Instrumentação Industrial - Aula02

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DESCRIÇÃO
Descrição de símbolos e nomenclaturas aplicados à instrumentação industrial. Apresentação da classificação dos instrumentos e das normas técnicas
aplicáveis.
PROPÓSITO
Compreender os principais símbolos e as nomenclaturas utilizados em aplicação industrial; a classificação dos instrumentos e as principais normas
técnicas aplicadas em instrumentação.
OBJETIVOS
MÓDULO 1
Identificar os principais símbolos e as nomenclaturas utilizados em instrumentação industrial
MÓDULO 2
Reconhecer a classificação dos instrumentos
MÓDULO 3
Identificar as principais normas técnicas aplicadas em instrumentação
INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL
MÓDULO 1
 Identificar os principais símbolos e as nomenclaturas utilizados em instrumentação industrial
SIMBOLOGIA E NOMENCLATURA DE INSTRUMENTAÇÃO
INTRODUÇÃO
Os símbolos utilizados em instrumentação são fundamentais para a representação correta dos documentos (diagramas, plantas baixas etc.), pois são
usados em instalações elétricas, controle industrial e instrumentação.
Os órgãos responsáveis pela padronização da simbologia utilizada na instrumentação industrial são a ANSI/ISA e a ABNT.
ANSI/ISA
American National Standard Institute/International Society of Automation.
ABNT
Associação Brasileira de Normas Técnicas.
A NOMENCLATURA E A SIMBOLOGIA SÃO UTILIZADAS SIMULTANEAMENTE PARA A
REPRESENTAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS APLICADOS AOS PROCESSOS INDUSTRIAIS EM
javascript:void(0)
javascript:void(0)
DOCUMENTOS DE INSTRUMENTAÇÃO E PROCESSOS (P&ID). TAIS DOCUMENTOS SÃO
FUNDAMENTAIS PARA O CORRETO ENTENDIMENTO DAS INSTALAÇÕES QUE COMPÕEM UM
PROCESSO.
 EXEMPLO
Imagine o seguinte caso: um sensor de temperatura localizado em uma caldeira industrial apresenta um problema. O operador do equipamento
identifica a falha em um monitor na sala de controle e solicita à equipe de manutenção o devido reparo. Como ele será capaz de informar em qual
caldeira e qual é o instrumento com problema? Para isso, um tag adequado é fundamental.
O que é um tag?
O tag nada mais é do que uma etiqueta contendo a nomenclatura pertinente a determinado instrumento baseada nas normas técnicas vigentes. Por
meio dela, uma pessoa com o devido conhecimento técnico deve ser capaz de identificar qual é o instrumento e qual a sua funcionalidade naquela
planta industrial.
 
Imagem: Shutterstock.com
De maneira complementar, as informações de localização são obtidas da documentação contida no memorial descritivo (hand book) da planta,
incluindo o P&ID. O memorial descritivo contém todas as informações pertinentes ao processo de montagem, manutenção e operação de uma planta
industrial.
Esses diagramas devem conter:

Instrumentação e nomenclatura dos equipamentos.
Dimensões da planta, das tubulações e dos grandes equipamentos


Direção do fluxo do processo.
Entradas e saídas dos controladores.


Sistemas de intertravamento e segurança
AS PLANTAS INDUSTRIAIS DEVEM CONTER OS SÍMBOLOS E AS IDENTIFICAÇÕES DOS
INSTRUMENTOS UTILIZADOS, ALÉM DE SUA LOCALIZAÇÃO E AS FUNÇÕES PROGRAMADAS
APLICADAS NAS MALHAS DE CONTROLE.
A Norma S5.1 da ISA (ISA 5.1) estabelece os símbolos gráficos e a nomenclatura para identificação dos instrumentos e sistemas utilizados na
medição e no controle de processos industriais.
Pelo padrão estabelecido na norma, cada instrumento possui uma identificação específica ou uma função programada, que é identificada por uma
sequência de letras utilizada para classificar corretamente o instrumento. Essa sequência é complementada por um conjunto de letras e números que
auxiliam na identificação da localização do instrumento na planta industrial.
 ATENÇÃO
O tag de um instrumento deve possuir as informações da variável medida ou controlada pelo instrumento, a função do instrumento na planta, a área
na qual ele se localiza e sua sequência na malha da qual faz parte.
Essas informações são fundamentais, pois uma planta industrial pode possuir vários setores ou áreas distintas, tornando necessário identificar a que
setor/área aquele instrumento pertence. Além disso, um setor pode possuir várias malhas de instrumentação e controle, sendo necessária a
identificação de sua numeração na malha.
Por exemplo, suponha um instrumento com o seguinte tag:
TRC – A02B.
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
TRC
A02B
O primeiro conjunto de letras (TRC) indica a variável de controle e a função que o instrumento desempenha na malha industrial.
O segundo conjunto (A02B) indica a área da fábrica e a posição na malha à qual o instrumento pertence.
Para a compreensão correta desse tag, é necessário conhecer a sequência de letras da Norma S5.1 da ISA.
IDENTIFICAÇÃO DO INSTRUMENTO
Essa norma técnica estabelece que, para representar os instrumentos ou a função programada em um diagrama P&ID de malha de instrumentação e
controle, deve-se empregar um conjunto de letras definidas conforme a Tabela 1.
Letra
1º grupo de letras 2º grupo de letras
Variável medida Função
1ª letra Modificadora Passiva Ativa Modificadora
A Análise Alarme 
B Chama 
C Condutividade elétrica Controlador 
D Densidade Diferencial 
E Tensão Sensor 
F Vazão Razão 
G Escolha do usuário 
Visão
direta
 
H Manual Alto
I Corrente elétrica Indicador 
J Potência
Varredura/Seleção 
manual
 
K Temporização
Taxa de variação 
com o tempo
 Estação de controle 
L Nível 
Lâmpada
piloto
 Baixo
M Umidade Instantâneo Médio/intermediário
N/O Escolha do usuário 
Orifício de
restrição
 
P Pressão 
Conexão
para teste
 
Q Quantidade Integração/Totalização 
R Radiação Registrador 
S Velocidade/Frequência Segurança Chave 
T Temperatura Transmissor 
U Multivariável Multifunção Válvula/Damper 
V
Vibração/Análise 
mecânica
 
W Peso/Força 
Poço ponta 
de prova
 
X Não classificada Eixo X
Não
classificada
Não classificada Não classificada
Y
Estado/Presença/Sequência 
de eventos
Eixo Y 
Relé/Conversor 
solenoide
 
Z Posição/Dimensão Eixo Z 
Acionador/Atuador/Elemento 
final de controle
 
 Atenção! Para visualizaçãocompleta da tabela utilize a rolagem horizontal
 Tabela 1 - Tabela 4.1 da norma ISA S5.1 - Identificação das letras
Observando-se a tabela, é possível identificar no 1o grupo de letras: a variável medida pelo instrumento (na coluna 1a letra) e a modificação inerente
àquela letra. Por exemplo, um instrumento cuja identificação (tag) comece com a letra T possui como variável medida a temperatura (temperature), e
um instrumento que comece com a letra P tem como variável medida a pressão (pressure).
A modificadora indica qual é a modificação promovida pelo instrumento na variável mensurada. Por exemplo, um instrumento que comece com a
identificação PD é responsável pela medição da pressão diferencial (pressure differential), e ES é tensão de segurança (voltage safety).
Letra
1º grupo de letras
Variável medida
1ª letra Modificadora
A Análise 
B Chama 
⋮
 Atenção! Para visualizaçãocompleta da tabela utilize a rolagem horizontal
 Recorte da tabela 1 – Tabela 4.1 da norma ISA S5.1 - Identificação das letras
O 2o grupo de letras é responsável pela identificação da função do instrumento. A primeira coluna do grupo Função é responsável pela função passiva
ou de informação do instrumento. Por exemplo, um instrumento identificado pela sigla TR é responsável pelo registro da temperatura (temperature
record), e um instrumento identificado com a sigla LA é um alarme de nível (level alarm).
A segunda coluna do 2o grupo de letras é responsável pela função ativa ou de saída do instrumento. Por exemplo, um instrumento identificado pela
sigla TC é responsável pelo controle de temperatura (temperature control), e um instrumento identificado pela sigla LS é uma chave de nível (level
switch).
A terceira coluna do 2o grupo de letras é a letra modificadora da função. Para compreender melhor a necessidade dessa letra, imagine a seguinte
situação:
2º grupo de letras
Função
PassivaAtiva Modificadora
Alarme 
 
⋮
 Atenção! Para visualizaçãocompleta da tabela utilize a rolagem horizontal
 Recorte da tabela 1 – Tabela 4.1 da norma ISA S5.1 - Identificação das letras
“É solicitado a você que faça a instalação de um alarme de nível em um tanque de óleo.”
Fica a pergunta:
“Esse alarme deve ser acionado quando o tanque atingir um nível alto ou baixo?”
SE VOCÊ FEZ ESSA PERGUNTA, DEVE TER PERCEBIDO A IMPORTÂNCIA DESSA LETRA
MODIFICADORA PARA ALGUNS INSTRUMENTOS.
 EXEMPLO
Imagine um instrumento com a sigla LSH — chave de nível alto (level switch high) e a sigla TAL — alarme de temperatura baixa (temperature alarm
low). Também é possível inserir uma dupla modificação do tipo LSHH — chave de nível muito alto (level switch high high).
Alguns exemplos são:
FIC
LT
WIC
FRC
Controlador e indicador de vazão.
Transmissor de nível.
Indicador e controlador de peso.
Registrador e controlador de vazão.
SÍMBOLOS DE INSTRUMENTOS
Na Tabela 2, estão representados os símbolos dos instrumentos utilizados nos fluxogramas de processo, com os quais pode-se definir em que local de
uma planta industrial um instrumento está localizado.
 
Sala de controle central Local auxiliar
Acessível ao operador Inacessível ao operador Acessível ao operador Inacessível ao operador
Equipamento
- Instrumento
discreto
 
Imagem: Paulo Godoy
 
Imagem: Paulo Godoy
 
Imagem: Paulo Godoy
 
Imagem: Paulo Godoy
Equipamento
compartilhado
- Instrumento
compartilhado
 
Imagem: Paulo Godoy
 
Imagem: Paulo Godoy
 
Imagem: Paulo Godoy
 
Imagem: Paulo Godoy
Software -
Função de
computador
 
Imagem: Paulo Godoy
 
Imagem: Paulo Godoy
 
Imagem: Paulo Godoy
 
Imagem: Paulo Godoy
Lógica
compartilhada
- Controlador
lógico
programável
 
Imagem: Paulo Godoy
 
Imagem: Paulo Godoy
 
Imagem: Paulo Godoy
 
Imagem: Paulo Godoy
Instrumentos compartilhando o mesmo invólucro.
 Atenção! Para visualizaçãocompleta da tabela utilize a rolagem horizontal
 Tabela 2 – Identificação da localização dos instrumentos.
PADRÃO DE COMUNICAÇÃO
A correta identificação dos instrumentos é fundamental. Contudo, ela não é a única. A representação dos meios de comunicação utilizados para a
integração entre as diversas partes que compõem a planta também é necessária. Por exemplo, considere a Figura 1.
 
Imagem: Paulo Godoy
 Figura 1 - Fluxograma de uma instalação industrial.
Nela, é possível observar um tanque industrial, um instrumento para controle e indicação da pressão do tanque (PIC – 12-A) e uma válvula pneumática
do tipo gaveta. É interessante observar que a comunicação entre esses equipamentos ocorre por um padrão específico, conforme pode ser visto na
Tabela 3.
Na Tabela 3, é possível visualizar os padrões de comunicação (tipos de conexão) utilizados entre os instrumentos.
Meio de comunicação Simbologia Meio de comunicação Simbologia
Suprimento
Imagem: Paulo Godoy
Tubo capilar
Imagem: Paulo Godoy
Sinal não definido Ligação mecânica
Imagem: Paulo Godoy Imagem: Paulo Godoy
Sinal pneumático
Imagem: Paulo Godoy
Sinal binário pmeumático
Imagem: Paulo Godoy
Sinal hidráulico
Imagem: Paulo Godoy
Sinal elétrico
Imagem: Paulo Godoy
Sinal fieldbus
Imagem: Paulo Godoy
Sinal binário elétrico
Imagem: Paulo Godoy
Sinal eletromagnético guiado
Imagem: Paulo Godoy
Sinal eletromagnético
Imagem: Paulo Godoy
Ligação por software
Imagem: Paulo Godoy
 
 Atenção! Para visualizaçãocompleta da tabela utilize a rolagem horizontal
 Tabela 3 – Padrões de comunicação.
FUNÇÕES MATEMÁTICAS
Alguns equipamentos instalados no campo têm por finalidade a execução de funções matemáticas necessárias ao controle de processos ou
adequação de variáveis (seja na conversão entre unidades ou na linearização do sinal). Sendo assim, símbolos específicos são estabelecidos na ISA
5.1 para permitir a identificação da função matemática realizada por determinado equipamento, como pode ser visto na Tabela 4.
Símbolo Função Símbolo Função
ou Soma Multiplicação
Média Divisão
ou Subtração Extração de raiz quadrada
ou Proporcional Extração
ou
Integral Exponenciação
ou Derivativo Função não-linear
Seletor de sinal alto Limite superior
Seletor de sinal baixo Limite inferior
Polarização Limitador de sinal
Função tempo Conversão de sinal
 Atenção! Para visualizaçãocompleta da tabela utilize a rolagem horizontal
 Tabela 4 – Símbolos e funções de processamento de sinais.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
Σ
+
×
Σ/N ÷
Δ
−
√
K
P
n√
∫
I
Xn
d/dt
D
f(x)
>
<
±
f(t) ∗/∗
1. OBSERVANDO-SE O TAG DE UM INSTRUMENTO, FOI POSSÍVEL IDENTIFICAR A SEGUINTE SEQUÊNCIA DE
LETRAS: TIC. ASSIM, É POSSÍVEL AFIRMAR QUE A VARIÁVEL MENSURADA POR ESSE INSTRUMENTO É:
A) Tensão
B) Vazão
C) Fluxo
D) Temperatura
E) Pressão
2. OBSERVANDO-SE O DIAGRAMA A SEGUIR, É POSSÍVEL IDENTIFICAR A FUNCIONALIDADE DO INSTRUMENTO E
A VARIÁVEL MENSURADA. ALÉM DISSO, PELO SÍMBOLO UTILIZADO, É POSSÍVEL AFIRMAR QUE O EQUIPAMENTO
SE ENCONTRA:
 
IMAGEM: PAULO GODOY
A) Montado no campo.
B) Em uma sala de controle e é acessível ao operador.
C) Em uma sala de controle e não é acessível ao operador.
D) É um instrumento auxiliar e acessível ao operador.
E) É um instrumento auxiliar e não acessível ao operador.
GABARITO
1. Observando-se o tag de um instrumento, foi possível identificar a seguinte sequência de letras: TIC. Assim, é possível afirmar que a
variável mensurada por esse instrumento é:
A alternativa "D " está correta.
 
Observando-se a norma ISA 5.1, é possível verificar que a primeira letra da identificação de um instrumento é responsável por indicar qual é a variável
mensurada. Observando-se a Tabela 1, pode-se afirmar que a letra T indica temperatura.
2. Observando-se o diagrama a seguir, é possível identificar a funcionalidade do instrumento e a variável mensurada. Além disso, pelo
símbolo utilizado, é possível afirmar que o equipamento se encontra:
 
Imagem: Paulo Godoy
A alternativa "A " está correta.
 
Por meio da Norma ISA 5.1, é possível verificar os símbolos utilizados para representação dos instrumentos. Na Tabela 2, pode-se notar que o símbolo
do diagrama anterior é o de um instrumento montado no campo.
MÓDULO 2
 Reconhecer a classificação dos instrumentos
CLASSIFICAÇÃO DOS INSTRUMENTAÇÃO
CARACTERÍSTICAS DOS INSTRUMENTOS
Existem diversos tipos de instrumentos capazes de realizar uma mesma medição. Por exemplo: uma régua e um paquímetro podem ser utilizados para
medir a espessura de um objeto, como um cilindro metálico. Então, qual a diferença? A diferença está na precisão do instrumento, que é somente uma
de suas características.
Vamos agora conhecer as características que definem os instrumentos:
FAIXA DE MEDIDA (RANGE)
Conjunto de valores da variável medida que estão compreendidos dentro dos limites inferior e superior da capacidade de medida ou de transmissão do
instrumento.
ALCANCE (SPAN)
Diferença algébrica entre os valores superior e inferior da faixa de medida do instrumento.
PRECISÃO (REPETIBILIDADE)
Propriedade de um instrumento de, em condições idênticas, indicar o mesmo valor para determinada grandeza medida.
EXATIDÃO (ACURÁCIA)
Aptidão de um instrumento para dar respostas próximas ao valor verdadeiro do mensurando (valor real da variável).
A Figura 2 a seguir apresenta a relação entre precisão e exatidão dos instrumentos.
 
Imagem: Paulo Godoy
 Figura 2 - Relação entre precisão e exatidão. A – baixa precisão e alta exatidão; B – alta precisão e alta exatidão; C – baixa precisão e baixa
exatidão e D – alta precisão e baixa exatidão.
FUNÇÕES DOS INSTRUMENTOS
A MEDIÇÃO DE UMA VARIÁVEL IMPLICA SUA QUANTIFICAÇÃO. ESSA MEDIDA, ENTRETANTO,
NÃO IMPLICA PRODUZIR UM VALOR QUE INDIQUE SUA QUANTIDADE.
Por exemplo, considere o tanque da Figura 3. Nessa figura, é possível observar um alarme de nível alto (LAH - Level Alarm High), sinalizando que o
nível do tanque ultrapassou um patamar considerado alto para o processo operacional, ou seja, o nível do tanqueultrapassou um limite máximo
seguro para o processo industrial.
 
Imagem: Paulo Godoy
 Figura 3 - Exemplo de medição descontínua.
Dessa maneira, é possível perceber que a medição de uma variável pode ser realizada de três maneiras distintas: medição direta, medição indireta e
medição descontínua.
TIPOS DE MEDIÇÃO
1. MEDIÇÃO DIRETA
A medição direta é aquela na qual a variável é observada diretamente para determinação da quantidade. Como exemplo, pode-se observar um tanque
de água (Figura 4) com um visor de nível.
Nesse tanque, o nível pode ser observado diretamente pela observação da água dentro do tanque.
 
Imagem: Paulo Godoy
 Figura 4 - Exemplo de medição direta.
 
Imagem: Paulo Godoy
 Figura 5 - Exemplo de medição indireta.
2. MEDIÇÃO INDIRETA
A medição indireta é aquela na qual quantifica-se uma variável a partir da medição de outra relacionada indiretamente a ela.
Como exemplo, na Figura 5, é possível observar um transmissor de nível (LT - Level Transmitter), que utiliza a pressão exercida pelo fluido
armazenado no tanque para mensuração do nível.
A pressão hidrostática exercida pelo fluido dentro do tanque é dada pela equação 1:
 
Equação 1
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
ONDE:
p = pressão hidrostática
d = densidade do fluido
g = aceleração da gravidade
h = altura da coluna do fluido dentro do tanque.
Assim, conhecendo-se a densidade do fluido dentro do tanque e medindo-se a pressão, é possível, a partir de uma manipulação da equação 1 para a
equação 2, determinar o nível (a altura) do fluido dentro do tanque.
 
Equação 2
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
3. MEDIÇÃO DESCONTÍNUA
É aquela em que apenas pontos especificados são observados, conforme observado nas Figuras 3 e 5.
APLICAÇÕES DA MEDIÇÃO
A instrumentação em processos industriais pode ser utilizada para: controle, monitoramento e alarme.
CONTROLE
Pode ter como objetivo manter uma variável entre valores previamente especificados ou manter a variável constante. Nesse tipo de operação, a
variável mensurada é enviada para um controlador que atua sobre o processo (direta ou indiretamente) para manutenção do valor desejado. Como
exemplo, um sensor de nível em um tanque pode enviar um sinal para um controlador que produza o aumento ou a redução do nível dentro do tanque.

MONITORAMENTO
p = d ⋅ g ⋅ h
h = p/d ⋅ g
É a utilização do instrumento que permite monitorar uma variável em um processo. O acompanhamento de determinada variável pode permitir sua
operação segura. Por exemplo, a medição da radioatividade em algum setor da usina nuclear de Angra, onde não era esperado que houvesse
radiação.

ALARME
Permite o acionamento de um aviso (sonoro, luminoso etc.) na ocorrência de uma condição indesejável ou perigosa. O objetivo do alarme é despertar
a atenção do operador para condições anormais. Por exemplo, a luz vermelha da temperatura de óleo do painel de um automóvel, indicando que a
temperatura chegou a uma temperatura crítica, capaz de danificar o motor.
PARTES INTEGRANTES DE UM INSTRUMENTO
Um instrumento eletrônico é composto por diversos elementos que, conectados, integram esse elemento de aferição. Vamos conhecer essas partes
integrantes.
ELEMENTO SENSOR
É PARTE INTEGRANTE DO INSTRUMENTO. É O SENSOR QUE POSSIBILITA A MEDIÇÃO DA
VARIÁVEL CRIANDO CONDIÇÕES PARA QUE SEJA MEDIDA. A ESCOLHA DO ELEMENTO SENSOR
DEPENDE DA VARIÁVEL QUE ESTÁ SENDO MEDIDA.
 EXEMPLO
A vazão do fluido dentro de uma tubulação pode ser medida pela variação da pressão dentro dela. Nesse caso, o elemento sensor seria responsável
por criar a diferença de pressão necessária para determinação da vazão.
EM ALGUNS CASOS, UM INSTRUMENTO PODE POSSUIR MAIS DE UM ELEMENTO SENSOR.
NESSA SITUAÇÃO, O ELEMENTO SENSOR QUE ESTÁ EM CONTATO COM A VARIÁVEL RECEBE A
DENOMINAÇÃO DE PRIMÁRIO E O OUTRO ELEMENTO SENSOR RECEBE A DENOMINAÇÃO DE
SECUNDÁRIO.
TRANSDUTOR
É a parte integrante do instrumento que realiza a conversão de uma grandeza física em outra.
 EXEMPLO
Um transdutor converte um sinal pneumático em elétrico, mecânico em pneumático, elétrico em mecânico, entre outras conversões possíveis. Esse
tipo de conversor é fundamental por possibilitar que grandezas como nível, pressão, umidade etc. sejam convertidos em sinais elétricos e enviadas
para um controlador.
CONVERSOR
É o dispositivo responsável por realizar a transformação de um sinal analógico em digital ou um sinal digital em analógico. Diferentemente dos
transdutores, as grandezas físicas convertidas não mudam, ou seja, um sinal elétrico analógico é convertido em um sinal elétrico digital, ou vice-versa.
Essa conversão pode ser necessária para uma transmissão mais eficiente.
 EXEMPLO
Um controlador digital, ao receber a informação de um sensor analógico, precisa convertê-la para um sinal digital. Somente assim o controlador será
capaz de lidar com os dados do sensor.
TRANSMISSOR E RECEPTOR
É, essencialmente, um dispositivo utilizado para disponibilizar um dado (seja um sinal elétrico, pneumático ou mecânico) em uma sala de controle ou
ponto de operação, localizados a certa distância do(s) ponto(s) de medição.
O transmissor recebe a variável do elemento sensor e a converte em um sinal proporcional padronizado ao valor medido para um receptor. É desejável
que a saída do transmissor seja, linearmente, proporcional à variável medida, o que nem sempre é possível.
 EXEMPLO
Um transmissor eletropneumático recebe a informação pneumática do sensor (20 a 100 kPa) e o converte em um sinal elétrico (4 a 20 mA).
Na Figura 6, é possível observar um sensor e transmissor de temperatura. Esse instrumento é capaz de medir a temperatura no processo industrial e
convertê-la em um sinal elétrico capaz de ser transmitido.
 
Foto: Paulo Godoy
 Figura 6 - Exemplo de transmissor.
O RECEPTOR É UM EQUIPAMENTO CAPAZ DE RECEBER A INFORMAÇÃO TRANSMITIDA E
ENTREGÁ-LA A UM CONTROLADOR OU DISPONIBILIZÁ-LA EM UMA TELA.
Os transmissores podem ser:
TRANSMISSOR SABIDO (SMART)
TRANSMISSOR INTELIGENTE
Transmissor microprocessado capaz de corrigir erros de não linearidades ou compensar erros secundários.
Transmissor microprocessado acoplado a um controlador, capaz de receber a informação e atuar sobre o processo.
CONDICIONADORES DE SINAIS
É RESPONSÁVEL POR EFETUAR UM TRATAMENTO ESPECÍFICO (PROCESSAMENTO) NO SINAL
RECEBIDO DE UM INSTRUMENTO.
 EXEMPLO
Considere um amplificador. Nesse tipo de condicionador, um sinal recebido de um instrumento e que se deseja disponibilizar em um display LCD. Caso
o sinal possua uma intensidade muito baixa (na faixa dos microamperes ou miliamperes), insuficiente para sensibilizar o display, um condicionador
pode ser utilizado para a amplificação desse sinal a um nível suficientemente alto.
De maneira similar, um atenuador é responsável por reduzir a intensidade do sinal recebido, caso seja excessivamente alta para o sistema utilizado.
Um condicionador também pode atuar na linearização do sinal recebido, a partir de operações matemáticas fundamentais.
INDICADORES
Um indicador recebe a informação da variável do processo e a disponibiliza, podendo ser em um display analógico ou digital (Figura 7) ou para uma
tela de operação, que pode ser do tipo touch screen (interface homem-máquina ou IHM), como a da Figura 8, ou uma tela de computador com um
sistema de supervisão, também conhecido como supervisório.
 
Foto: Paulo Godoy
 Figura 7 - Exemplos de displays: (A) analógico com escala horizontal e (B) digital
 
Foto: Paulo Godoy
 Figura 8 - Exemplo de interface homem-máquina (IHM)
REGISTRADOR
Como o nome indica, é um dispositivo responsável pelo registro ou armazenamento da informação fornecido por um instrumento. As variáveis
mensuradas pelo elemento sensor são registradas de forma contínua ou descontínua (em determinados intervalos de amostragem ou de leitura pré-
ajustados).
Esse registro pode ser na forma numérica ougráfica e armazenado em uma memória, banco de dados ou em papel. Esses dados armazenados
permitem a análise do processo monitorado por um intervalo de tempo que pode ser de horas, dias, meses ou anos, dependendo da necessidade do
processo.
COM OS DADOS ARMAZENADOS É POSSÍVEL OBSERVAR AS VARIAÇÕES QUE OCORREM EM UM
PROCESSO AO LONGO DO TEMPO. OS DADOS ARMAZENADOS TAMBÉM SÃO IMPORTANTES EM
INVESTIGAÇÕES DE ACIDENTES, TENDO EM VISTA QUE OS DADOS ARMAZENADOS PERMITEM
OBTER INFORMAÇÕES SOBRE O PROCESSO ANTES E DEPOIS DO OCORRIDO.
CONTROLADORES
O principal componente em uma malha de controle de processos é o controlador. Esse equipamento funciona como o “cérebro” do sistema. Ele recebe
as informações que são mensuradas do processo (previamente processadas) e as compara com um sinal de referência (previamente ajustado).
Os controladores podem ser do tipo “liga ou desliga” (on-off) ou do tipo PID (proporcional, integral e derivativo).
CONTROLADORES DO TIPO “LIGA OU DESLIGA”
Essencialmente, tais controladores recebem as informações medidas do processo e realizam uma comparação simples. O resultado dessa
comparação gera um comando simples de “ligar ou desligar”, “abrir ou fechar”, “acender ou apagar”, dependendo do que se está controlando no
processo, uma bomba, uma válvula ou uma lâmpada.
Um controlador do tipo “liga ou desliga” atua por meio de uma comparação simples entre a informação proveniente da instrumentação e a informação
fornecida pelo operador do processo. A partir dessa comparação e dependendo da programação colocada na memória do controlador, determinada
ação é efetuada.
Como exemplo, imagine um controlador do tipo “liga ou desliga” que esteja recebendo a informação de nível de um tanque e seja capaz de ligar ou
desligar uma bomba que abastece esse tanque com água, conforme a Figura 9.
 
Imagem: Paulo Godoy
 Figura 9 - Ilustração de um sistema de controle de nível de um tanque
Pela ilustração, é possível imaginar que, quando o nível do tanque fica abaixo de determinado ponto onde o transmissor de nível (LT 12-A) se
encontra, o controlador de nível (LC 12-A) recebe essa informação e aciona uma bomba, capaz de fazer o nível de água dentro do tanque subir.
Algumas situações para o funcionamento desse sistema podem ser imaginadas:
SITUAÇÃO 1
SITUAÇÃO 2
SITUAÇÃO 3
Um segundo transmissor de nível (LT 12-B) poderia ser instalado em um ponto mais alto do tanque para enviar um sinal para o controlador desligar a
bomba, indicando que o tanque está cheio;
Um controlador poderia ser programado com um temporizador. Dessa maneira, a bomba permaneceria ligada por um tempo (após o comando do
transmissor de nível LT 12-A) e, após esse intervalo de tempo pré-ajustado, a bomba desligaria. Nesse tipo de situação o tempo ajustado para a
bomba permanecer ligada depende de informações do processo (vazão de bombeamento da água, dimensões do tanque etc.);
O transmissor de nível LT 12-A poderia ser instalado em um ponto intermediário do tanque, por exemplo 50% do nível. Dessa maneira, a bomba seria
ligada todas as vezes que o nível do tanque ficasse abaixo da metade e desligada quando o nível ultrapassasse mais da metade. Nesse tipo de
funcionamento, uma característica fundamental é a histerese da instrumentação.
HISTERESE
É um atraso na resposta de um sistema, quando há um acréscimo ou decréscimo de sinal.
 VOCÊ SABIA
A histerese funciona como uma memória temporária do instrumento. Dessa maneira, o instrumento envia um sinal ao controlador indicando que o nível
está abaixo da metade. Esse sinal continuará sendo enviado ao controlador, mesmo quando o nível estiver um pouco acima da metade, fazendo com
que o controlador mantenha a bomba ligada por um período além do necessário para ultrapassar a metade do tanque. Somente depois desse curto
período, o sensor deixaria de enviar um sinal de nível baixo para o tanque e o controlador desligaria a bomba.
Essa característica é de grande importância para os sistemas de controle, porque é responsável por evitar que o sistema mande comandos excessivos
para o processo. Por exemplo, no caso do controlador da Figura 9, se não houvesse a histerese, todas as vezes que o nível ficasse abaixo de 50% a
bomba seria ligada e, assim que o nível ultrapassasse os 50%, a bomba desligaria. Isso se repetiria inúmeras vezes em um curto intervalo de tempo,
fazendo a bomba ligar e desligar sucessivas vezes e, consequentemente, reduzindo sua vida útil.
javascript:void(0)
CONTROLADORES DO TIPO “PID”
Esses controladores (proporcional-integral e derivativo) atuam no sentido de reduzir o erro existente entre o valor medido pelo sensor (variável
controlada) e o valor especificado por um operador (variável ajustada ou set point). Para isso, o controlador “PID” manipula uma terceira variável
(variável manipulada), que é capaz de modificar o valor da variável controlada.
DIFERENTEMENTE DO CONTROLADOR DO TOPO “LIGA OU DESLIGA”, QUE APENAS ATUA NO
SENTIDO DE MANTER O VALOR MEDIDO PELO SENSOR ACIMA OU ABAIXO DE UM VALOR
ESPECIFICADO PELO OPERADOR, O CONTROLADOR “PID” BUSCA ATENUAR O ERRO EXISTENTE
ENTRE O VALOR MEDIDO PELO SENSOR E O VALOR ESPECIFICADO PELO OPERADOR,
UTILIZANDO, PARA ISSO, TRÊS AÇÕES BEM DEFINIDAS: PROPORCIONAL, INTEGRAL E
DERIVATIVA.
AÇÃO PROPORCIONAL
ATUA NO SENTIDO DE ANULAR A DIFERENÇA ENTRE O VALOR DO SINAL MEDIDO PELO SENSOR
E O VALOR ESPECIFICADO PELO OPERADOR. A ESSA DIFERENÇA DÁ-SE O NOME DE ERRO.
QUANTO MAIOR FOR O ERRO, MAIS “INTENSA” É A AÇÃO DO CONTROLADOR.
Assim, pode-se imaginar a seguinte situação: um tanque de óleo diesel está vazio. Deseja-se encher esse tanque até 70% de sua capacidade máxima
com o uso de uma válvula que permite a entrada do óleo nesse tanque.
Imaginando-se essa situação, pode-se pensar que a abertura total da válvula (100%) permitirá chegar aos 70% de maneira mais rápida do que uma
abertura parcial da válvula, digamos 50%. Isso é fácil de imaginar sabendo-se que a diferença entre o que se deseja (70%) e o que se tem (0%) é
muito grande.
Contudo, conforme o nível aproxima-se do valor desejado, a abertura em 100% da válvula pode não ser adequada, tendo em vista que seu
fechamento pode ser lento. Dependendo do trecho de tubulação existente entre a válvula e o tanque, uma quantidade razoável de óleo ainda pode ser
colocada dentro do tanque mesmo após o fechamento da válvula.
Dessa maneira, é fácil imaginar que, nesse sistema de controle, a abertura da válvula deve ser proporcional à distância entre o nível desejado e o nível
real do tanque. É para isso que existe a ação proporcional no PID.
A AÇÃO PROPORCIONAL SEGUE UMA PROPORCIONALIDADE DO ERRO ENTRE A VARIÁVEL
CONTROLADA (NÍVEL REAL DO TANQUE) E A VARIÁVEL AJUSTADA (NÍVEL DESEJADO PARA O
TANQUE). QUANTO MAIOR O ERRO, MAIOR É A AÇÃO PROPORCIONAL.
AÇÃO INTEGRAL
A AÇÃO PROPORCIONAL APRESENTA UM GRAVE LIMITAÇÃO. QUANDO A VARIÁVEL
CONTROLADA E A VARIÁVEL AJUSTADA APRESENTAM O MESMO VALOR (ERRO NULO), A AÇÃO
PROPORCIONAL É ANULADA.
Contudo, considerando-se sinais analógicos, isso é bem difícil de ocorrer, tendo em vista que o número de casas decimais a serem consideradas pode
variar de acordo com a capacidade do controlador.
Além disso, existe um atraso (delay) entre a leitura do sinal pelo instrumento e a chegada da informação no controlador, o que pode fazer com que a
ação tomada pelo controlador só tenha efeito sobre o sistema após o erro deixar de ser nulo. Esse atraso ocorre pela necessidade de processamento
da informação que é lida pelo sensor antes de sua chegada no controlador.
Entretanto, considerando-se a possibilidade de erro nulo e ação proporcional anulada, implicaria um sistema “sem controle”. Isso significaria um
sistema momentaneamente sem controle, ou seja, qualquer comando poderia ser enviado pelo controlador naquele momento.
A AÇÃO INTEGRAL FOI DESENVOLVIDA PARA EVITAR ISSO. ESSA AÇÃO ATUA NO SENTIDO DE
PROMOVER CORREÇÕES EM INTERVALOS DE TEMPO PROPORCIONAIS À DURAÇÃO E A
MAGNITUDE DO ERRO, OU SEJA, AO ERRO TOTAL PRODUZIDO(ERRO ACUMULADO).
 ATENÇÃO
Enquanto houver erro haverá uma correção sendo feita e a amplitude dessa correção será proporcional à do erro. Se o erro for grande a correção
também será e vice-versa.
Contudo, a intensidade da ação integral (ganho integral) e o intervalo de tempo de aplicação da ação são inversamente proporcionais. Isso significa
que, se a ação integral for de baixa intensidade, o tempo de duração da ação será elevado, e a recíproca é verdadeira. Resumidamente, para
correções de baixa magnitude o tempo necessário pode ser consideravelmente alto. Caso o erro seja muito grande (elevada intensidade na ação
integral), a correção será muito rápida, o que poderá levar o sistema à instabilidade.
AÇÃO DERIVATIVA
A AÇÃO DERIVATIVA TAMBÉM É CONHECIDA COMO ANTECIPATÓRIA. ESSA AÇÃO É
PROPORCIONAL À TAXA DE VARIAÇÃO DO ERRO, SIGNIFICANDO QUE, QUANTO MAIS RÁPIDA
FOR A VARIAÇÃO DO SINAL (QUANTO MAIS RÁPIDO O SINAL VARIAR), MAIS INTENSA SERÁ A
AÇÃO CORRETIVA.
Assim, a ação derivativa produz uma correção antecipada do erro, reduzindo o tempo de resposta e contribuindo para a estabilidade do sistema.
 ATENÇÃO
As três ações corretivas devem ser ajustadas de maneira integrada, ou seja, as ações devem ser combinadas de maneira a produzir o melhor
resultado para o sistema. Existem algumas técnicas utilizadas para o ajuste dos parâmetros, mas que fogem ao escopo deste módulo.
ELEMENTOS FINAIS DE CONTROLE
Falando de maneira simplificada:
Os controladores recebem os sinais dos sensores e processam essa informação de acordo com sua programação.

Após o processamento, os controladores podem enviar essa informação para ser disponibilizada para o operador (monitor, display, IHM etc.) ou podem
atuar sobre o processo a partir do acionamento de uma bomba ou da abertura/fechamento de uma válvula, entre outras ações.
ESSA ATUAÇÃO DO CONTROLADOR SOBRE O PROCESSO OCORRE POR INTERMÉDIO DOS
ELEMENTOS FINAIS DE CONTROLE.
O instrumento (sensor, transmissor etc.) mede determinada variável, condiciona e envia para o controlador.

O controlador utiliza sua programação para “analisar” a informação recebida e tomar uma ação pré-definida.

Essa ação é executada pelo elemento final de controle que tem condições de atuar sobre o processo (na variável manipulada) de maneira a influenciar
na variável controlada, reduzindo o erro e buscando o ponto de ajuste (set point).

O elemento final de controle pode ser uma bomba, uma válvula, um pistão, uma chave. Enfim, qualquer dispositivo que possa atuar sobre o processo
quando desejado.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. EM UMA REFINARIA, VARIÁVEIS COMO TEMPERATURA, PRESSÃO E NÍVEL SÃO FUNDAMENTAIS PARA O
PROCESSO PRODUTIVO E PARA A SEGURANÇA DOS EQUIPAMENTOS E DOS OPERADORES. A CORRETA
MEDIÇÃO DESSAS GRANDEZAS POSSIBILITA AOS OPERADORES SUPERVISIONAREM O PROCESSO E GARANTIR
A INTEGRIDADE DAS INSTALAÇÕES. TENDO COMO BASE OS CONCEITOS ESTUDADOS, PODE-SE AFIRMAR QUE A
PARTE DE UM INSTRUMENTO RESPONSÁVEL PELA MEDIÇÃO DA VARIÁVEL É O:
A) Transdutor
B) Receptor
C) Atuador
D) Conversor
E) Sensor
2. UM CONTROLADOR QUE SEJA CAPAZ APENAS DE LIGAR OU DESLIGAR UMA BOMBA CADA VEZ QUE O NÍVEL
DE UM TANQUE FICAR ABAIXO DE UM VALOR ESPECIFICADO PELO OPERADOR É DO TIPO:
A) Liga ou desliga.
B) PID.
C) Integral.
D) Proporcional.
E) Derivativo.
GABARITO
1. Em uma refinaria, variáveis como temperatura, pressão e nível são fundamentais para o processo produtivo e para a segurança dos
equipamentos e dos operadores. A correta medição dessas grandezas possibilita aos operadores supervisionarem o processo e garantir a
integridade das instalações. Tendo como base os conceitos estudados, pode-se afirmar que a parte de um instrumento responsável pela
medição da variável é o:
A alternativa "E " está correta.
 
O elemento sensor é a parte integrante do instrumento que cria as condições e efetua a leitura da variável do processo a ser medida.
2. Um controlador que seja capaz apenas de ligar ou desligar uma bomba cada vez que o nível de um tanque ficar abaixo de um valor
especificado pelo operador é do tipo:
A alternativa "A " está correta.
 
O controlador eletrônico “liga ou desliga” atua de maneira simples no sistema, analisando a variável controlada e atuando quando esta variável se
encontra acima ou abaixo do set point.
MÓDULO 3
 Identificar as principais normas técnicas aplicadas em instrumentação
NORMAS TÉCNICAS APLICADAS À INSTRUMENTAÇÃO
NORMAS TÉCNICAS APLICADAS
As Normas Técnicas ANSI/ISA 5.1 à 5.5, ANSI/ISA-62382-2012, NBR IEC 62337 e NBR IEC 62381 auxiliam na compreensão dos conceitos de
instrumentação.
As normas ANSI/ISA estabelecem os símbolos e identificações que deverão ser utilizados para designação dos instrumentos e seus meios de
comunicação, de maneira a criar uma padronização.
NORMA ANSI/ISA 5.1
A ISA 5.1 é adequada para qualquer referência (identificação ou símbolo) de um instrumento, ou sua função, em um sistema de controle. É
internacionalmente aceita em projetos de instrumentação, exemplos didáticos, fluxograma de processo, diagramas de fluxo de engenharia, simbologia
de controle, em diagramas de instalação e diagramas de malhas entre outras aplicações.
DE ACORDO COM ESSA NORMA, A IDENTIFICAÇÃO FUNCIONAL DE UM INSTRUMENTO É
BASEADA NA VARIÁVEL MEDIDA E EM SUA FUNÇÃO.
Sua finalidade é fornecer informações suficientes para permitir que qualquer pessoa envolvida, e que possua pelo menos um pouco de conhecimento,
entenda as maneiras de medir e controlar o processo, não sendo necessariamente um especialista em instrumentação.
O memorial descritivo de um sistema de controle e instrumentação deve conter diagramas de fluxo, diagramas de instrumentação (com índices e base
de dados), especificações, diagramas lógicos, plantas das instalações e diagramas unifilares.
 ATENÇÃO
Essa documentação é fundamental para as atividades de produção, manutenção e projeto, e sua atualização nos casos de modificações na planta é
fundamental.
NORMA ANSI/ISA 5.2
A Norma ISA 5.2 busca padronizar os diagramas lógicos binários de processos. A lógica operacional pode ser diagramada para diferentes níveis de
integridade de informações. Qualquer que seja o nível de complexidade, o diagrama comunica informações funcionais explicitamente no grau de
complexidade pretendido pelo diagramador. O diagrama pode servir, por exemplo, para melhorar a coordenação da interface entre um projetista de
circuitos pneumáticos ou pode simplesmente fornecer uma descrição simbólica do sistema funcional para um gerente de fábrica.
Essa norma supre um método de diagrama lógico de sistemas binários de intertravamento e sequenciamento para inicialização, operação, alarme e
desligamento de equipamentos em indústrias químicas, de petróleo, geração de energia, ar-condicionado, refino de metal e várias outras.
Essa padronização tem como objetivo simbolizar as funções de controle binário de um sistema de maneira que possa ser aplicada a qualquer classe
de hardware, seja ele eletrônico, elétrico, fluídico, pneumático, hidráulico, mecânico, manual, óptico ou outro.
NORMA ANSI/ISA 5.3
ESSA NORMA ESTIPULA OS SÍMBOLOS GRÁFICOS PARA OS SISTEMAS DE CONTROLE
DISTRIBUÍDOS E PARA INSTRUMENTAÇÃO COMPARTILHADA, LÓGICA E OS SISTEMAS DE
COMPUTADORES.
Dispõe sobre os requisitos para representação simbólica das funções de controle distribuído/instrumentação compartilhada, lógica e sistemas de
computador. A instrumentação é geralmente composta de redes de comunicação de hardware de campo e dispositivos de operação da sala de
controle. Essa norma é aplicável a todas as indústrias que usam sistemas de controle de processo e instrumentação.
Porém, não define detalhes de diagramas de fluxo para a construção interna, configuração ou método de operação desses sistemas de
instrumentação, lógica e sistemas de computador. Essa norma disserta sobre os diagramas de fluxo de conhecimento básico do sistema total para
correta interpretação do diagrama. Os cálculos ou o uso das variáveis de processodentro de um programa não são indicados, exceto quando a
variável de processo é parte integrante da estratégia de controle. Em aplicações em que todas as informações da base de dados do sistema do
instrumento estão disponíveis para o computador por meio do link de comunicação, a descrição das interconexões do computador é opcional, para
economizar espaço nos diagramas de fluxo.
O padrão estabelecido nessa norma deve ser usado sempre que for necessária qualquer referência a um instrumento para os seguintes usos — bem
como para outros:
Diagramas de fluxo, processo e mecânico.
Diagramas do sistema de instrumentação.
Especificações, ordens de compra e outras listas.
Desenhos de construção.
Artigos técnicos, literatura e discussões.
Etiquetagem de instrumentos.
Instruções, desenhos e registros de instalação, operação e manutenção.
 SAIBA MAIS
Esse padrão complementa ANSI / ISA-5.1-1984 (R1992) – Símbolos de Instrumentação e Identificação, para símbolos e formatos que
representam códigos de identificação funcional. Para esclarecimento de exemplos, algumas informações da ANSI / ISA-5.1-1984 (R1992) foram
incluídas na Norma ISA 5.3.
Seu objetivo é estabelecer a documentação para a instrumentação consistindo de computadores, controladores programáveis, minicomputadores e
sistemas baseados em microprocessador que possuem controle compartilhado, exibição compartilhada ou outros recursos de interface. Os símbolos
são fornecidos para a instrumentação de campo de interface, instrumentação da sala de controle e outro hardware. A terminologia é definida de forma
genérica mais ampla para descrever as várias categorias desses dispositivos.
 ATENÇÃO
Essa norma não exige o uso de símbolos específicos para cada ocorrência, mas de um dispositivo genérico dentro do sistema de controle geral.
O uso de símbolos específicos pode resultar em complexidade indevida, no caso de uma tubulação e desenho de instrumento (P&ID). Se, por
exemplo, um componente de computador é parte integrante de um sistema de controle distribuído, o uso do símbolo de computador normalmente seria
uma redundância indesejável. Se, no entanto, um computador de uso geral estiver conectado ao sistema, a inclusão do símbolo pode fornecer o grau
de clareza necessário para a compreensão do sistema de controle.
Esse padrão tenta fornecer aos usuários um simbolismo definido e regras de uso, que podem ser aplicadas conforme necessário para fornecer clareza
suficiente de intenção. A extensão a qual esses símbolos são aplicados a vários tipos de desenhos devem ser estabelecida pelos usuários da norma.
Os símbolos podem ser tão simples ou complexos quanto necessário para definir o processo.
NORMA ANSI/ISA 5.4
A ISA 5.4 TEM POR FOCO ESTIPULAR AS NORMAS PARA ELABORAÇÃO DOS DIAGRAMAS DE
LOOP DE INSTRUMENTAÇÃO.
Tem como objetivo fornecer um método uniforme de diagramação das interconexões físicas dos instrumentos de um circuito e fornecer informações
necessárias para a instalação dos instrumentos. O padrão cobre instrumentos pneumáticos, hidráulicos, elétricos, eletrônicos e outros tipos que são
interconectados para formar um circuito.
O padrão é para uso de projetistas de sistemas de instrumentação, pessoal de construção, pessoal de manutenção e outros que estejam envolvidos
com arranjos de instalação para os vários loops de instrumentos de um projeto.
Cabe ao usuário verificar o quão difundido é o uso de diagramas de loop de instrumento e determinar o grau de uniformidade na simbologia, semântica
e apresentação entre esses diagramas.
NORMA ANSI/ISA 5.5
A Norma ISA-5.5-1985 estabelece os símbolos gráficos para telas de processo. Os símbolos são incluídos para representar funções matemáticas,
gráficos, equipamentos de processo, instrumentos e equipamentos elétricos. Os símbolos são adequados para uso em visores dinâmicos, como os
LCDs e visores estáticos, como painéis gráficos. Embora o usuário possa fazer uso de símbolos padronizados utilizados para tubos e diagramas de
instrumentos, diagramas lógicos, diagramas de loop, trabalhos matemáticos e outros documentos, geralmente é esperado que tais diagramas sejam
utilizados de forma complementar aos existentes nos documentos de engenharia.
Os símbolos devem ser independentes do tipo ou da marca de hardware ou software de computador. Deve-se respeitar as diretrizes estabelecidas nas
Normas ISA 5.1, ISA 5.2, ISA 5.3 e ISA 5.4.
 ATENÇÃO
A Norma ISA 5.5 não está mais ativa. A padronização produzida por ela, ISA-5.5-1985 – símbolos gráficos para telas de processo, não está
atualizada com a tecnologia de telas de processo atuais. No entanto, com base nas revisões dos documentos da ISA 5, essa norma parece ser de
uso contínuo para aqueles cujas exibições de processos foram estabelecidas até meados da década de 1980.
NORMA ANSI/ISA-62382-2012
O ponto principal dessa norma é a calibração em malha, que consiste no estímulo do elemento primário (responsável pela detecção da grandeza no
instrumento) e a leitura dessa variável no indicador (display ou IHM).
Esta norma define os procedimentos e especificações necessárias para esse check loop (checagem ponto a ponto) na etapa de calibração.
NORMA NBR-62337-2020
Essa nova norma trata do comissionamento de sistemas elétricos, de instrumentação e de controle de processos industriais. O comissionamento
ocorre após a finalização da montagem da planta e antes do “aceite” definitivo por parte do(s) proprietário(s).
Essa etapa consiste nos testes da planta para verificação se os sistemas, componentes e edificações estão de acordo com o projeto e de acordo com
as especificações do processo ao qual são dedicados.
A NBR IEC 62337 complementa as etapas de Testes de Aceitação de Fábrica (TAF), Testes de Aceitação de Campo (TAC) e Testes de Integração em
Campo (TIC), que são estabelecidos pela NBR IEC 62381.
NORMA NBR-62381
Essa norma trata dos testes de aceitação e integração dos sistemas de automação de processos industriais. Esses testes são fundamentais para
demonstrar que o sistema está operando de acordo com as especificações técnicas do projeto.
TESTES DE ACEITAÇÃO DE FÁBRICA
OS TAF SÃO DEFINIDOS COMO ENSAIOS CONTROLADOS. SERVEM COMO VALIDAÇÃO DE
INTEGRIDADE, FUNCIONALIDADE E CONFORMIDADE DA DOCUMENTAÇÃO DO SISTEMA COM AS
ESPECIFICAÇÕES.
Em geral, estímulos controlados são produzidos para verificar se o sistema principal e os auxiliares estão de acordo com as especificações. Alarmes
são forçados a acionar, simulando condições fora do padrão operacional.
Esse teste inclui inspeções visuais, testes de energização, testes de instrumentação, verificação de parâmetros, alarmes, entre outros pontos
importantes.
Nesse ensaio, os equipamentos podem estar instalados em uma bancada ou planta modulada (pré-montada) para realização dos ensaios.
TESTES DE ACEITAÇÃO DE CAMPO
Nos Testes de Aceitação de Campo (TAC), os equipamentos instalados no campo e já configurados são submetidos a uma bateria de ensaios,
avaliando o correto funcionamento dos equipamentos em conformidade com o projeto.
TESTES DE INTEGRAÇÃO EM CAMPO
Os Testes de Integração em Campo (TIC) são executados para demonstrar que todas as partes que compõem o sistema estão perfeitamente
integradas e funcionam como um único sistema integrado.
Neste teste, é verificado se todos os componentes estão operando em conjunto e de acordo com as especificações técnicas.
 ATENÇÃO
Vale destacar que a NBR 8190, que estabelecia símbolos gráficos para identificação dos instrumentos e dos sistemas de instrumentação usados para
medição e controle, foi cancelada, não devendo ser utilizada como referência para projetos de instrumentação. Em seu lugar, utilizam-se as normas
citadas anteriormente.
NORMA PETROBRAS N-2933
A nova Norma Petrobras N-2933 fixa as condições mínimas exigíveis para o desenvolvimento de projeto, especificação de equipamentos e sistemas e
configuração, parametrização, testes e comissionamento de equipamentos e sistemas de automação de sistemas elétricos,para instalações terrestres
e marítimas da PETROBRAS.
Essa norma abrange o sistema de automação de sistemas elétricos industriais e a automação de sistemas de fontes de energia distribuídas, tais como
a automação de sistemas de energia eólica e a automação de sistemas de energia solar.
A Norma Petrobras N-2933 possui como escopo as atividades de desenvolvimento de projeto, especificação de equipamentos e sistemas e
configuração, parametrização, testes e comissionamento de equipamentos e automação de sistemas elétricos.
ESSA NORMA É ESPECÍFICA PARA PROJETOS ENVOLVENDO EMPRESAS LIGADAS À
PETROBRAS E ÀS SUAS SUBSIDIÁRIAS.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. SOBRE A NORMA NBR 8190, PODE-SE AFIRMAR QUE:
A) É fundamental na identificação dos instrumentos.
B) Descreve os ensaios realizados nos Testes de Aceitação de Campo (TAC).
C) Foi cancelada e não deve ser utilizada como referência.
D) Descreve os ensaios realizados nos Testes de Aceitação de Fábrica (TAF).
E) É fundamental na representação dos padrões de comunicação entre instrumentos.
2. NO TESTE DE INTEGRAÇÃO EM CAMPO, OS EQUIPAMENTOS:
A) São montados em uma bancada de laboratório e submetidos a um teste controlado.
B) São montados separadamente e testados para verificar seu funcionamento isoladamente.
C) Não devem estar interligados, pois isso dificultaria a identificação de possível problemas.
D) São interligados para funcionarem como um único sistema.
E) Não devem estar energizados, conforme padrão estabelecido pela ISA 5.1.
GABARITO
1. Sobre a norma NBR 8190, pode-se afirmar que:
A alternativa "C " está correta.
 
A NBR 8190 tratava das simbologias gráficas utilizadas na identificação de instrumentos. Contudo, a norma foi cancelada e substituída pelas normas
ANSI/ISA-5.1 a 5.5.
2. No Teste de Integração em Campo, os equipamentos:
A alternativa "D " está correta.
 
A NBR IEC 62381 estabelece os Testes de Aceitação de Fábrica (TAF), Testes de Aceitação de Campo (TAC) e Testes de Integração em Campo (TIC).
No TIC, os equipamentos devem ser interligados de maneira a funcionar como um único sistema, permitindo verificar se estão dentro das
especificações técnicas.
CONCLUSÃO
CONSIDERAÇÕES FINAIS
No primeiro módulo, foram apresentados os símbolos utilizados na identificação dos instrumentos e nos padrões de comunicação. A norma ISA 5.1 foi
apresentada, e a sequência utilizada para identificação dos instrumentos, no que diz respeito às variáveis medidas, e as funções foram ilustradas.
No segundo módulo, foi realizada a introdução às partes que compõem os instrumentos. Cada parte foi apresentada com especial atenção ao
elemento sensor, responsável por criar as condições necessárias para a medição das variáveis.
No terceiro módulo, foram mostradas as normas técnicas aplicáveis à instrumentação. Foram citadas desde as normas responsáveis pela
padronização da identificação dos instrumentos até as normas utilizadas como referência nos ensaios de aceitação do sistema.
AVALIAÇÃO DO TEMA:
REFERÊNCIAS
ANSI/ISA-5.1-2009. Instrumentation Symbols and Identification. North Carolina, 2009.
ANSI/ISA-5.1-2009. Automation Systems in the Process Industry – Electrical and Instrumentation Loop Check. North Carolina, 2009.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR IEC 62337:2020 - Comissionamento de sistemas elétricos, de instrumentação
e de controle de processos industriais - Fases e marcos específicos. Rio de Janeiro: ABNT, 2020.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR IEC 62381:2019 - Sistemas de automação de processos industriais - Testes
de aceitação em fábrica (TAF), testes de aceitação em campo (TAC) e testes de integração em campo (TIC). Rio deJaneiro: ABNT, 2019.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5410 - Instalações elétricas de baixa tensão. Rio de Janeiro: ABNT, 2004.
BALBINOT, A.; BRUSAMARELLO, V. J. Instrumentação e fundamentos de medidas. Rio de Janeiro: Livros Técnico e Científicos, 2010.
BALBINOT, A.; BRUSAMARELLO, V. J. Instrumentação E Fundamentos de Medidas. Volume 2. Rio de Janeiro: Grupo Gen-LTC, 2000.
BEGA, E. A. Instrumentação industrial. Rio de Janeiro: Interciência, 2006.
CASTELETTI, L. F. Instrumentação industrial. Colégio Politec, v. 10, p. 04-14, 2013. Consultado em meio eletrônico em: 15 dez. 2020.
CREDER, H. Instalações elétricas. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2007.
FIALHO, A. B. Instrumentação industrial: conceitos, aplicações e análises. São Paulo: Saraiva Educação SA, 2002.
GIÃO, R. A.; ROCHA, A. Divisão de Comunicação Social. Vocabulário Internacional de Metrologia (VIM). Duque de Caxias: Inmetro, 2012.
EXPLORE+
Consulte as normas NBR 15708-4, a NBR 6881 e a NR 10. Elas podem ser interessantes, dependendo da área em que se vai atuar. A NBR 15708
estabelece os requisitos de materiais, métodos de ensaio e tolerâncias dimensionais para utilização na indústria do petróleo e gás natural.
A NBR 6881 trata do método para execução de ensaios de tensão elétrica (contínua e alternada) e cabos de potência e controle. A NR 10 estabelece
os requisitos mínimos para a implementação de medidas de controle e prevenção a acidentes, garantindo a segurança de trabalhadores envolvidos
direta e indiretamente com serviços e instalações com eletricidade.
CONTEUDISTA
Paulo Godoy