como interpretar um p&id
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Ótima apostila de como interpretar um P&ID por Julio César Fernández LosaTRANSCRIPT
INTERPRETAR UN P&ID 1.1. ¿QUÉ ES UN P&ID? 1.2. PLANO DE SIMBOLOGÍA DE UN P&ID 1.3. REPRESENTACIÓN DE INSTRUMENTACIÓN Y EQUIPOS EN P&ID
1.3.1. Indicadores locales en P&ID 1.3.2. Transmisores en P&ID 1.3.3. Switches en P&ID 1.3.4. Válvulas en P&ID 1.3.5. Otros equipos y accesorios P&ID
1.4. CURIOSIDADES REPRESENTACIÓN DE INSTRUMENTOS EN P&ID 1.5. CURIOSIDADES REPRESENTACIÓN DE VÁLVUAS EN P&ID 1.6. CODIFICACIÓN DE UN P&ID
1.6.1. Codificación de instrumentos y equipos en un P&ID 1.6.2. Codificación de líneas en un P&ID
1.7. REPRESENTACIÓN DE LA LÓGICA DE UN P&ID 1.8. REPRESENTACIÓN LÍMITES DE BATERIAS EN LO P&ID 1.9. CAJETÍN DE UN P&ID
1.1. ¿QUÉ ES UN P&ID?
La primera lección que recibí en instrumentación y lo primero que suelo enseñar a los nuevos compañeros es: "aprender a interpretar un P&ID".
Además interpretar superficialmente un P&ID es una prueba muy común en las entrevistas técnicas relacionadas con control de procesos industriales.
¿Qué es un P&ID?: “Pipe & Instrumentation Diagram” (Diagramas de Tuberías e Instrumentación)
Como su propio nombre indica, un "P&ID" es un diagrama donde se representan, las líneas, instrumentos, actuadores y equipos del proyecto; en los P&ID se indica los diámetros nominales, rating, nombres de los equipos, materiales, fluidos, se representa parte de la lógica de control…etc.
Ejemplo de P&ID:
Los P&ID son elaborados por el departamento de procesos con el apoyo del resto de disciplinas.
Siempre hay una copia en papel y sellada de los P&ID del proyecto, que se suele llamar “Master de los P&ID”. La ubicación de esta copia suele estar bajo la tutela del departamento de procesos.
Instrumentación suele tener su propia copia “Master de los P&ID”, donde realizará sus cambios y anotaciones.
Periódicamente, cada departamento pasará sus cambios y anotaciones relevantes a la copia Master del proyecto.
Que todas las disciplinas coordinen esta acción correctamente de forma estándar, notificando a todos los afectados por los cambios en el momento adecuado, es una de las tareas más importantes que se debe saber gestionar en este tipo de ingenierías.
1.2. PLANO DE SIMBOLOGÍA DE UN P&ID
En los primeros P&ID se suele representar la simbología y códigos que se utilizarán para representar los equipos.
Aunque cada plano de simbología de cada proyecto tiene sus peculiaridades en general casi todos siguen las normas establecidas por la ISA. (Ver ISA-5.1).
Cualquier plano de simbología de P&ID de un proyecto es una buena herramienta para aprender a interpretar un P&ID. Si fuera vuestro primer días trabajando como ingenieros de instrumentación os aconsejaría que imprimieseis o localizaseis los planos de simbología del proyecto; y con los planos a mano podéis interpretar los dibujos de los P&ID y así intentar dilucidar el alcance del proyecto.
Ejemplos de información que nos podemos encontrar en los planos de simbología:
1.3. REPRESENTACIÓN DE INSTRUMENTACIÓN Y EQUIPOS EN P&ID
Decíamos al principio del artículo que en estos diagramas entre otras cosas se representará la instrumentación del proyecto.
A continuación, vamos a ver algunos ejemplos de representación de instrumentos:
1.3.1. Indicadores locales en P&ID
Los indicadores locales nos permitirán ver los valores medidos en los propios equipos y en las líneas de proceso. Estos instrumentos serán muy útiles para el personal de mantenimiento y producción.
1.3.2. Transmisores en P&ID
Estos instrumentos enviarán el valor medido a equipos remotos, permitiéndonos controlar y supervisar el proceso.
En estos equipos normalmente se puede especificar una indicación local de la medida, por lo que además de enviar la señal, permitirían ver el valor medido de forma local.
1.3.3. Switches en P&ID
Son interruptores que enviarán una señal digital cuando la variable medida llegue a un valor determinado.
Los “switches” pueden disparar por alto o por bajo nivel.
1.3.4. Válvulas en P&ID
Además de la instrumentación, en los P&ID se representarán las válvulas de control y válvulas manuales. Estos equipos nos permitirán regular el flujo de las líneas de proceso.
Vamos a ver a continuación algunos ejemplo de representación:
1.3.5. Otros equipos y accesorios en P&ID
Ejemplo de simbología de un P&ID:
1.4. CURIOSIDADES REPRESENTACIÓN DE INSTRUMENTOS EN P&ID
En los instrumentos solemos tener: el sensor (transductor) y el transmisor.
Ejemplo de transmisor de temperatura:
El sensor (transductor) es la parte del instrumento que interpreta la variable medida y la transforma en otro tipo de manifestación de energía medible.
Por ejemplo el transductor de una termo-resistencia, transforma la diferencia de temperatura en un valor de resistencia, lo habitual es que esta resistencia no se mida directamente en el armario de control, si no que es medida en un transmisor situado en el propio instrumento y dicho transmisor enviará una señal proporcional al valor medido al armario de control, que oscilará entre 4~20mA.
En caso que el transmisor se encuentre instalado en cabeza del sensor (muy cerca) se puede representa en los P&ID con un solo símbolo.
Según el criterio del proyecto además del transmisor podríamos representar el sensor o la termovaina.
Cuando los transmisores no estén instalados en cabeza del equipo, se puede indicar en la representación del diagrama. Por ejemplo podría estar en el armario de control o en una caja local próxima al sensor (Como en el siguiente dibujo).
Al igual que los transmisores de temperatura los “transmisores de caudal” se pueden representar en los P&ID codificando solo el transmisor o codificando el transmisor y el elemento primario de medida (sensor).
La representación en los P&ID de los “transmisores de caudal”, presenta muchas peculiaridades, esto es debido a la gran diversidad de tecnologías que se suelen usar.
A continuación, se ponen algunos ejemplos con su posible representación:
1.5. CURIOSIDADES REPRESENTACIÓN DE VÁLVULAS EN P&ID
Al igual que los instrumentos las válvulas y actuadores presentan un gran abanico de posibilidades.
Podemos dividir las válvulas en cinco grandes grupos:
Cada válvula se puede representar de diferentes formas y aún así se representaría el mismo equipo, por ejemplo:
Una válvula de control podría representar con o sin posicianador.
Podemos encontrarnos proyectos donde se representa el volante manual y otros en los que no.
La posición segura de aire en las válvulas de control neumático puede escribirse debajo, no representarse o representarse con una flecha en el vástago.
Puede representarse la posición habitual de las válvulas manuales:
1.6. CODIFICACIÓN DE UN P&ID
Todos los proyectos suelen seguir más o menos las mismas pautas de codificación marcadas por la ISA o algún otro estándar como el KKS.
Definir claramente al principio del proyecto los criterios de codificación ahorrará un tiempo muy importante durante la ingeniería del proyecto y se reflejará en la calidad y coherencia de los documentos.
La codificación aplicará a: equipos, señales, alarmas, válvulas, bandejas, armarios eléctricos, cajas, instrumentos, líneas, cables…
1.6.1. Codificación de instrumentos y equipos en P&ID
En el ejemplo del dibujo, el nombre completo del equipo será “20-FT-1982 A”. Este código no se repetirá para ningún otro equipo de la planta.
Primera parte (Unidad) podemos leer dos dígitos “20”, que en nuestro ejemplo, representa la unidad a la que pertenece el equipo.
Es muy común en los grandes proyectos de Oil&Gas, dividir el proyecto en distintas unidades. Sin embargo esta división, es menos común en las plantas de la energía.
Nota: (Un jefe de departamento de instrumentación me solía decir) “El secreto para resolver un problema complejo, está en saber dividirlo en pequeñas partes”
Segunda parte (Tipo de instrumento) el código nos muestra dos letras “FT”, estas letras indican el tipo de instrumento, en nuestro caso es un transmisor de caudal (Flow-meter). Otros ejemplos: AT - Analizador | FT - Caudalímetro | TT - Transmisor de temperatura | LT - Transmisor de nivel
Tercera parte (Número del lazo) “1892” cada lazo de control se le da un número consecutivo. Un lazo de control es un conjunto de equipos, cuya lógica de control está directamente relacionada.
Ejemplo de lazo de control:
Cuarta parte (Sufijo) se puede poner una última letra en el código, para indicar que el equipo es redundante, como el “FT”, “A” y “B” del dibujo anterior. Se ponen equipos redundantes en lazos críticos, para que en caso de fallo de un equipo, actúe el otro.
1.6.2. Codificación de líneas en un P&ID
Primera parte (Tamaño) se indica el tamaño de la tuberia “2”, representa dos pulgadas.
Segunda parte (Fluido) se indica el tipo de fluido que circula por la tubería “GI”, representa nitrógeno.
Tercera parte (Número) número consecutivo “45455”.
Cuarta parte (Especificación de tubería) “1S4” no indicará que se trata de una tubería de: “1” --> 150#
“S4” --> Material acero inoxidable. Normalmente en el documento “pipe specification” (especificación de tuberías), encontraremos la descripción de cada uno de estos códigos.
1.7. REPRESENTACIÓN DE LA LÓGICA DE UN P&ID
Como se ha repetido durante todo el artículo el uso detallado de cada símbolo depende de los criterios establecidos al principio de cada proyecto.
A continuación expondremos algunos ejemplos de cómo usar la simbología para representar parte de la lógica de control en un P&ID.
La lógica de control de una planta nunca podrá ser completamente detallada en los P&ID. Para ello se elaboran otros documentos específicos como: lógicos de control, descripciones funcionales o la estrategia de control.
Por ejemplo, en el sector de Oils&Gas aunque el total de instrumentos y equipos puede llegar a ser muy elevado, los lazos de control de estas plantas en general suelen ser bastante sencillos, por lo que resultarán fácil de representar en un P&ID.
Sin embargo en una planta de energía, la lógica de control suele ser más complicada, relacionándose unos lazos con otros. Por lo que su representación en los P&ID puede hacer que los diagramas sean muy densos. Por todo esto en algunas ocasiones nos encontraremos con proyectos donde prácticamente no se representará lógica en los P&ID.
En el siguiente dibujo podemos interpretar: “Hay un transmisor de caudal que envía una señal cableada al sistema de control de la planta. El sistema de control simplemente monitorizará el valor medido”
En el siguiente dibujo podemos interpretar: “Hay un transmisor de caudal que envía una señal cableada al sistema de control de la planta. El sistema de control además de monitorizar el valor, generará dos alarmas. Una en caso de bajo caudal y otra en caso de alto caudal” (Las alarmas también se pueden representar con un hexágono)
En el siguiente dibujo podemos interpretar: “Hay un transmisor de caudal y una válvula de control cuyas señales son cableadas al sistema de control de la planta. El sistema de control además de monitorizar el caudal, tiene configurado un PID, que regulará el porcentaje de apertura de la válvula en función del caudal medido”.
En el siguiente dibujo podemos interpretar: “Hay una válvula todo-nada. Este equipo está cableado al sistema de control. La válvula puede ser abierta o cerrada por un operador de la planta a través de “HS” (Hand Switch). Un "HS" es un botón programado en la pantalla del SCADA.
En el siguiente dibujo podemos interpretar: “Hay un medidor de presión, una moto-bomba y una válvula todo-nada. Cuando la medida de presión esté por debajo de un valor preestablecido, se generará una alarma. Dicha alarma producirá un “Interlock” (una señal de bloqueo), que por un lado actuará parando la bomba, y por otro lado provocará el cierre de la válvula”.
1.8. REPRESENTACIÓN LÍMITES DE BATERÍAS EN LO P&ID
Se debe representar en los P&ID los alcances de los diferentes “paquetistas”.
Llamamos comúnmente “paquetistas” a los suministradores de “plantas paquetes”.
Un planta paquete un conjunto de equipos montados y suministrados por una determinada empresa.
Como ingeniería debemos saber coordinar a los suministradores para que las “plantas paquetes” se conecten adecuadamente con el resto de equipos del proyecto.
1.9. CAJETÍN DE UN P&ID
Al igual que el resto de planos del proyecto los P&ID deben de contar con un cajetín estándar para todo el proyecto.
Nota: Se ha intentado recoger en este artículo algunos conceptos para ayudar a todo aquel que empieza a adentrarse en la instrumentación. Siempre es un honor enseñar a alguien que deseé aprender. Quisiera agradecer en este artículo a esos profesionales que se han sentado con nosotros y se sentarán contigo para explicarnos una y otra vez de qué va esto de la instrumentación y el control. Os dejo como conclusión dos mensajes:
1º- Para los que ya lleváis unos cuantos años en la rueda de la ingeniería. Creo que es vuestra responsabilidad mantener la ilusión de los jóvenes y dicha responsabilidad está incluso por encima de cualquier proyecto.
2º- Para los que empezáis no dejéis que nadie es quite el hambre por aprender y mejorar.
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Julio César Fernández Losa 19/04/2015
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