não é considerado central ou principal e que contém os instrumentos de controle, indicação e/ou segurança de determinado equipamento ou sistema. Em geral deverá ser montado próximo do equipamento ou sistema.

Ponto de Ajuste (Set Point)

O valor desejado da variável controlada. O ponto de ajuste pode ser estabelecido manualmente, automaticamente ou de modo programado. Seu valor é expresso na mesma unidade de engenharia da variável controlada.

Ponto de Teste (Test Point)

Tomada de conexão do sensor ao processo onde normalmente se instala um instrumento em caráter temporário ou intermitente para medição de uma variável de processo.

Programa (program)

Sequência repetitiva de ações que define o estado das saídas numa relação fixa com um conjunto de entradas.

Relé (Relay)

Dispositivo que conecta, desconecta ou transfere um ou mais circuitos, automaticamente, não atuado diretamente pela variável de processo ou seu sinal representativo, isto é, atuado por chaves, controladores de duas posições ou outros relés.

Sistema de Controle Distribuído (Distributed Control System)

Sistema que embora funcionalmente integrado, consiste de subsistemas que poderão estar fisicamente separados e montados remotamente um do outro, obedecendo a uma hierarquia configurável.

Transdutor

Termo genérico para um equipamento que recebe informação na forma de uma ou mais quantidades físicas, modifica a informação ou sua forma, se necessário, e produz um sinal de

saída resultante. Dependendo da aplicação, o transdutor pode ser o elemento primário, transmissor, rele ou conversor. Em instrumentação (ISA 37-1), transdutor é o instrumento cujas entradas e saídas são sinais padrão. Exemplos de transdutor: instrumento com entrada de 20 a 100 kPa e saída de 4 a 20 mA cc e instrumento com entrada de 4 a 20 mA cc e saída de 20 a 100 kPa.

Transmissor (Transmiter)

Dispositivo que sente uma variável de processo por meio de um elemento primário e que produz uma saída cujo valor é geralmente proporcional ao valor da variável de processo. O elemento primário poderá ser ou não parte integrante do transmissor.

Válvula de Controle (Control Valve)

Dispositivo que manipula diretamente a vazão de um ou mais fluídos de processo. Não deverão ser consideradas as válvulas manuais de bloqueio e as válvulas de retenção auto-atuadas. A designação de válvula de controle manual deverá ser limitada a válvulas atuadas manualmente que são usadas para regulagem de vazões de fluídos de processo ou necessitem de identificação como instrumento.

Variável Diretamente Controlada

Variável cujo valor medido origina um sinal de modo a originar um controle de "feedback".

Variável Manipulada

Quantidade ou condição que varia em função do sinal de erro para mudar o valor de uma variável controlada.

Variável de Processo

Qualquer propriedade mensurável de um processo.

Varredura

Função que consiste em amostrar, intermitentemente, de uma maneira pré-determinada cada uma das variáveis de um grupo. Normalmente, a finalidade de dispositivos com varredura é indicar o estado ou valor de variáveis, porém poderão estar associados a outras funções tais como registro e alarme.

4. Roteiro de um sistema de identificação

4.1. Geral

Cada instrumento ou função programada deverá ser identificado por um conjunto de letras que o classifica funcionalmente e por um conjunto de algarismos que indica a malha a qual pertence o instrumento ou função programada, obedecendo a seguinte estrutura:

O número da malha do instrumento pode

incluir informação codificada, tal como designação de área. É também possível estabelecer séries de números específicas para designar funções especiais, por exemplo, a série 900 a 999 poderia ser usada para malhas cuja função principal esteja relacionada com segurança.

Cada instrumento pode ser representado no diagrama por um símbolo. O símbolo pode ser acompanhado por um número de identificação (tag).

4.2. Identificação Funcional

A identificação funcional de um instrumento ou seu equivalente funcional consiste de letras cujo significado está indicado na Tabela I e inclui uma primeira letra (designando a variavel medida ou inicializada) e uma ou mais letras sucessoras (identificando as funções executadas).

A identificação funcional deverá ser estabelecida de acordo com a função do instrumento ou função programada e não de acordo com sua construção. Assim, um registrador de pressão diferencial usado para registro de vazão deverá ser identificado por FR. Um indicador de pressão e um pressostato conectado à saída de um transmissor de nível deverão ser identificados respectivamente como LI e LS.

Em uma malha de instrumento, a primeira letra da identificação funcional é escolhida de acordo com a variável medida ou variável inicializadora e não de acordo com a variável manipulada. Assim, uma válvula de controle variando a vazão de acordo com a saída de um controlador de nível, é uma LV e não uma FV.

As letras sucessivas de uma identificação funcional designam uma ou mais função passiva ou funções de saída. Algumas letras poderão ser utilizadas como modificadoras. A letra modificadora altera ou complementa o significado da letra precedente. As letras modificadoras podem modificar ou a primeira letra ou as letras sucessivas, como aplicável. Assim, TDAL contem dois modificadores: A letra D modifica a variável medida T em uma nova variável: temperatura diferencial. A letra L restringe a função de leitura Alarme, A, para representar um alarme de baixo (Low – L).

A seleção das letras de identificação deverá estar de acordo com a Tabela I.Letras funcionais de leitura ou passivas seguem em qualquer orem e as letras funcionais de saída seguem estas em qualquer seqüência, exceto a letra de saída C (controle) que prece a letra de saída V (válvula). Por exemplo, PCV, uma válvula de controle auto-regulada. Porem, as letras modificadoras, se usadas, são interpostas de modo que elas sejam colocadas imediatamente depois das letras que elas modificam.

Dispositivo com Funções Múltiplas pode ser representado nos fluxogramas tantos símbolos quantos forem as variáveis medidas, saídas ou funções. Assim, por exemplo, um controlador de temperatura com uma chave deverá ser representado por dois círculos tangentes, e identificado com TIC-3 e o outro com TSH-3. O instrumento seria designado TIC/TSH-3 para todos os usos. Se desejado, porém, a abreviação TIC-3 pode servir para a identificação geral ou para compra, enquanto TSH-3 pode ser usado para diagramas de circuito elétrico.

O número de letras funcionais agrupadas para um instrumento deve ser mantido a um mínimo, de acordo com o julgamento do usuário. A identificação funcional deverá ser composta de no máximo 4 letras. Dentro deste limite, recomenda-se ainda, usar o mínimo de letras, adotando os seguintes procedimentos: (a) para instrumentos com funções múltiplas,

as letras poderão ser divididas em subgrupos

(b) no caso de um instrumento com indicação e registro da mesma variável, a letra I poderá ser omitida. Todas as letras da identificação funcional

deverão ser maiúsculas.

4.3. Identificação da Malha

A identificação da malha consiste de uma primeira letra e um numero. Cada instrumento dentro de uma malha tem atribuído a si o mesmo número de malha e, no caso de numeração paralela, a mesma primeira letra. Cada instrumento na malha tem uma única identificação de malha. Um instrumento comum a duas ou mais malhas deve ter a identificação da malha que for considerada predominante.

A numeração da malha pode ser paralela ou serial. A numeração paralela envolve começar uma seqüência numérica para cada nova primeira letra, ou seja, TIC-100, FRC-100, LIC-100, AI-100. Numeração serial envolve usar uma simples seqüência de números para um projeto ou para grandes seções de um projeto, independente da primeira letra da identificação da malha, por exemplo, TIC-100, FRC-102, LIC-102, AI-103. uma seqüência de numeração de malha pode começar com 1 ou qualquer outro número conveniente, tais como 001, 301 ou 1201. O numero pode incorporar informação codificada, porem recomenda-se ser simples.

Em uma dada malha que tenha mais do que um instrumento com a mesma identificação funcional, deve-se acrescentar um sufixo ao número da malha, e.g., FV-2ª, FV-2B, FV-2C ou TE-25-1, TE-25-2, TE-25-3. Porém, pode ser mais conveniente ou lógico em uma dada aplicação, designar um para de transmissores de vazão, por exemplo, como TF-2 e FT-3 em vez de FT-2ª d FT-2B. Os sufixos podem ser aplicados de acordo com as seguintes recomendações:

1. Usar ums letra como sufixo em maiúsculo, como A, B, C.

2. Para um instrumento como um registrador multiponto de temperatura que imprime números para identificação do ponto, os elementos primários podem ser numerados como TE-25-1, TE-25-2, TE-25-3,..., correspondendo ao número de identificação do ponto.

3. Subdivisões adicionais de uma malha podem ser designadas por alternando serialmente letras e números sufixos.

Um instrumento que executa duas ou mais funções pode ser designado por todas as suas funções. Por exemplo, um registrador de vazão FR-2 com uma pena para pressão PR-4 pode ser designado por FR-2/PR-4. Um registrador de duas pressões pode ser PR-7/8 e uma janela de anunciador de alarme para alarmes de alta e baixa de temperatura pode ser TAHL-21. Note que o travessão (/) não é necessário quando separar distintamente equipamentos que não estão presentes.

Acessórios de instrumento, tais como medidores de purga, conjuntos de filtro-regulador e potes de selagem não são explicitamente mostrados em um diagrama mas que necessitam de designação para outros objetivos devem ser tagueados individualmente de acordo com suas funções e devem usar a mesma identificação de malha do instrumento que eles servem diretamente. Aplicação para tal designação não implica que o acessório deva ser mostrado no diagrama. Alternativamente, os acessórios podem usar o número de tag idêntico ao do seus instrumentos associados, mas com palavras de esclarecimento adicionadas. Assim, um flange associado à placa de orifício FE-7 pode ser tagueado como FX-7, mas também pode ser tagueado FE-7 FLANGES. Um medidor de purga associado com um manômetro PI-8 pode ser tagueado como PI-8 PURGA. Um poço termal usado com o termômetro TI-9 pode ser tagueado como TW-9 mas pode também ser tagueado como TI-9 POÇO.

As regras para identificação de malha não precisam ser aplicadas a instrumentos e acessórios que sejam comprados em grande quantidade se for prática do usuário identificar estes itens por outros meios.

4 Símbolos

Os exemplos nesta norma ilustram os símbolos que devem mostrar instrumentos em diagramas e desenhos. Métodos de simbolização e identificação são demonstrados. Os exemplos mostram identificação que seja típica para o instrumento figurado ou inter-relações funcionais. Os símbolos indicam os vários instrumentos ou funções que tenham sido aplicadas em modos típicos nas ilustrações. Este uso não implica, porém, que as aplicações ou designações dos instrumentos ou funções sejam restritas a este modo. Nenhuma inferência deve ser tomada que a escolha de qualquer esquema para ilustração constitui uma recomendação para os métodos ilustrados de medição ou controle. Onde símbolos alternativos forem mostrados sem uma indicação de preferência, a seqüência relativa de símbolos não implica uma preferência.

O balão pode ser usado para taguear símbolos distintos, tais como os de válvulas de controle, quando tal tag for desejado. Em tais casos, a linha ligando o balão ao símbolo do instrumento é desenhada próximo, mas não tocando, o símbolo. Em outros casos, o balão serve para representar o próprio instrumento.

Um símbolo distinto cuja relação ao resto da malha é facilmente aparente do diagrama,

não precisa ser tagueado individualmente no diagrama. Por exemplo, um flange que fixa a placa de orifício ou uma válvula de controle que seja parte de um sistema maior não precisa ser mostrada com um tag número em um diagrama. Também, onde houver um elemento primário conectado a outro instrumento em um diagrama, é opcional usar um símbolo para representar o elemento primário no diagrama.

Uma breve nota explicatória pode ser colocada próxima do símbolo ou linha para esclarecer a função de um item. Por exemplo, a notação de 20-60 kPa e 60 -100 kPa adjacentes às linhas de sinal pneumática a duas válvulas operando na filosofia de faixa dividida (split range), tomadas juntos com os símbolos para os modos de falha, permitem completar o entendimento do sistema. Do mesmo modo, quando duas válvulas são operadas em um modo divergente ou convergente de um sinal comum, as notações 20-100 kPa e 100-20 kPa juntos com os modos de falha, permitem entender a função.

Os tamanhos dos balões de tag e os símbolos de miscelânea mostrados nos exemplos são os tamanhos geralmente recomendados/ porém, os tamanhos ótimos podem variar de acordo com os tamanhos dos diagramas finais e com o número de caracteres usados nos tags do instrumento. Os tamanhos de outros símbolos podem ser selecionados quando apropriado para acompanhar os símbolos de outro equipamento em um diagrama.

Além das exigências gerais de desenho para arrumação e legibilidade, os símbolos podem ser desenhados em qualquer orientação. Do mesmo modo, linhas de sinal podem ser desenhadas em diagramas entrando ou saindo a parte apropriada de um símbolo em qualquer ângulo. Porém, os designadores de bloco de função da Tabela 3 e os tag números devem sempre ser desenhados na orientação horizontal. Setas de direção podem ser adicionadas às linhas de sinal quando necessário para clarificar a direção do fluxo da informação. O uso criterioso de tais setas, especialmente em desenhos complexos, geralmente facilita o entendimento do sistema.

As alimentações elétrica, pneumática e outras para um instrumento não precisa ser mostrada a não ser que seja essencial para um entendimento da operação do instrumento ou da malha.

Em geral, uma linha de sinal é suficiente para representar as interligações entre dois instrumentos em fluxogramas mesmo que elas sejam ligadas fisicamente por mais de uma linha.

A seqüência em que os instrumentos ou funções de uma malha são interligados em um diagrama deve refletir a lógica funcional ou o fluxo da informação, embora este arranjo não corresponda necessariamente à seqüência de conexão do sinal. Assim, uma malha eletrônica usando sinais analógicos de tensão requer fiação paralela, enquanto uma malha usando sinais analógicos de corrente requer ligação série. Porém, o diagrama em ambos os casos deve ser desenhado como se toda a fiação fosse paralela, para mostrar as inter-relações funcionais claramente enquanto mantendo a apresentação independe do tipo de instrumentação finalmente instalada. As interligações corretas devem ser mostradas em diagramas apropriados.

O grau de detalhe a ser aplicado a cada documento ou esquema é inteiramente à livre escolha do usuário da norma. Os símbolos e designações nesta norma podem mostrar tanto o equipamento como a função. Esquemas e artigos técnicos usualmente contem simbolismo e identificação muito simplificados. Fluxograma de processo usualmente é menos detalhado que o fluxograma de engenharia. Fluxograma de engenharia pode mostrar todos componentes em linha, mas pode diferir de um usuário para outro na quantidade de detalhes mostrados off-line. Em qualquer caso, deve-se estabelecer uma consistência para cada aplicação. Os termos simplificado, conceitual e detalhado como aplicados aos diagramas dos exemplos desta norma (6.2) foram escolhidos para representar uma comparação de usos típicos. Cada usuário deve estabelecer o grau de detalhe que satisfaz os objetivos do documento ou esquema especifico sendo gerado.

É uma prática comum para fluxogramas de engenharia omitir os símbolos de componentes do equipamento de intertravamento que são realmente necessários para um sistema operar, principalmente quando simbolizando sistemas elétricos de intertravamento. Por exemplo, a chave de nível pode ser mostrada como desligando uma bomba ou chaves separadas de vazão e pressão podem ser mostradas como atuando uma válvula solenóide ou outros equipamentos de intertravamento. Em ambos os exemplos, os reles elétricos auxiliares e outros componentes podem ser considerados detalhes para serem mostrados em outro lugar. Do mesmo modo, um transformador de corrente geralmente será omitido e seu receptor mostrado ligado diretamente ao processo, neste caso, o motor elétrico.

Por causa das diferenças entre display e controle compartilhado com funções de computador serem pequenas e confusas, a

escolha de símbolos para representá-los pelo usuário deve ser basear nas definições do fabricante, uso em determinada indústria e julgamento pessoal.

5 Tabelas

A finalidade das tabelas é definir certos blocos de identificação e sistemas de representação simbólica usados nesta norma, de modo conciso e de modo facilmente refenciado.

Tabela 1: Letras de Identificação junto

com as Notas para a Tabela 1, define e explica os designadores de letra individual usados como identificadores funcionais de acordo com as regras da Identificação Funcional (4.2)

Tabela de Combinações Típicas de Letras, tenta facilitar a tarefa de escolher combinações aceitáveis de letras de identificação.

Tabela 3, Blocos de Funções – Designações de Função, é uma adaptação do método de diagramação funcional da SAMA (Scientific Apparatus Manufactures Association) Dois usos básicos são encontrados nestes símbolos:

1. Blocos de função isolados em diagramas conceituais ou

2. Como bandeiras (flags) que designam funções executadas por balões em desenhos mais detalhados.

Um terceiro uso é uma combinação dos dois primeiros e é encontrada em sistemas compartilhados de controle onde, por exemplo, a linha do sinal da variável medida entra um bloco de função raiz quadrada que é desenhado junto com o controlador compartilhado.

Duas omissões serão notadas: o símbolo SAMA para Transferência e aquele para um Gerador de Sinal Analógico. Como a finalidade final do simbolismo da norma ISA S5.1 requer a identificação associada com um símbolo, é recomendável usar o balão HIC (estação manual) para um gerador de sinal analógico uma balão HS (chave manual) com ou sem um balão do relé para uma função transferência.

Tabela 1 – Letras de Identificação

Notas para a Tabela 1 - Letras de Identificação

1. Uma letra de escolha do usuário tem o objetivo de cobrir significado não listado que é necessário em uma determinada aplicação. Se usada, a letra pode ter um significado como de primeira letra ou de letras subsequentes. O significado precisa ser definido uma única vez em uma legenda. Por exemplo, a letra N pode ser definida como módulo de elasticidade como uma primeira letra ou como osciloscópio como letra subsequente.

2. A letra X não classificada tem o objetivo de cobrir significado não listado que será usado somente uma vez ou usado em um significado limitado. Se usada, a letra pode ter qualquer número de significados como primeira letra ou como letra subsequente. O significado da letra X deve ser definido do lado de fora do círculo do diagrama. Por exemplo, XR pode ser registrador de consistência e XX pode ser um osciloscópio de consistência.

3. A forma gramatical do significado das letras subsequentes pode ser modificado livremente. Por exemplo, I pode significar indicador, ou indicação; T pode significar transmissão ou transmissor.

4. Qualquer primeira letra combinada com as letras modificadoras D (diferencial), F (relação), M (momentâneo), K (tempo de alteração) e Q (integração ou totalização) representa uma variável nova e separada e a combinação é tratada como uma entidade de primeira letra. Assim, os instrumentos TDI e TI indicam duas variáveis diferentes: diferença de temperatura e temperatura. As letras modificadoras são usadas quando aplicável.

5. A letra A (análise) cobre todas as análises não descritas como uma escolha do usuário. O tipo de análise deve ser especificado fora do circulo de identificação. Por exemplo, análise de pH, análise de O2. Análise é variável de processo e não função de instrumento, como muitos pensam principalmente

por causa do uso inadequado do termo analisador. 6. O uso de U como primeira letra para multivariável em lugar de uma combinação de outras primeiras letras é opcional. É recomendável usar as

primeiras letras especificas em lugar da letra U, que deve ser usada apenas quando o número de letras for muito grande. Por exemplo, é preferível usar PR/TR para indicar um registrador de pressão e temperatura em vez de UR. Porém, quando se tem um registrador multiponto, com 24 pontos e muitas variáveis diferentes, deve-se usar UR.

7. O uso dos termos modificadores alto (H), baixo (L), médio (M) e varredura (J) é opcional. 8. O termo segurança se aplica a elementos primários e finais de proteção de emergência. Assim, uma válvula auto atuada que evita a operação de

um sistema de fluido atingir valores elevados, aliviando o fluido do sistema tem um tag PCV (válvula controladora de pressão). Porém, o tag desta válvula deve ser PSV (válvula de segurança de pressão) se ela protege o sistema contra condições de emergência, ou seja, condições que são perigosas para o pessoal ou o equipamento e que são raras de aparecer. A designação PSV se aplica a todas as válvulas de proteção contra condições de alta pressão de emergência, independente de sua construção, modo de operação, local de montagem, categoria de segurança, válvula de alívio ou de segurança. Um disco de ruptura tem o tag PSE (elemento de segurança de pressão).

9. A função passiva G se aplica a instrumentos ou equipamentos que fornecem uma indicação não calibrada, como visor de vidro ou monitor de televisão. Costuma-se aplicar TG para termômetro e PG para manômetro, o que não é previsto por esta norma.

10. A indicação normalmente se aplica a displays analógicos ou digitais de uma medição instantânea. No caso de uma estação manual, a indicação pode ser usada para o dial ou indicador do ajuste.

11. Uma lâmpada piloto que é parte de uma malha de instrumento deve ser designada por uma primeira letra seguida pela letra subsequente L. Por exemplo, uma lâmpada piloto que indica o tempo expirado deve ter o tag KQL (lâmpada de totalização de tempo). A lâmpada para indicar o funcionamento de um motor tem o tag EL (lâmpada de voltagem), pois a voltagem é a variável medida conveniente para indicar a operação do motor ou YL (lâmpada de evento) assumindo que o estado de operação está sendo monitorado. Não se deve usar a letra genérica X, como XL

12. O uso da letra U para multifunção, vem vez da combinação de outras letras funcionais é opcional. Este designador não específico deve ser usado raramente.

13. Um dispositivo que liga, desliga ou transfere um ou mais circuitos pode ser uma chave, um relé, um controlador liga-desliga ou uma válvula de controle, dependendo da aplicação. Se o equipamento manipula uma vazão de fluido do processo e não é uma válvula manual de bloqueio liga-desliga, ela é projetada como válvula de controle. É incorreto usar o tag CV para qualquer coisa que não seja uma válvula de controle auto atuada. Para todas as aplicações que não tenham vazão de fluido de processo, o equipamento é projetado como:

a) Chave, se for atuada manualmente. b) Chave ou controlador liga-desliga, se for automático e for o primeiro dispositivo na malha. O termo chave é geralmente usado se o dispositivo é

aplicado para alarme, lâmpada piloto, seleção, intertravamento ou segurança. O termo controlador é usado se o dispositivo é aplicado para o controle de operação normal.

c) Relé, se for automático e não for o primeiro dispositivo na malha, mas atuado por uma chave ou por um controlador liga-desliga. 14. As funções associadas com o uso de letras subsequentes Y devem ser definidas do lado de fora do circulo de identificação. Por exemplo, FY

pode ser o extrator de raiz quadrada na malha de vazão; TY pode ser o conversor corrente para pneumático em uma malha de controle de temperatura. Quando a função é evidente como para uma válvula solenóide ou um conversor corrente para pneumático ou pneumático para corrente a definição pode não ser obrigatória.

15. Os termos modificadores alto, baixo, médio ou intermediário correspondem aos valores da variável medida e não aos valores do sinal. Por exemplo, um alarme de nível alto proveniente de um transmissor de nível com ação inversa deve ser LAH, mesmo que fisicamente o alarme seja atuado quando o sinal atinge um valor mínimo crítico.

16. Os termos alto e baixo quando aplicados a posições de válvulas e outras dispositivos de abrir e fechar são assim definidos: a) alto significa que a válvula está totalmente aberta b) baixo significa que a válvula está totalmente fechada

17. O termo registrador se aplica a qualquer forma de armazenar permanentemente a informação que permita a sua recuperação por qualquer modo.

18. Elemento sensor, transdutor, transmissor e conversor são dispositivos com funções diferentes, conforme ISA S37.1. 19. A primeira letra V, vibração ou análise mecânica, destina-se a executar as tarefas em monitoração de máquinas que a letra A executa em uma

análise mais geral. Exceto para vibração, é esperado que a variável de interesse seja definida fora das letras de tag. 20. A primeira letra Y se destina ao uso quando as respostas de controle ou monitoração são acionadas por evento e não acionadas pelo tempo. A

letra Y, nesta posição, pode também significar presença ou estado. 21. A letra modificadora K, em combinação com uma primeira letra como L, T ou W, significa uma variação de taxa de tempo da quantidade medida

ou de inicialização. A variável WKIC, por exemplo, pode representar um controlador de taxa de perda de peso. 22. A letra K como modificador é uma opção do usuário para designar uma estação de controle, enquanto a letra C seguinte é usada para descrever

controlador automático ou manual.

Tabela 2 a– Combinações Típicas de Letras (Dividida em 3)

Tabela 2 b– Combinações Típicas de Letras (Dividida em 3)

Tabela 2 c– Combinações Típicas de Letras (Dividida em 3)

Tabela 3 – Blocos de Função – Designações de Função

6 Desenhos

6.1. Notas explicativas

Se um dado desenho ou conjunto de desenhos, usa símbolos gráficos que são similares ou idênticos em forma ou configuração e que tenham diferentes significados por que são tomados de diferentes normas, então devem ser tomados passos adequados para evitar mal interpretação dos símbolos usados. Estes passos podem ser usar notas de esclarecimento, notas de referencia, gráficos de comparação que ilustram e definem os símbolos conflitantes ou outros meios adequados. Esta exigência é especialmente critica em casos onde símbolos tomados de disciplinas diferentes são misturados e sua má interpretação poderia causar perigo ao pessoal ou ao equipamento.

Os títulos Diagramas Simplificados, Diagramas Conceituais e Diagramas Detalhados da seção 6.12 foram escolhidos para representar uma comparação do uso de símbolos, não qualquer documento genérico particular.

Os símbolos de linha de 6.2 oferecem a alternativa escolha do usuário para símbolos elétricos e símbolos binários opcionais. Os exemplos subseqüentes usam um conjunto consistente destas alternativas e aplicam as opções binárias. Isto foi feito por consistência de aparência da norma.

É recomendável que o usuário escolha ou o sinal elétrico com linha tracejada ou com a linha cortada por três traços e aplique isto com consistência. Os símbolos do sinal discreto ou binário (liga-desliga) são disponíveis para estas aplicações onde o usuário acha necessário distinguir entre sinais analógicos e discretos. Se, no julgamento do usuário, a adaptação não requer tal diferenciação, o traço reverso pode ser omitido dos símbolos das linhas do sinal discreto. Consistência é sempre recomendável em um dado conjunto de documento.

6.2. Símbolos de linhas de instrumentos

6.3. Símbolos gerais de instrumento ou função

6.3. Símbolos gerais de instrumento ou função (cont.)

6.4. Símbolos de corpos de válvulas e dampers

Informação adicional pode ser adicionada adjacente ao símbolo do corpo ou por nota ou por

código.

6.5. Símbolos de atuador

6.5. Símbolos de atuador (cont.)

6.6. Símbolos para reguladores auto-atuados, válvulas e outros equipamentos

6.6. Símbolos para reguladores auto-atuados, válvulas e outros equipamentos (cont.)

6.7. Símbolos para ação do atuador em caso de falha na alimentação do atuador (mostrado tipicamente para válvula de controle atuada por diafragma)

6.8. Símbolos de elementos primários

6.8. Símbolos de elementos primários (cont.)

6.9. Exemplos – funções

6.9. Exemplos – funções (cont.)

6.10 Exemplos – Combinações variadas

6.10 Exemplos – Combinações variadas (cont.)

6.10 Exemplos – Combinações complexas

6.12. Exemplo – grau de detalhe

6.12. Exemplo – grau de detalhe (cont.)

Laboratório Instrumentação Eletrônica II Senai-ES - Cetec Professor: Eduardo Luiz Ferreira Silva

6.12. Exemplo – grau de detalhe (cont.)

Tek/Apostilas DOC isa 5.3 MA.doc 29 JAN 08

aula 13 - isa 5.1 ma - símbolos e identificação de instrumentação

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