01-01 AUTOMACAO E CONTROLE - Introducao - ISA 5

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Engenharia de Produção – AUTOMAÇÃO E CONTROLE 
Prof. Marco Aurélio S. Birchal 1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AUTOMAÇÃO E CONTROLE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Engenharia de Produção – AUTOMAÇÃO E CONTROLE 
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SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO .............................................................................................................................. 3 
2. INSTRUMENTAÇÃO .................................................................................................................. 15 
2.1 Representação gráfica de processos ...................................................................................................... 19 
2.2 Transdutores .......................................................................................................................................... 45 
2.3. Sensores Industriais .............................................................................................................................. 53 
3. NIVEL .......................................................................................................................................... 57 
3.1 MÉTODOS DE MEDIDA DIRETA ..................................................................................................... 58 
3.1.1 Trena / Régua / Gabarito ................................................................................................................ 58 
3.1.2 Visor de Nível / Gauge ................................................................................................................... 58 
3.1.3 Boia / Flutuador .............................................................................................................................. 60 
3.1.4 Eletrodos de contato ....................................................................................................................... 62 
3.1.5 Sensor de contato ............................................................................................................................ 62 
3.1.6 Unidade grade ................................................................................................................................. 63 
3.2 MÉTODOS DE MEDIDA INDIRETA ................................................................................................. 63 
3.2.1 Capacitância ................................................................................................................................... 63 
3.2.2 Medição por empuxo ...................................................................................................................... 65 
3.2.3 Medição por pressão hidrostática ................................................................................................... 67 
3.2.6 Sensor por Radar – Propagação de Ondas Eletromagnéticas - Microondas ................................... 74 
3.2.7 Medição por Pesagem (balança) ..................................................................................................... 77 
3.2.8 Pás Rotativas – Chaves de Nível para Sólidos ............................................................................... 79 
4. TEMPERATURA ......................................................................................................................... 80 
4.1 Conceitos ............................................................................................................................................... 80 
4.2 Modos de Transferência da Energia Térmica ........................................................................................ 81 
4.3 Escalas de Temperatura ......................................................................................................................... 82 
4.3.1 Conversão entre escalas .................................................................................................................. 83 
4.4 Partes do transdutor ............................................................................................................................... 83 
4.5 Classificação por Princípio de Funcionamento ..................................................................................... 84 
4.6 TERMÔMETRO A DILATAÇÃO DE LÍQUIDO ............................................................................... 84 
4.6.1 Termômetros de dilatação de líquido em recipiente de vidro ........................................................ 85 
4.6.2 Termômetro de dilatação de líquido em recipiente metálico. ........................................................ 86 
4.7 Termômetro à Dilatação de Gás ............................................................................................................ 87 
4.8 Termômetro à Dilatação de Vapor ........................................................................................................ 88 
4.9 Termômetro à Dilatação de Sólidos (Termômetros Bimetálicos) ......................................................... 89 
4.10 TERMÔMETRO DE RESISTÊNCIA (Resistência Termo Detectora – RTD) .................................. 91 
4.11 Sensor Elétrico por Termopares .......................................................................................................... 96 
4.12 Termômetros de radiação total - Pirômetros ....................................................................................... 99 
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1. INTRODUÇÃO 
EVOLUÇÃO HISTÓRICA 
 
 
Thomas Newcomen, 1712, Primeira Máquina à Vapor utilizável. 
 
Séc. XIX: James Watt, Londres, 1776: Máquina a Vapor melhorada e com 
controle de velocidade. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A late version of a Watt double-acting steam engine, (London) 1859, 
now in the lobby of the Superior Technical School of Industrial 
Engineers of the UPM (Madrid). 
 
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Séc. XX 
• 1922 – Controladores automáticos para embarcações – Minorsky 
• 1932 – Procedimento para determinação da estabilidade de Sistemas de 
Malha Fechada a partir da Resposta de Malha Aberta – Nyquist 
• 1934 – Introdução do termo SERVOMECANISMOS para sistemas de 
controle – Hazen 
• Década de 40 – Desenvolvimento da Teoria de Controle Resposta em 
Frequência – Diagrama de Bode 
• Década de 50 – Desenvolvimento do Método de Cálculo de Estabilidade – 
Lugar das Raízes 
 
Séc. XXI: Robótica e Automação Integrada 
 
 
 
 
FASES DA REVOLUÇÃO INDUSTRIAL 
 
1ª Revolução Industrial 2ª Revolução Industrial 3ª Revolução Industrial 4ª Revolução Industrial 
 
 
 
 
1784 
Indústria 1.0 
- Mecanização 
- Máquina à Vapor 
- Tecelagem 
1870 
Indústria 2.0 
- Produção em massa 
- Linha de Montagem 
- Energia Elétrica 
1969 
Indústria 3.0 
- Eletrônica 
- Computadores 
- Automação 
Agora 
Indústria 4.0 
- Sistemas Inteligentes 
- Redes de Comunicação 
- IoT – Internet das 
Coisas 
 
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Conceitos Fundamentais da Indústria de Processos 
 
Processo: Operação Unitária (ou conjunto) pela qual passa a matéria-prima para 
se transformar em um produto 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
● São procedimentos envolvendo passos químicos ou mecânicos que fazem parte 
da manufatura de um ou vários itens, usualmente em grande escala. Transformar 
matéria prima em produtos, através de operações fisicas e químicas. 
 
● A produção de um material específico pode envolver mais de um tipo de 
processo. A maioria dos processos industriais resultam tanto em produtos 
desejados finais quanto em sub-produtos, muitos dos quais são tóxicos, perigosos, 
ou de difícil tratamento posterior para serem eliminados. 
 
● Muito poucos processos são "auto-contidos", permitindo o total aproveitamento 
de seus subprodutos e pouquíssimo tratamento de seus sub- produtos e resíduos.Etapas básicas de um processo 
Ex: Processo de fabricação de cimento 
 
1.Preparo e/ou purificação de matérias-primas 
 Ex: Homogeneização de CaCO3 na fabricação do cimento. 
 
2.Reação (química, físico-química ou microbiológica) 
Ex: Clinquerização do cimento: fusão dos componentes em alto forno. 
 
3.Separação e/ou purificação do produto 
Ex: Separação de finos do cimento. 
 
PROCESSO Matéria-prima 
Insumos 
Efluentes líquidos e gasosos; 
resíduos sólidos 
Produto 
Co-produtos 
Calor (± Q) 
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Ex: Processo de fabricação de cimento 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ETAPA 1 
Extração da Matéria Prima 
Britagem 
Pré-homogeneização e Dosagem 
Moagem do “cru” 
Homogeneização 
ETAPA 2 
Pré-aquecimento 
Cozedura 
Resfriamento 
ETAPA 3 
Moagem e Adições 
Embalagem e Expedição 
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TIPOS DE PROCESSOS 
 
Processo Contínuo 
 
• Opera em volumes maiores. Geralmente são literalmente contínuos, pois 
seus produtos são indivisíveis e produzidos em fluxo ininterrupto. São 
associados a tecnologias relativamente inflexíveis, de capital intensivo e 
fluxo altamente previsível. 
• Um processo industrial é contínuo quando a matéria prima entra num lado 
do sistema e o produto final sai do outro, contínuamente. Neste processo o 
termo contínuo significa um período de tempo relativamente longo, medido 
em horas, em dias e até em meses dependendo do processo. 
• Um processo contínuo pode levar até vários dias para entrar em regime 
estável e permanente de produção. E as paradas totais dos processos 
contínuos se realizam em intervalos de um ano ou mais. 
 
Exs.: refinarias de petróleo, petroquímicas, produção de papel em larga escala, 
usinas de eletricidade, de tratamento de água. 
 
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Processo em Batelada (descontínuo) 
• Num processo por Batelada, uma dada quantidade de material é processada 
através de passos unitários, cada passo sendo completado antes de passar 
para o seguinte. A entrada do processo em batelada é feita por quantidades 
discretas de modo descontínuo. 
• O processo é alimentado, a operação é executada, o produto é descarregado 
e reinicia-se outro ciclo. Cada operação do processo em batelada pode ser 
considerada como um processo contínuo, porém o tempo envolvido é 
relativamente pequeno, medido em minutos ou horas. 
• Uma batelada tem características específicas, tais como seu tamanho, peso, 
cor, matérias primas, aditivos, catalisadores, etc. 
• Os processos são usados quando a produção é pequena ou em reações de 
segurança; 
• Exigem que se operem pequenas quantidades de cada vez, como é o caso de 
explosivos, esse processos propiciam uma ótima cinética e são 
frequentemente mais fáceis de ser controlados; 
• Cada batelada é um sistema fechado e a massa de cada batelada é fixa; 
• O tempo de reação para todos os elementos do fluido é o mesmo; 
• A composição da batelada muda com o respectivo tempo; 
• A batelada é uniforme a partir de um determinado tempo devido a eficiente 
agitação; 
Ex: As indústrias de bebidas, alimentícias, farmacêuticas e cosméticos, são alguns 
exemplos de processos em bateladas. 
 
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Processos Industriais Discretos 
• Baseia-se em processos que são mais reversíveis do que os de fabricação. A 
maioria dos produtos de manufatura discreta pode ser desmontada e 
devolvida aos seus componentes originais, o menor destes componentes 
sendo provavelmente o resultado de um processo de fabricação. 
• Os produtos finais da fabricação discreta podem ter números de série em 
todos e ser vendidos com etiquetas de preços e códigos de barras individuais. 
No processo discreto, cada item a ser fabricado é processado em uma etapa, 
como um item separado e individual. 
• Neste tipo de processo, atualmente, usam-se células de manufatura com 
robôs, máquinas de comando numérico computadorizado (CNC) para 
executar certas operações repetitivas. 
 
Ex: As montadoras de automóveis, fábricas de auto peças e industrias eletro- 
eletrônicas são exemplos de processos discretos. 
 
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Principais Operações Unitárias da Indústria 
 
 
DEFINIÇÕES PRELIMINARES 
 
PLANTA (ou processo, ou sistema controlado): designa o sistema que é objeto 
da ação do sistema de controle. 
• Geralmente utilizam-se os termos planta e processo, sem distinção, para 
designar aquilo que se deseja controlar 
 
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Variável controlada (ou regulada): é qualquer variável que se deseja controlar. 
A variável controlada é geralmente representada pela variável de saída do sistema 
de controle. 
• Em um sistema de controle, uma variável controlada é a grandeza ou 
condição que é medida, monitorada ou controlada. 
• Normalmente, a variável controlada é uma das saídas do sistema. Uma saída 
cuja relevância é primordial para o sistema. 
 
Variável de controle (ou manipulada): é a quantidade determinada pela ação de 
um controlador. A variável de controle é geralmente identificada como a variável 
de entrada da planta. 
• Em um sistema de controle, uma variável manipulada, é a grandeza ou 
condição modificada pelo controlador, de modo que afete o valor da variável 
controlada. 
• Em geral, a variável manipulada é uma das entradas do sistema. Uma entrada 
cuja manipulação é de extrema relevância para a modificação do processo. 
 
Variável de referência - SET POINT (ou comando): serve de referência (no 
sentido de comportamento desejado) para a variável a ser controlada. 
• É o valor-alvo que um sistema de controle automático, por exemplo um 
controlador PID, tentará alcançar. 
• Por exemplo, o sistema de controle de um aquecedor pode ter um setpoint de 
temperatura, isto é, uma temperatura que o sistema de controle tentará 
alcançar. 
 
Distúrbio: é todo sinal não manipulado que tende a afetar de maneira adversa o 
valor da variável de saída do sistema. 
• Pode ser sistêmico ou aleatório. 
OBS.: Todos as variáveis de entrada e saída conhecidas que afetam nosso sistema 
de alguma forma mas que não são consideradas de interesse, são denominadas e 
interpretadas como distúrbios. 
 
Controlador (ou compensador): é qualquer sistema conectado à planta e 
responsável pela definição da variável de controle, visando fazer com que a 
variável controlada responda de acordo com o especificado pela variável de 
referência. 
 
CONTROLE 
• Em qualquer processo industrial, as condições de operação estão sujeitas às 
variações ao longo do tempo. 
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• O nível de líquido em um tanque, a pressão em um vaso, a vazão de um 
fluido; todas estas condições podem (e costumam) variar. 
• Mesmo as variáveis que inicialmente consideramos constantes no processo 
(por exemplo, a temperatura ambiente) variam durante o processo. 
• Controlar é medir o valor de uma variável controlada do sistema e utilizar a 
variável manipulada, variando seu valor, para corrigir ou limitar os desvios 
do valor medido a partir de uma valor desejado, Valor de Referencia ou Set-
point. 
 
 
Controle em Malha Aberta 
• Se as variáveis de referência, de controle e de saída forem denotadas por r, u e y, 
respectivamente, então é possível representar um sistema de controle em malha 
aberta como na Figura: 
 
• A principal característica do sistema em malha aberta é a inexistência de 
realimentação: os valores assumidos pela variável de controle não dependem 
dos valores da variável de saída. 
• A ação de controle é função apenas do processamento da variável de 
referência (set-point) pelo controlador. 
• É todo sistema em que o sinal de saídanão exerce nenhuma influencia ou 
ação de controle sobre o sistema. 
• A saída não é medida nem realimentada para comparação com a entrada. 
 
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Controle em Malha Fechada (Com Realimentação) 
Também denominado de sistema de controle por realimentação, é aquele em que 
a saída y é medida e comparada com a saída desejada, indicada através da 
referência r, para processamento através do controlador e a consequente definição 
da ação de controle u. 
 
 
 
• Chamado de controle por feedback necessita de informações da saída do 
controlador através de elementos sensores ou transdutores, compara o sinal 
da saída com o set-point (referência) e corrige a saída caso a mesma esteja 
desviando-se dos parâmetros programados. 
• São todos sistemas nos quais se estabelece uma relação de comparação entre 
a saída e a entrada de referência e se utiliza esta diferença como meio de 
controle. 
 
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2. INSTRUMENTAÇÃO 
 
Importância da Instrumentação na Indústria de Processos 
Instrumentação é a ciência que aplica e desenvolve técnicas para adequação de 
instrumentos de medição, transmissão, indicação, registro e controle de variáveis 
físicas em equipamentos nos processos industriais. 
• É um dos ramos da engenharia essenciais dentro das plantas industriais; 
• Responsável pela medição e o controle de todas as variáveis nos processos 
de produção. 
• Fornece informações essenciais sobre o funcionamento de um processo 
através de suas variáveis de controle. 
• Auxilia a formar parâmetros que indicam onde e quando devem haver 
ajustes. 
• Os valores medidos para a formação de um parâmetro e comparação 
incluem: viscosidade, densidade, radiação, temperatura, frequência, fluxo, 
medição de nível, tensão, capacitância, resistividade, composição química, 
indutância e propriedades químicas. 
 
Exemplo – Indústria de Alimentos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Seleção de 
Alimentos 
Preparo de 
Alimentos 
Empacotamento 
Contagem 
Classificação por tamanho 
Separação 
Números;Dimensões 
Peso; Cor 
Congelamento; lavagem; 
descascamento; fatiamento; 
cozimento; concentração; 
congelamento. 
Limpeza; Tamanho; 
Temperatura;Tempo; Cor 
Acondicionamento: latas; 
potes; garrafas; caixas; 
pacotes. 
Volume; Peso; Vazão; 
Tempo; Temperatura 
Célula Fotoelétrica; ultra-som; célula de 
carga; termopar; pHmêtro; tacômetro 
 
PROCESSO OPERAÇÃO MEDIÇÃO 
 OU CONTROLE 
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Exemplo – Operação de uma Caldeira Flamotubular 
 
 
 
• MEDIÇÃO DE NÍVEL: O nível de água é um dos principais parâmetros que 
garante o seu correto funcionamento. 
 à superfícies metálicas expostas ao contato dos gases quentes devem estar 
banhadas pela água. 
 
• MEDIÇÃO DE PRESSÃO: questões de segurança e economia. 
à Cada caldeira tem uma capacidade de pressão nominal e uma pressão 
máxima. 
 
• MEDIÇÃO DE TEMPERATURA: auxilia no controle de funcionamento da 
caldeira. 
 
• MEDIÇÃO DE VAZÃO: auxilia no controle de funcionamento da caldeira 
à água de alimentação; saída de gases e vapores. 
 
• DISPOSITIVOS DE SEGURANÇA: alarmes, válvulas de bloqueio, chaves 
de desarme. 
 
• DISPOSITIVOS DE CONTROLE: válvulas de controle ligadas aos sensores 
de pressão que regulam os queimadores. 
 
Geração de vapor a altas 
pressões; 
 
Caldeiras automatizadas: 
 
 
 
Controle de vazão, nível, 
pressão e temperatura. 
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É necessário que o engenheiro conheça: 
• as técnicas de medição e os instrumentos; 
• a forma adequada de aplicá-los ; 
• as técnicas de processamento dos dados obtidos, considerando as 
incertezas de medição envolvidas. 
 
Em geral, pode-se afirmar que o engenheiro deve estar capacitado a: 
• especificar as variáveis físicas a serem investigadas; 
• conhecer os princípios básicos de funcionamento de uma larga gama de 
instrumentos; 
• ter uma compreensão profunda dos princípios físicos envolvidos nos 
fenômenos estudados; 
• Conhecer as limitações dos dados experimentais, para que possa analisar os 
dados coletados. 
 
Utilização da instrumentação na indústria de processos 
 
 
 
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As variáveis medidas são praticamente todas as variáveis mensuráveis 
relacionadas com as ciências físicas. Este conjunto de variáveis inclui: 
• Pressão 
• Densidade 
• Quantidade 
• Temperatura 
• Viscosidade 
• Corrente / Tensão Elétrica 
• Nível / Volume 
• pH 
• Indutância / Capacitância 
• Vazão 
• Presença / Posição 
• Frequência 
• Massa 
• Velocidade, entre outras 
 
Instrumento de Medição x Grandeza Física 
 
 
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2.1 Representação gráfica de processos 
 
Fluxogramas de Processo 
Representação gráfica simplificada por meio de figuras e letras da estrutura e do 
funcionamento de instalações de processo 
 
Classificação: 
- Diagrama de Blocos 
- Fluxograma Simplificado 
- Fluxograma de Engenharia 
 
1. Diagrama de blocos: representação simplificada das etapas de um processo 
(baixo nível de detalhamento) 
 
 Exemplo: Produção de um derivado de petróleo (Benzeno sulfonato de sódio) 
 
 
 
 
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Interpretação: 
• Blocos ou retângulos: representam uma operação unitária ou processo 
unitário; 
• Os blocos são conectados por linhas retas que representam as correntes de 
fluxo do processo entre as unidades; 
• . Essas correntes de fluxo podem ser misturas de líquidos, gases e sólidos 
fluindo em dutos ou sólidos sendo transportados em correias 
transportadoras. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Para serem claros e objetivos: 
• Operações ou processos unitários tais como misturadores, separadores, 
reatores, colunas de destilação e trocadores de calor são usualmente 
denotados por um bloco simples ou retângulo. 
• Grupos de operações unitárias podem ser denotados por um bloco simples. 
• Correntes de fluxo do processo entrando e saindo dos blocos são 
representadas por linhas retas que podem ser horizontais ou verticais. 
• A direção do fluxo deve ser claramente indicada por setas. 
• As operações unitárias (i.e blocos) devem ser rotulados. 
• Quando possível, o diagrama deve ser arrumado de modo que o fluxo 
material ocorra da esquerda para a direita, com unidades a montante, à 
esquerda, e unidades a jusante, à direita. 
 
 
Tanque de liquido TL01 
Tanque de liquido 
TL02 
Misturador M08 Reator R102 Separador S56 
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2. Fluxograma simplificado: nível médio de detalhamento. São chamados de 
PFD (Process Flow Diagram). Destacam-se a representação de quatro elementos: 
 - Equipamentos - Utilidades 
 - Acessórios - Alinhamentos 
 
Um fluxograma de processo inclui: 
• tubulação do sistema 
• símbolos dos principais equipamentos, nomes e números de identificação 
• Controles e válvulas que afetam a operação do sistema 
• interconexões com outros sistemas 
• principais rotas de by-pass e recirculação 
• taxas do sistemas e valores operacionais como temperatura e pressão para 
fluxos mínimo, normal e máximo 
• composição dos fluidos 
 
 
ii) Fluxograma simplificado: nível médio de detalhamento. São chamados de 
PFD (Process Flow Diagram). Destacam-se a representação de quatro 
elementos: 
– Equipamentos 
– Acessórios 
– Utilidades 
– Alinhamentos 
 
 
Reator de Alquilação 
 R-1 Coluna de 
Recuperação de dodeceno Reator de Sulfpnação Secador 
CL-2 R-2 Spray 
 Coluna de Colunade Reator de SC-1 
 Recuperação de benzeno de dodecibenzeno Neutralização 
CL-1 CL-2 R-3 gás úmido 
Dodecibenzeno 
Sulfonato de sódio 
 
FLUXOGRAMA 
 
 
Dodeceno 
Benzeno 
Catalisador 
Hidrocarbonetos 
alquilados 
pesados 
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3. Fluxograma de Engenharia: alto nível de detalhamento. Dentro desta 
classificação, destacam-se os P&I´Ds (Process and Instrumentation Diagram or 
Piping and Instrumentation Diagram). 
 
Um P&ID deve incluir: 
• Instrumentação e designações 
• Equipamentos mecânicos com nomes e números 
• Todas as válvulas e suas identificações 
• Processo de tubulação, tamanhos e identificação 
• Miscelânea: ventilação, drenagem, amostragem, redutores, aumentadores 
• Direção dos fluxos 
• Referencias das interconexões 
• Controles de inputs, outputs e intertravamento 
• Sistemas de controle computadorizados 
• Identificação dos componentes e subsistemas entregues por outros 
diagramas 
• Sequencia física dos equipamentos 
 
 
 
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Outras Representações 
 
 
 
 
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Símbolos P&ID – Equipamentos 
 
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Símbolos P&ID – Tubulação 
 
 
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Símbolos P&ID – Recipientes 
 
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Símbolos P&ID – Trocadores de Calor 
 
 
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Símbolos P&ID – Bombas e Ventiladores 
 
 
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Símbolos P&ID – Válvulas 
 
 
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Simbolos P&ID – Atuadores básicos 
 
 
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Símbolos P&ID – Outros 
 
 
 
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Nomenclatura Usual dos Equipamentos Industriais 
 
Sigla Sigla alternativa Equipamento 
AL 
 
Alimentador 
BA 
 
Bomba de Água 
BP 
 
Bomba de Polpa 
BR 
 
Britador 
CD 
 
Caixa desviadora 
CL 
 
Ciclone 
EP 
 
Espessador 
HC 
 
Hidrociclone 
MB 
 
Moinho de bolas 
MR 
 
Moinho de rosca 
PE 
 
Peneira 
PV 
 
Peneira vibratória 
SL 
 
Silo 
TC BC Transportador de Correia 
TP 
 
Tanque de Produto 
TR 
 
Tanque Reservatório 
CN SL Carregador de navios 
VV CD Virador de Vagões 
 
 
 
Todo equipamento industrial deve ser identificado por seu tag. Este tag é 
formado por: 
– nome da área; 
– tipo do equipamento; 
– um número seqüencial, caso haja mais de um equipamento do mesmo 
tipo na mesma área, separados por hífens, totalizando oito caracteres. 
Obs: muitas empresas adotam tags mais longos de 12 ou mais 
caracteres. 
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Exemplos de representação de equipamentos industriais 
 
 
 
 
 
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Exemplo: Produção de Biodiesel 
 
Reação de transesterificação 
 
 
 
Planta 
 
 
 
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Diagrama de Blocos 
 
 
Fluxograma Simplificado 
 
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Identificação das Etapas do Processo de Produção de Biodiesel 
 
 
 
 
 
 
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Simbologia ISA 5.1 
 
• Assim como a diversidade de padrões de medidas que havia antes do SI, até 
algumas décadas atrás havia uma enorme diversidade de simbologias e 
identificações para todos os equipamentos utilizados em automação e 
controle de processos, cada projetista em cada país criava a própria. 
• Para que houvesse uma uniformidade de símbolo e identificadores de 
instrumentos e equipamentos de automação, foi criada a ISA – International 
Standard Automation, associação da qual o Brasil é signatário. 
• Dentre suas normas internacionais, a norma que regula a simbologia e 
identificação de instrumentos é a norma ISA 5.1 – Instrumentation Symbols 
and Identification. 
 
Regra de Identificação: 
 
• Conjunto de letras → Classifica a funcionalidade do instrumento ou função 
programada. 
• Conjunto de algarismo → Indica a malha ao qual o instrumento ou função 
programada pertence. 
 
 
Conjunto de Identificadores 
 
1º Grupo de Letras: Identifica a variável medida ou modificadora. 
1ª Letra – Variável Medida 
Ex: P – Pressão, T – Temperatura, F – Vazão, L – Nível; 
2ª Letra – Modificadora 
Ex: D – Diferencial, Q – Totalização, S – Segurança; 
 
2º Grupo de Letras: Identifica a função programada. 
1ª Letra – Função Passiva ou de Informação 
Ex: A – Alarme, E – Elemento Primário, G – Visão Direta (“Gage” ou 
“Gauge”), I – Indicador, R – Registrador; 
2ª Letra – Função Ativa de Saída 
Ex: C – Controlador, S – Chave, T – Transmissor, V – Válvula (ou 
Damper), Y – Relé; 
3ª Letra – Modificadora 
Ex: H – Alto, L – Baixo; 
 
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Conjunto de Identificadores – Exemplos de Aplicações 
PIC Controlador Indicador de 
Pressão 
LSLL Chave de Nível Muito Baixo 
TIC Controlador Indicador de 
Temperatura 
LSHH Chave de Nível Muito Alto 
LIC Controlador Indicador de 
Nível 
PSHH Chave de Pressão Muito Alta 
PT Transmissor de Pressão PSLL Chave de Pressão Muito 
Baixa 
TT Transmissor de Temperatura LG Visor de Nível 
LT Transmissor de Nível LV Elemento Final (válvula) de 
Nível 
FQI Totalizador Indicador de 
Vazão 
PV Elemento Final (válvula) de 
pressão 
LSH Chave de Nível Alto 
PI Indicador de Pressão 
PSV Elemento Final (válvula) de 
Segurança de Pressão 
 
 
 
 
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Símbolos para Linhas de interconexão 
 
 
Abreviações para linhas secundárias 
 
 
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Símbolos Padrões para Instrumentos 
 
 Localização 
principal 
acessível ao 
operador 
Montado no 
campo 
Localização 
auxiliar 
acessível ao 
operador 
(montado 
atrás do 
painel de 
controle) 
Localização 
auxiliar não 
acessível ao 
operador 
Instrumento 
Discreto 
 
Display 
compartilhado 
 
Função 
executada no 
computador 
 
 
 
 
 
 
 
 
Controlador 
Programável 
(CLP) 
 
 
Interface CLP/ 
Supervisório/CLP 
 
Interface 
CLP/campo/CLP 
 
Interface 
CLP/ Panel 
view/ CLP 
 
Interface 
interna 
(lógica) 
 
 
 
 
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Exemplos: 
 
 
Loop de controle de vazão número 14. Uma placa de orifício (FE) possui um 
transmissor de vazão elétrico (FT14) para medição de vazão. A primeira letra F 
representa a função de vazão (Flow), a segunda letra, T representa Transmissor 
(Transmitter) e a linha pontilhada é um sinal elétrico que varia de 0 a 10 V. A saída 
vai para um PLC (computador de processo) FC14, que faz o controle de Vazão, 
com saída de corrente de 4 a 20 mA. Este sinal entra em um conversor de sinal 
FY14 que o converte para pressão de 3 a 15 psi que comanda a válvula FV14. 
 
 
 
O tanque possui um indicador de nível de leitura direta LI17, uma chave de nível 
alto LSH17 e uma chave de nível baixo LSL17, em que a primeira letra L 
representa Nível (Level), S representa Chave (Switch), H representa Alto (High) e 
L representa Baixo (Low). A saídadas chaves de nível vão para um alarme (note 
o símbolo de instrumento compartilhado) LAHL17, em que A representa Alarme 
(Alarm), H é Alto e L é Baixo, indicando que o alarme irá ser ativado tanto se o 
nível exceder o máximo quanto se diminuir do mínimo configurados. 
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A medição é feita pelo transmissor de temperatura TT; a comparação do valor 
medido pelo transmissor (TT) com o ponto de ajuste dado pelo operador (set point) 
para obtenção do valor do erro e a computação são executadas pelo controlador de 
temperatura (TRC), enquanto a correção será efetivada pela válvula pneumática 
de controle com base no sinal elétrico do TRC, através do conversor TY 
(corrente/ar comprimido). 
 
 
 
 
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Exemplos – Temperatura 
 
 (a)Termometro básico (b) termômetro em poço (c) símbolo capilar (d) transmissor 
(e) dispositivo de radiação (f) chave de temperatura alta 
 
Exemplos – Pressão 
 
(a)símbolo básico de pressão (b) Indicador de pressão com selo de diafragma e 
linha de pressão (c) transmissor de pressão com saída pneumática (d) regulador de 
pressão (e) regulador de pressão com tomada traseira (f) disco de ruptura de alívio 
de pressão 
 
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2.2 Transdutores 
Transdutor: 
• O transdutor é um dispositivo capaz de transformar uma forma de energia 
em outra. 
• O transdutor é qualquer dispositivo capaz de transformar um tipo de sinal em 
outro para permitir o controle de processos físicos, ou realizar uma medição. 
Exemplo: Um dispositivo feito de quartzo para medição da frequência de vibração 
é um transdutor. 
 
Passivos: geram um sinal de saída em resposta a um estímulo e não precisam 
receber energia externa para produzir um sinal de saída; 
 
Ativos: precisam ser excitados por uma fonte externa de energia para produzir um 
sinal de saída; 
 
Um exemplo de transdutor é o microfone, que transforma energia sonora 
(mecânica) em sinal elétrico. 
 
 
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Sensor: É o elemento de conversão, que converte a grandeza medida (pressão, 
temperatura, nível de um líquido, som, etc.) numa grandeza de trabalho, elétrica 
(tensão, corrente, frequência, etc.) 
• dispositivo que detecta a variável física e a transforma em um sinal elétrico. 
• Sensores são uma classe de transdutores. 
 
IMPORTANTE: Atuadores que transformam sinais elétricos em outras grandezas, 
são transdutores mas não são sensores. Exemplo: um microatuador de quartzo que 
atua pela deformação decorrente de um sinal elétrico é um transdutor mas não é 
um sensor (já que é um atuador). 
 
Transmissor: É um sistema que produz um sinal de saída que representa a grandeza 
física sendo medida. 
• Recebe a saída do transdutor/sensor e a condiciona a níveis padronizados de 
transmissão do sinal. 
• Em aplicações industriais o transmissor adapta o sinal para a rede industrial, 
sinal esse que é depois transmitido através de cabo coaxial, par trançado, via 
rádio, wireless, etc. 
• Esse sinal pode ser um sinal de 4 a 20 mA, 3 a 15 PSI, 20 a 100 kPa, 1 a 5 
Vcc, rede 485, internet, etc. 
• Transmissores ou conversores são os instrumentos que convertem o sinal de 
um transdutor ou sensor em um sinal padrão para ser enviado à distância. 
 
 
 
• OBS: 
• Todas as faixas de operação possuem zero vivo para a detecção de erros. 
• Todas possuem relação 1:5 para facilitar a conversão dos sinais padrão pelos 
transdutores. 
• Sinais Digitais e analógicos podem ser superpostos aproveitando as 
vantagens de padronização e resposta rápida da transmissão analógica e as 
de auto diagnose, facilidade de recalibração e alteração de parâmetros da 
parte digital. 
 
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