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Processos Industriais � Automação Modulo II Projetos Industriais Autor Jaime Ivan S. Plasser Eng. de Instrumentação e Automação/ Coordenador Técnico PROJETOS 05 PROJETOS DE INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL - DEFINIÇÃO: A instrumentação é uma ciência de adaptação de dispositivos e técnicas reunidos para executar os diversos tipos de medições, indicações,ajustes sintonizados e de controle, nos equipamentos e processos de fabricação.A instrumentação se tornou uma forma de ação indispensável para a indústria,conforme citado abaixo : A instrumentação serve e é utilizada para : a).- Poder aumentar e controlar a qualidade dos produtos finais, b).- Poder incrementar produção e o rendimento do produto, c).- Fornecer todas as informações e dados seguros a respeito da matéria-prima. A quantidade produzida e os dados relativos à economia dos processos, d).- Poder executar as funções de inspeção e ensaios, com uma maior rapidez e confiabilidade, e).- Poder simplificar projetos de pesquisa, desenvolvimentos e sistemas de obtenção de informações e dados considerados complexos, f).- Poder fornecer sistemas de segurança para os processos industriais, para os funcionários e para as fábricas. VARIÁVEIS DE PROCESSO: As variáveis de processo mais utilizadas são : Fluxo ou Vazão; Nível Pressão, Temperatura, e Miscelâneas. FLUXO OU VAZÃO. A variável de processo industrial, fluxo ou vazão é um fluido e movimento. Os fluídos incluem também os líquidos; ar, os gases e vapor de água. Os princípios básicos que envolvem a determinação da velocidade de escoamento dos fluidos são : Diâmetro da tubulação, dimensionado em metros. ( m ). Velocidade do fluido na tubulação, dimensionada em metros / segundos. (m/seg). Densidade do fluido, dimensionada em quilos por metro cúbico ( Kg/m³ ) Viscosidade do fluido, dimensionada em quilos x metros / segundo (Kg x m/seg.) MEDIÇÃO DE FLUXO OU VAZÃO. Os medidores de fluxo ou de vazão são instrumentos, os quais são utilizados para efetuar a medição de quantidades de produtos em movimentos dentro de um processo industrial, tais como a quantidade de vapor de água, quantidades de combustíveis líquidos e gasosos e as quantidades de água utilizadas nos processos industriais.As medições são efetuadas em dutos de ar, em tubulações de água e em canais abertos.A medição da quantidade de fluxo é uma das medições industriais considerada mais importante a ser realizada nas indústrias, nos processos industriais e de fabricação. As medições de fluxos, servem para mensurar e medir as quantidades de um fluxo são muito importantes, porque é através destas medidas efetuadas que nos permitem determinar as relações corretas de materiais em processo, para assim obter o controle de quantidade da produção. A medição de fluxo é também considerada importante para efetuar o controle da poluição, provenientes de esgotos ou resíduos industriais e podemos citar ainda as medições e o PROJETOS 06 controle em estações de tratamento de água. Existem cinco tipos considerados básicos de medidores de vazão : Medidores de Pressão Diferencial, Medidores de Área Variável, Medidores de Massa ou Mássicos, Medidores de Deslocamento Positivo, Medidores para Escoamento em canais abertos. Os elementos primários de fluxo mais importantes são : Placa de Orifício, Tubo Venturi, Tubo Pitot, Bocal de Fluxo. ( É um instrumento que é utilizado e serve para efetuar medições de vazão com sólidos em suspensão ). MEDIÇÃO DE NÍVEL. A variável de processo industrial nível é a altura de um líquido ou de um sólido em um recipiente. A medição da altura desta variável é feita a partir de uma referência ou de uma linha considerada arbitrariamente como linha base em movimento. A determinação do nível nos permite efetuar o cálculo do volume ou do peso de um determinado líquido ou sólido, os quais se encontram existentes em um recipiente. O nível é expresso de forma direta em unidades de altura do líquido ou do sólido seja estas unidades em centímetros ou metros ( cm ou m ). O instrumento de nível pode ser calibrado para expressar volumes em unidades de litros ou metros cúbicos ( lt. ou m³ ). O instrumento de nível pode ser calibrado para expressar pesos em unidades de quilos ou toneladas ( Kg ou Ton ). O instrumento de nível pode ainda ser calibrado para expressar capacidades litros, galões ou metros cúbicos ( lt, gal ou m³ ). As medidas de nível são geralmente limitadas pela altura do recipiente. O nível está sendo determinado a partir de alguns centímetros de altura até a uma centena de metros, com uma exatidão inferior a um milímetro para as faixas mais baixas. Estas são as faixas de níveis comuns nas indústrias e em processos de fabricação MEDIÇÃO DE PRESSÃO. A variável de processo industrial, pressão é uma força exercida contra uma área superficial. A pressão é medida de duas formas : a).-Em termos de força aplicada a uma área ou b).-Em termos de altura da coluna de um determinado líquido mantida pela pressão. O valor da pressão é igual a altura do líquido multiplicada p/ densidade do mesmo. A fórmula da pressão é : P = x h A pressão atmosférica: È a força exercida sobre uma unidade de área da superfície da terra, pelo peso da atmosfera. Os dispositivos de medição da pressão na indústria e nos processos de fabricação apresentam a diferença entre a pressão de um fluido confinado em um ambiente fechado e a pressão da atmosfera. Se a pressão encontrada for superior a pressão da atmosfera, esta diferença de pressão se denomina pressão manométrica. PROJETOS 08 A Pressão absoluta: È a força obtida da soma do valor da pressão manométrica ao valor da pressão atmosférica. A pressão absoluta será zero nos locais de vácuo considerado quase perfeito. A pressão negativa: É a pressão expressada em termos de vácuo. A pressão absoluta equivalente se determina subtraindo-se da pressão atmosférica a leitura do vácuo. UNIDADES DE PRESSÃO. Quilogramas por centímetro quadrado. ( Kg / cm² ). Libras por polegada quadrada. ( lb / pol² ).Equivalente em inglês a pressure square inches ( psi ). Altura de uma coluna de liquido, como metros, pés de Coluna de água, ou centímetros,polegadas ou milímetros de coluna de mercúrio ( mm HG ). MEDIÇÃO DE TEMPERATURA. A variável de processo industrial temperatura é o grau de calor ou frio que é representado em uma escala definida.A temperatura de um corpo expressa a intensidade de calor do corpo mesmo mas não dimensiona a quantidade de temperatura do mesmo. Todas as substâncias encontram-se constituídas por uma enorme quantidade de pequenas partículas chamadas de moléculas. Estas moléculas se encontram em constante e contínuo movimento. Estas moléculas quanto mais rápido seja o movimento das mesmas mais quente se encontra o corpo. Estas moléculas quanto mais lentas seja o movimento das mesmas mais frio se encontra o corpo. Esta condição pode ser chamada ou descrita como sendo um potencial térmico ou uma energia efetiva da própria substância. O grau de temperatura é o número dado a esta condição. O calor pode ser transferido de um corpo para outro, ou seja do corpo mais quente para o corpo mais frio. A medição de temperatura é considerada vital no controle de qualidade dos produtos finais, na segurança dos maquinários industriais,nos processos pasteurizados do leite, na torrefação do café, no tratamento térmico dos metais, na fabricação do vidro, na refinação do petróleo, nas indústrias de química fina, nas indústrias farmacêuticas, a produção e a geração de energia elétrica, nos processos que envolvem variados tipos de aquecimento e resfriamento em larga escala. UNIDADES DE TEMPERATURA. kelvin ( ºK ). Centígrados ( ºC ). Fahrenheit ( ºF ). A escala centígrada de temperatura,divide o intervalo de temperatura em 100 partes, ou em 100 graus, que atinge desde o ponto de congelamento da água até seu ponto de ebulição. O ponto de congelamento da água corresponde a 0º C. O ponto de ebulição da água corresponde a 100º C. Na escala fahrenheit o ponto de congelamento da água corresponde a 32º F. Na escala fahrenheit o ponto de ebulição da água corresponde a 212º F. A temperatura em ( ºK ) graus kelvin define uma determinada escala absoluta de temperatura. O zero absoluto ou a temperatura teórica mais baixa 0º, é aquela onde cessa todo o movimento molecular e portanto onde não existe mais calor. Na escala centígrada ( ºC),este ponto corresponde a 273 ºC, ou 273 graus centígrados abaixo de zero. Na escala fahrenheit ( F ) , o zero absoluto é 460 ºF. Na escala Kelvin ( K ), o ponto de congelamento da água é + 273 ºK ou 0 ºC e o ponto de ebulição é +373 ºK, ou 100 ºC. PROJETOS 08 Para se converter graus centígrados em graus fahrenheit emprega-se a seguinte expressão : ºF = 9 x ºC + 32 5 Desta forma, 100ºC, corresponderam a quantos graus fahrenheit a) ºF = 9 x 100 ºC + 32 5 b) ºF = 900 ºC + 32 5 c) ºF = 180 ºC + 32 d) ºF = 212 ( Resultado ) Para se converter graus fahrenheit em graus centígrado , emprega-se a seguinte expressão : ºC = 5_ x ( ºF - 32 ) 9 Desta forma, 212 ºF, corresponderam a quantos graus centígrados: a) ºC = 5 x ( 212 ºF - 32 ) 9 b) ºC = 5 x ( 180 ºF ) 9 c) ºC = 900 ºF 9 d) ºC = 100 As faixas usuais de temperatura empregadas nas fábricas e nos processos de produção industriais, variam desde os -130 ºC até + 2.200 ºC, que correspondem aos valores de 200 ºF até + 4000 ºF. MISCELÂNEAS Todas as variáveis industriais que não se enquadram como fluxo, nível, pressão e temperatura, são chamadas de miscelâneas.As variáveis mais comuns das miscelâneas são: Condutividade, Densidade, PH ( é uma medida de acidez ou de alcalinidade ), Radioatividade, Umidade, Velocidade, Vibração, Detecção de metais, etc. SIMBOLOGIA UTILIZADA EM FLUXOGRAMAS DE ENGENHARIA CONFORME NORMA : I.S.A. Introdução: A simbologia de instrumentação analógica e digital, compartilhada e integral, distribuída e centralizada, está baseada nas normas americanas, as quais são geralmente traduzidas para o português. As mais utilizadas são: a).- ISA S5.1. Instrumentation Symbols and Identification. b).- ISA S5.3. Graphic Symbols for Distributed Control / Shared. DisplayInstrumentation, Logic and Computer Systems Instrumentation Symbols and Identification. PROJETOS 09 APLICAÇÕES DA SIMBOLOGIA. A simbologia de instrumentação é principalmente encontrada e ou utilizados nos seguintes documentos : 1).- Fluxogramas de Processo e Fluxogramas de Engenharia. 2).- Desenhos dos documentos de engenharia de detalhamento de instrumentação, detalhes de instalação de instrumentos, diagramas de ligações elétricas, plantas de localização de instrumentos, diagramas lógicos de controle, listas de instrumentos, etc. 3).- Painéis sinópticos e painéis semigráficos nas salas de controle. 4).- Diagramas de telas de vídeo das estações de controle. APLICAÇÕES DA IDENTIFICAÇÃO E DOS NÚMEROS DE TAG Identificação Básica: Número de tag O tag de identificação é o código alfanumérico que identifica biunivocamente um instrumento ou função. O número de tag é o número em etiqueta metálica, plástica ou de papel que é amarrada, aparafusada ou colada no corpo do instrumento. A norma ANSI/ISA S5.1 fornece tal sistema. NÚMERO DE TAG TÍPICO TIC 103 : Número do tag ou identificação do instrumento TIC : Identificação funcional T 103 : Identificação da malha 103 : Número da malha T : Primeira letra (variável) IC : Outras letras (funções) 10-PAH-5A : Número de tag 10 : Prefixo opcional 11 PAH : Identificação funcional 10-P 5A : Identificação da malha P : Variável inicializada PAH : Funções -5 : Número da malha A : Sufixo opcional IDENTIFICAÇÃO FUNCIONAL A porção alfabética do tag de identificação fornece a identificação funcional, enquanto a parte numérica, mais algum sufixo, torna único o tag de identificação. A parte alfabética vem antes da parte numérica. No início do projeto, pode se ter apenas a parte alfabética e no fim do projeto se enumeram as malhas do sistema. O código inteiro, por exemplo FIC 101, é chamado de número de tag ou identificação do instrumento. A identificação funcional é uma descrição resumida do que o instrumento ou função faz. A primeira letra é a identificação da malha e a variável inicializada. A malha FIC 101 é uma malha de vazão. Todos os outros componentes desta malha também terão tag começado com a letra F, por exemplo FE 101, FY 101, FT 101, FCV 101. Quando há apenas duas letras no tag (mínimo possível), a segunda letra corresponde à função do instrumento. Por exemplo: FE elemento sensor de vazão FT transmissor de vazão FY condicionador do sinal de vazão PROJETOS 10 Quando há mais de duas letras a coisa complica, pois a terceira letra pode ser modificadora da variável ou modificadora da função da malha ou a malha possui mais de uma função. Assim, nos tags: PDT o D (diferencial) é modificador da variável pressão FIC. As letras I e C correspondem a Indicação e Controle. TDAH. D (diferencial) é modificador de T (temperatura) e H (alto) é modificador de A (alarme). Assim, apenas o bom senso aliado à experiência pode esclarecer o significado das letras que excedem às duas mínimas. A mesma letra pode ser significados diferentes, dependendo de sua posição relativa. Assim, TA - alarme de temperatura AT - transmissor de análise A letra S como segunda letra pode ter dois significados diferentes, ou seja, PS - chave de pressão (pressostato). PS - chave de pressão (pressostato). PSV - válvula de segurança de pressão. Agora, S é modificadora da variável pressão, significando segurança (safety). Quando em uma mesma malha há dois tags iguais, por exemplo, dois condicionadores de sinal em uma malha de vazão (FY), é necessário usar sufixos para diferenciar os dois tags. A de análise é muito genérica e inclui análise química (composição, pH, O2, N2,viscosidade) e mecânica. É comum se colocar o tipo de análise ao lado do símbolo, como índice. Outras possíveis combinações Necessidade de sufixosPROJETOS 11 NUMERAÇÃO DA MALHA Geralmente são usados dois sistemas de numeração dentro da norma ANSI / ISA 5.1: Paralelo e Serial. Ambos são similares fundamentalmente. A principal diferença é que no sistema de numeração paralelo uma nova seqüência numérica é começada com cada variável nova medida ou inicializada e no sistema serial há somente uma seqüência de numeração. Muitas pessoas querem codificar os tag de identificação. A experiência mostra que o melhor sistema é o mais simples.Quando se quer codificar, deve-se usar blocos de números e não se deve inventar um novo sistema de numeração. Análise mecânica em três planos, X, Y e Z. PROJETOS 12 COMBINAÇÕES DE LETRAS TÍPICAS PROJETOS 13 COMBINAÇÕES DE LETRAS TÍPICAS PROJETOS 14 COMBINAÇÕES DE LETRAS TÍPICAS PROJETOS 15 FLUXOGRAMA DE PROCESSO P&ID Diagramas de Processos e Instrumentação PROJETOS 17 CONTEÚDO DO DIAGRAMA DE FLUXO DE ENGENHARIA Deve existir ou haver um consenso quanto a informação de instrumentação incluída no Diagrama de Fluxo de Engenharia. Nem toda a instrumentação precisa ser mostrada.Deve haver espaços e locais reservados nas tubulações e equipamentos, de modo que os elementos sensores e elementos finais possam ser mostrados. O mesmo se aplicada a válvulas, pontos de amostragem, válvulas de segurança, visores de nível, indicadores locais de pressão e temperatura, elementos de vazão. Se a instrumentação está diretamente ligada ao processo, ela deve ser mostrada. Informações mais detalhadas, tais como tamanhos de válvulas, valores de ponto de ajuste, posições de falha, faixas calibradas não precisam ser mostradas, pois elas aparecerão em outros documentos, como folhas de dados de instrumentos. Não se deve colocar a mesma informação em vários documentos diferentes pois haverá problema quando houver alteração nesta informação comum. Mostrar detalhes pode parecer uma boa idéia, mas pode ser extremamente difícil alterar estes detalhes, mais tarde, quando eles forem alterados.O objetivo do Diagrama de Fluxo de Engenharia é mostrar o processo em detalhe e dar alguma idéia de seu controle.em todos os detalhes de instrumento são mostrados pois eles são muito numerosos.O consenso é poder mostrar toda instrumentação ligada diretamente ao processo e de interesse para o operador. Ao operador interessam as funções de display (registrador, indicador, alarme, controle) e as de atuação (chaves de liga-desliga, botoeiras, seletoras). Informação detalhada e de condicionamento de sinal, como transmissão, extração de raiz quadrada, multiplexação, não deve ser mostrada.Basicamente, três categorias de instrumentos devem aparecer no Diagrama de Fluxo de Engenharia: 1).- Controles analógicos 2).- Controles discretos 3).- Interface com operador. Estes equipamentos e funções são tudo aquilo que o operador vê ou toca. O controle discreto, envolvendo a lógica de ligar e desligar, é mais complicado e menos óbvio que o controle contínuo. Sendo mais complicado, são também mais difíceis de serem apresentados, de modo que a tendência é esquecê-los. O melhor enfoque para a lógica discreta é mostrar todas as entradas e saídas de uma caixa preta (identificada como bloco lógico) e depois se referir ao desenho onde a lógica será desenvolvida. Este enfoque tem a vantagem de já permitir o levantamento de entradas e saídas, que será posteriormente requerido para o projeto do sistema de controle digital. SIMBOLOGIA DE INSTRUMENTOS A normalização dos símbolos e identificações dos instrumentos de medição e controle do processo, que inclui símbolos e códigos alfa numéricos, torna possível e mais eficiente a comunicação do pessoal envolvido nas diferentes áreas de uma planta manutenção, operação, projeto e processo. Mesmo os não especialistas em instrumentação devem saber a identificação dos instrumentos. PARÂMETROS DO SÍMBOLO A simbologia correta da instrumentação deve conter os seguintes parâmetros: 1).- Identificação das linhas de interligação dos instrumentos, p. ex.., eletrônica física , eletrônica por configuração, pneumática. 2).- Determinação do local de instalação dos instrumentos, acessível ou não acessível ao operador de processo. 3).- filosofia da instrumentação, quanto ao instrumento ser dedicado a cada malha ou compartilhado por um conjunto de malhas de processo PROJETOS 18 4).- identificação (tag) do instrumento, envolvendo a variável do processo, a função do instrumento e o numero da malha do processo. 5).- outras informações adicionais. ALIMENTAÇÃO DOS INSTRUMENTOS A maioria absoluta dos instrumentos de medição e de controle requer de alguma fonte de alimentação, que lhe forneça algum tipo de energia para o seu funcionamento. Os tipos mais comuns de alimentação são a elétrica e a pneumática, porém há muitas outras disponíveis. As seguintes abreviações são sugeridas para denotar os tipos de alimentação. Opcionalmente, elas podem indicar também tipos de purga. AS : Suprimento de ar. ( Air supply ) ES : Suprimento elétrico. ( Electric supply ) GS : Suprimento de gás. ( Gas supply ) HS : Suprimento hidráulico. ( Hidraulicr supply ) NS : Suprimento de Nitrogênio. ( Nitrogen supply ) SS : Suprimento de Vapor. ( Steam supply ) WS : Suprimento de água. ( Water supply ) O nível de alimentação pode ser adicionado à linha de alimentação do instrumento. Por exemplo, AS 100 kPa (alimentação pneumática de 100 kPa ), ES 24 V cc ,quer dizer (alimentação de 24 V cc para instrumento elétrico). No geral todos os instrumentos pneumáticos de medição e controle precisam de uma alimentação pneumática de 21 psi ( pressure square inch ou libra por polegada quadrada ) para poder gerar um sinal pneumático de 3 a 15 psi. No geral todos os instrumentos eletrônicos de medição e controle precisam de uma alimentação elétro - eletrônico de 24 VDC ( volts direct current ou tenssão de corrente continua) para poder gerar um sinal elétro eletrônico de 4 a 20 mA. ( mA : mili ampére ) Linhas entre os Instrumentos: As linhas de ligações entre os instrumentos devem ser mais finas que as linhas de processo e são simbolizadas como mostrado a seguir. BALÃO DO INSTRUMENTO O instrumento completo é simbolizado por um pequeno balão circular, com diâmetro aproximado de 12 mm. Porem, os avanços tecnológicos nos sistemas de controle com instrumentação aplicando microprocessador, computador digital, que permitem funções compartilhadas em um único instrumento e que utilizam ligações por programação ou por elo de comunicação, fizeram surgir outros símbolos de instrumentos e de interligações. PROJETOS 19 REPRESENTAÇÃO DOS INSTRUMENTOS EM DIAGRAMAS P&I Representação detalhada Simbologia total Representação simplificada PROJETOS 20 SIMBOLOGIA DE MODO SIMPLIFICADO DIAGRAMA FUNCIONAL DETALHADO TÍPICO DE MALHA DE CONTROLE PROJETOS 20 DOCUMENTOS QUE SÃO GERADOS DENTRO DE UM PROJETO DE INSTRUMENTAÇÃO. Dentro da especialidade de instrumentação industrial ou de (automação) especificamente na área de projeto industrial podemos classificar a documentação gerada em um projeto da seguinte forma ou dividir-la em três setores. CATEGORIAS DOS DOCUMENTOS: NORMAS 1710-D e 1521-D. BR. a).- DOCUMENTOS DE ENGENHARIA, b).- DOCUMENTOS DE COTAÇÃO, FORNECIMENTO E COMPRA. c).- DOCUMENTOS DE DETALHAMENTO. DOCUMENTOS DE ENGENHARIA. Folhas de Dados / Especificação de Instrumentos. Diagramas Funcionais de instrumentação, Diagramas Lógicos.Memoriais Descritivos. DOCUMENTOS DE COTAÇÃO, FORNECIMENTO E COMPRA. Requisição de materiais. ( RM ). Pedido de Compra de Materiais. ( PCM ). Cotação e Pareceres Técnicos. ( PT´s ). Autorização de Fornecimento de Materiais. ( AFM ). DOCUMENTOS DE ENGENHARIA DE DETALHAMENTO. Listas de Instrumentos. Diagrama de Malhas. Esquemas de Ligações de instrumentos. Listas de cabos de Instrumentação. Detalhes de Instalação de Instrumentos. Arranjos de Painéis de Controle. Lay out. Arranjos de Painéis Semigráficos e Sinóticos. Plantas de locação de Instrumentos e Encaminhamento de Cabos, eletrodutos, bandejas, eletrocalhas, etc. Listas de Materiais por Desenhos. Folhas de Especificação de material. DOCUMENTOS DE ENGENHARIA DE DETALHAMENTO LISTA DE INSTRUMENTO. ( LI ): Para se elaborar uma lista de instrumentos de uma forma completa, devem ser obedecidos os seguintes procedimentos de preenchimento conforme descritos a seguir : 1).- Deve-se preencher a lista de instrumentos em ordem alfabética das variáveis. Fluxo ou Vazão, Nível, Pressão, Temperatura, Miscelâneas ( em último lugar ). PROJETOS 22 Para cada variável deve - se observar a ordem cronológica em relação as suas malhas de controle. 2).- No início do projeto ou na fase preliminar deste, devem-se colocar : Os Tag´s dos instrumentos, O número da Folha de Especificação de instrumento, O número do Fluxograma, A identificação da linha, tubulação ou equipamento onde O instrumento será instalado. 3).- Conforme o andamento no projeto de detalhamento,deverá sempre estar atualizando a lista de instrumentos com todas as informações que são complementares, acrescentando-se os números de : Esquema de Ligação, Esquema de Instalação de Instrumentos, Planta de Locação de Instrumentos, Planta de Tubulação, Isométricos, Pedido de Compra de Materiais, PCM., Autorização do Fornecimento, AF, de cada instrumento. Observações: As informações ou dados dos números do Pedido de Compra de Material (PCM e a Autorização de Fornecimento ( AF ), são fornecidos por outros setores que interagem no projeto geral. Os documentos a serem consultados para efetuar a confecção da lista de instrumentos são : a).- Fluxograma de Engenharia b).- Folhas de Especificação de Instrumentos Quando em um projeto existirem várias áreas de processamento, deverá ser confeccionada uma lista de instrumentos em separado para cada área. ESQUEMAS DE LIGAÇÃO DE INSTRUMENTOS ( DE ). Os documentos a serem consultados para efetuar a confecção dos Esquemas de Ligação de Instrumentos são : a).- Fluxograma de Engenharia. b).- Folhas de Especificação de Instrumentos. c).- Catálogos de fabricantes dos instrumentos e modelo especificados d).- Folhas de Especificação de Material de Instrumentação. (RM). ( Para Loops pneumáticos ou mistos ). Geralmente os Esquemas de Ligação de Instrumentos são feitos em padrão A3. Os formatos são sub - divididos para representar diversos campos de preenchimento, tais como Campo e Painel de Controle ( Interior e Frente ), e em alguns casos são acrescentados outras subdivisões para incluir Rack e CCM. Quando os instrumentos forem elétricos ou eletrônicos, as interligações elétricas, são representadas através de linhas tracejadas. Quando os instrumentos forem pneumáticos, as suas interligações pneumáticas,são representadas através de linhas contínuas com a respectiva indicação pneumática. Exemplos : Sinal elétrico ou eletrônico. Sinal pneumático Air Supply PROJETOS 23 No Esquema de Ligação Elétrico, todos os instrumentos deverão ser identificados independentemente deles estarem constando ou não do padrão, através de uma relação dos instrumentos para uma devida identificação da malha de controle que está sendo executada ou desenvolvida. Quando o desenho for para indicar várias malhas pneumáticas idênticas,não é necessário fazer a identificação de cada instrumento pneumático,basta somente anotar-se a função e a variável de processo que cada instrumento representa no Esquema de Ligação pneumático. MALHA ELÉTRICA FECHADA Relação De Tag´s PAINEL CAMPO INTERIOR FRENTE INSTR. Nº FT 101 FIC - 101 FY - 101 FT-101 FIC-101 FV - 101 RB FY-101 24 VDC RB A.S P P A.S FV-101 PROJETOS 24 DIAGRAMA DE MALHA DE INSTRUMENTO, ÓLEO COMBUSTÍVEL PARA FORNALHA PROJETOS 24 TÍPICOS PARA INDICADORES DE TEMPERATURA MULTIPONTO PROJETOS 25 DIAGRAMA DE MALHA DE INSTRUMENTO, ALARME DE BAIXA PRESSÃO DO SISTEMA DE ÓLEO LUBRIFICANTE DA TURBINA PROJETOS 26 DIAGRAMA DE MALHA DE INSTRUMENTO, TÍPICO PARA MALHA DE CONTROLE DISTRIBUÍDO PROJETOS 27 MALHA PNEUMÁTICA FECHADA Bulckhead : Conexão tipo compressão para interconexão pneumática de uma área, setor ou ambiente para outro. LISTAS DE CABOS DE INSTRUMENTAÇÃO ( LI ). Para se elaborar uma lista de Cabos de Instrumentação de forma completa devem ser consultados os seguintes documentos : a).- Fluxograma de Engenharia, b).- Lista de instrumentos, ou c).- Esquema de Ligação de Instrumentos d).- Diagrama Funcional de Instrumentaçã e).- Folhas de Dados ou Especificação de Instrumentos f).- Catálogos de fabricantes dos instrumentos e modelos especificados Relação de CAMPO PAINEL Tag´s . INTERIOR FRENTE INSTR. Nº PT - 101 PIC - 101 PV - 101 PT-101 PIC Bulkhead PT - 102 PIC - 102 A.S PV - 102 A.S PT - 103 Bulkhead PIC - 103 PV - 103 P P A.S PV OBS . PROJETOS 28 As Listas de Cabos de Instrumentação geralmente são feitas em formato padrão A3 Estes formatos A3, são subdivididos em várias seções , de tal forma que todas as informações referentes as interligações dos instrumentos localizados no campo e doPainel, sejam consideradas necessárias para o perfeito esclarecimento do montador e desta forma servir como base futura para uma posterior ampliação, este ponto a ponto. As Listas de Cabos de Instrumentação devem conter todas as informações técnicas quanto a: Terminais do instrumento localizado no campo, Tag´s dos instrumentos, Bornes terminais no painel onde o instrumento de campo será ligado, Identificação do cabo, Bitola do cabo, Número de condutores do cabo e multicabo, Cor dos condutores do cabo, Identificação do serviço a que o instrumento está submetido, seja este para medição, controle, alarme, sinal,etc., Identificação da tensão do serviço, seja esta 24 VDC,115 VAC, sinal 4 a 20 mA, mV, Ohms, pulsos, etc., Caixas de junção no campo com a sua devida identificação dos bornes terminais: Subdivisão para Rack e CCM. Para preenchimento da Lista de Cabos de Instrumentos, se deve proceder da seguinte maneira : Colocar o Tag do Instrumento de campo e seus respectivos terminais quando houver , Identificar o número do cabo do instrumento, as cores dos condutores, tipo de material do cabo ( se é cobre, alumínio, etc., e sua formação.). Identificar a caixa de junção e os seus respectivos componentes elétricos Do instrumento ( quando houver ), Identificação do multicabo e sua formação ( quando houver ), Identificação do Rack e terminais elétricos ( quando houver ), Identificação dos terminais elétricos no CCM ( quando houver ), Identificação do Painel e dos terminais elétricos onde será ligado o instrumento. Indicação do serviço, Identificação da tensão de serviço, Preenchimento se necessário do campo de Observação. DETALHES DE INSTALAÇÃO DE INSTRUMENTOS. ( DE ). Para se elaborar os Detalhes de Instalação de Instrumentos de forma completa, devem ser consultados os seguintes documentos : Fluxogramas de Engenharia, Planta de tubulação e Isométricos, Desenhos de Equipamentos, Folhas de Especificação de Instrumentos, Catálogos com os modelos e fabricantes dos instrumentos especificados, Folhas de Especificação ou de RM´s de Material de Instrumentação, Lista de Fluidos, Diretrizes para fornecimento de tomada para Instrumento. Geralmente, estes detalhes de instalação de instrumentos são feitos em formato padrão A3, de acordo com cada cliente, podem também serem executados em formatos A4. Os padrões A3 já são confeccionados com local para listagem dos instrumentos e local para indicação, quantidade e diâmetro ou dimensões do material para montagem do instrumento. Todo o levantamento do material é feito em uma descrição sumária. A descrição total dos materiais é feito nas folhas de especificação de material, ou nas Requisições de Materiais RM´s, as quais serão PROJETOS 29 utilizadas para poder efetuar a emissão do Pedido de Compra de Materiais. PCM. Nos Esquemas de Instalação de Instrumentos executados nos padrões A4, somente aparecem os detalhes de instalação e as suas respectivas indicações dos itens do material. Os itens dos materiais são descritos em folhas de especificação de instrumento separadas. As relações dos instrumentos constantes nos esquemas de instalação também são feitas em folhas de especificação de instrumentos separadas, indicando-se a folha na qual cada instrumento encontra- se e o seu respectivo detalhe para instalação. A descrição do material também é considerada sumária. Para se elaborar o Esquema de Instalação de Instrumentos de uma forma completa, devem ser verificados os seguintes itens : O tipo de fluído que passa pela tubulação, ou linha de processo, O tipo de tomada ou tipo de conexão deixada pela tubulação. Se a conexão deixada pela tubulação para tomadas dos instrumentos for flange, deve-se verificar a face do flange, a classe de pressão de trabalho e seu respectivo diâmetro. Se a conexão deixada pela tubulação para as tomadas dos instrumentos for luva ou meia - luva , deve - se verificar se a luva ou meia luva é rosqueada ou se é soquetada. A especificação da linha. Se a linha é de material de Aço Carbono, Aço inoxidável, PVC, Cobre - Níquel, etc. Se a conexão deixada pela tubulação para as tomadas dos instrumentos for tipo flangeada, rosqueada ou soquetada ,deve-se verificar também as respectivas alturas das tomadas dos instrumentos. Cabe ressaltar que mesmo que se tenha verificado a especificação da linha de tubulação é natural que esta especificação seja quebrada, isto quer dizer existirá uma continuidade da conexão da linha de tubulação, só que com outro tipo de material, após a tomada para o instrumento deixada pela tubulação. Para que isto aconteça você deverá levar em consideração a classe de pressão de serviço na linha de tubulação. Esta mudança de Spec é chamada de Quebra de Spec. DETALHE DE INSTALAÇÃO DE TOMADAS DE IMPULSO. Divisão de trabalho e responsabilidade PROJETOS 30 Detalhe de instalação para medição de vazão de líquido O desenho de instalação de instrumento sempre deve destacar-se em relação aos desenhos que representam as tubulações e bocais de equipamentos,onde são e estão localizadas as tomadas para instalação dos instrumentos.Nos desenhos de instalação de instrumentos as tubulações e os bocais dos equipamentos devem ser traçados com linhas finas. No desenho de instalação de instrumento os detalhes de instalação de instrumento devem ser traçados com linhas grossas, fazendo sobressair o desenho de instrumentação. ARRANJO DE PAINEL DE CONTROLE. (DE) Para se fazer um arranjo de painel de controle é necessário onsultar os seguintes documentos: Fluxogramas de Engenharia, Esquema de Ligação de Instrumentos, Diagrama Funcional de Instrumentação, Folhas de Especificação de Instrumentos de Painel e Especificação da Unidade de Alarmes, Catálogos com os modelos dos fornecedores dos instrumentos especificados. Para se fazer o dimensionamento de um painel (em relação a altura, Largura e profundidade), devem - se consultar os seguintes documentos e proceder da seguinte maneira. Fluxogramas de Engenharia, Esquema de Ligação de Instrumentos, Com este documento saberemos dimensionar o quantitativo de instrumentos que serão montados no frontal do painel, sejam estes controladores, registradores, indicadores,etc. Existe uma padronização em relação a disposição dos instrumentos no frontal do Painel : Os sistemas de alarmes e anunciadores ficam na primeira linha, de cima para baixo, Os registradores e indicadores ficam na segunda linha de cima para baixo, Os controladores, totalizadores e outros instrumentos, ficaram Na terceira linha, de cima para baixo, As botoeiras e as lâmpadas deverão ser instaladas nas últimas linhas no espaço livre do painel, que corresponde abaixo da terceira linha onde ficam os controladores. Quando todos os instrumentos tiverem as mesmas dimensões, ou estas sejam proporcionais, podem e devem ser alinhados ou nivelados pela linha central dos mesmos. Quando os instrumentos tiverem suas dimensões diferentes, ou estas não sejam proporcionais, podem e devem ser alinhados ou nivelados por baixo, para facilitar a colocação dos suportes internos do painel, que serviram de apoio aos instrumentos. O espaçamento horizontal deve ser feitosempre pelo centro dos instrumentos. PROJETOS 31 As lâmpadas e botoeiras são sempre espaçadas horizontalmente e niveladas pelo centro. Depois de efetuar a verificação do quantitativo dos instrumentos que serão instalados no painel e com o dimensionamento dos instrumentos retirado dos catálogos consultados, pode-se realizar uma primeira disposição do instrumental para dimensionar o painel. Sempre que o dimensionamento do painel de controle estiver na fase de conclusão deve-se prever a colocação de portas traseiras para se ter acesso à manutenção e montagem dos instrumentos e as suas respectivas interligações dos fios e cabos elétricos e outros conectores. Atualmente e com o avanço tecnológico cada vez mais ativo, os painéis de controle estão sendo substituídos por Rack´s de controle, que são estruturas tipo estantes auto sustentáveis, onde serão instalados os PLC ´s, Controladores Lógicos Programáveis, com isto foi possível obter uma diminuição significativa deste painéis nas salas de controle e ocupação do espaço físico. IDENTIFICAÇÃO DAS INSTALAÇÕES. INSTALAÇÕES. ÁREAS DE ATIVIDADES. 1000 : Perfuração, Produção e tratamento de óleo. 2000 : Unidades de processo. refinação. 3000 : Unidades de processo, química, petroquímica e fertilizantes. 4000 : Unidades de processo, fontes alternativas de energia. 5000 : Utilidades, unidades e sistemas auxiliares. 6000 : Transporte, transferência e armazenamento. 8000 : Áreas, edificações e instalações de apoio e provisórios 9000 : Custos de obras externos. DESCRITIVO DAS ÁREAS DE ATIVIDADES. 1000 : Perfuração, produção e tratamento de óleo. 1100 : Perfuração. 1200 : Produção. 1300 : Estrutura de plataformas. CLASSES DE SERVIÇOS. 100 : Construção civil, arquitetura e urbanismo, 200 : Tubulação, 300 : Máquinas, 400 : Transferência de calor,. 500 : Calderaria. 600 : Equipamentos mecânicos. 700 : Eletricidade, eletrônica e telecomunicações 800 : Instrumentação. 900 : Serviços e custos diversos. SÍMBOLOS DAS CLASSES DE EQUIPAMENTOS. A : Agitador, Misturador. AB : Abafador ( Controle de Selagem ). AC : Condicionador de Ar AE : Aerador. AL : Alimentador ( Distribuidor de Sólidos ). AM : Amostrador. AQ : Aquecedor ( de Ar, Água ou Óleo ). PROJETOS 32 AR : Acoplamento Rápido (Navios e Plataformas,Móveis - QCDC ). B : Bomba. BC / BCP : Braço de Carregamento ( bico de enchimento ). BL : Balança. BOP : Válvulas de Segurança de Cabeça de Poço. (Blow-Low- Out Preventer ). BT : Bateria de Acumuladores. C : Compressor. CT : Carregador de Bateria de Acumuladores. CBT : Caixa de Blocos Terminais. CH : Chave Desligadora ( Seca e á Óleo ). CI : Ciclone, Hidrociclone. CM : Chaminé. C : Conjunto de Cilindros e Garrafas ( COa2, N2, etc.). SÍMBOLOS DAS CLASSES DE EQUIPAMENTOS. CO : Comporta. CP : Cabeça de Poço. CX : Caixa de Passagem ( Sistemas Elétricos ) D : Desaerador. DA : Decantador, Desarenador, Clarificador. DB : Duto de Barramento. DE : Equipamento de Drenagem Elétrica. DF : Damper Corta Fogo. DJ : Disjuntor ( Média e Alta Tensão ) DL : Dessalgadora. DM : Damper ( Tipo Modulante e Manual ). DT : Detetor de Metais. E : Ejetor, Redutor. EB : Embarcação Salva Vidas, Barco de Resgate ou balsa. EF : Esfera. EL : Elevador. EX : Extrussora. F : Forno. FL : Flotador FT : Filtro. G : Gasômetro. GA : Gaseificador. SÍMBOLOS DAS CLASSES DE EQUIPAMENTOS. GD : Guindaste. GE : Gerador de Energia Elétrica. GG : Gerador de Gás. GN : Guincho. GV : Caldeira ( Gerador de Vapor ). IN : Inversor de CC / CA. SÍMBOLOS DAS CLASSES DE EQUIPAMENTOS. JE : Junta de Expansão. L : Lavador. LP : Lançador de Raspador / Separador e Esfera ( PIG ). PROJETOS 33 MV : Válvula Motorizada. P : Permutador de Calor, Seja Aquecedor, Refervedor, Resfriador, Condensador, Resfriador a Ar, Etc. PE : Peneira, Esteira Filtrante. PG : Purgador de Vapor. PL : Painel de Iluminação. PN : Painel de Remotas. (Exceto Painel de Iluminação, CCM, CDC, Quadro). SÍMBOLOS DAS CLASSES DE EQUIPAMENTOS. PP : Precipitador. PR : Pára Raio. QU : Queimador ( Maçarico ). R : Reator, Regenerador. RE : Retentor de Chama, Abafador de Chama. RF : Retificador. RP : Recebedor de Raspador / Separador e Esfera ( PIG ). RP : Resistor de Aterramento. S : Secador. SA : Separador de Água. SAO : Separador de Água e óleo. SC : Separador Centrífugo SD : Separador de Condensado. SE : Subestação. SF : Soprador de Fuligem ( Ramonador ). SG : Separador de Água e óleo. SGL : Separador de Gás e Lama. SI : Silo. SL : Silenciador. SP : Soprador. T : Torre ( de Destilação, de fracionamento, de Retificação. TA : Tocha, Queimador ( Flare ). SÍMBOLOS DAS CLASSES DE EQUIPAMENTOS. TB : Turbina a Vapor ou a Ar. TC : Transformador de Corrente. TD : Tubo de Despejo. TE : Triturador de Esgoto ( Dejetor ). TF : Transformador de Força, de Distribuição e Iluminação.TG : Turbogerador ( o odor de Esgoto ( Dejetor ). TH : Turbina Hidráulica. TN : Ponte Rolante, Talha. TO : Tratador de Óleo. TP : Transformador de Potencial. TQ : Tanque de Armazenamento ou de Mistura. TR : Torre de Resfriamento. TS : Turbina a Gás. TU : Turco. UV : Unidade de visualização.(incluindo câmeras de TV ). V : Vaso,Tambor. VE : Ventilador, Exaustor. VS : Visor de linha. VV : Variador de Velocidade ( inclusive redutor / Multiplicador) PROJETOS 34 SÍMBOLOS DAS UNIDADES PACOTES. UA : Unidade de Aquecimento e Secagem. UB : Unidade de Bombeio ( cavalo de pau ). UC : Unidade de Compressão a Gás ( gás, ar ). UD : Unidade de Dessalinização de Água. UE : Unidade de Eletro- Cloração. UG : Unidade de Geração de Energia Elétrica. UH : Unidade Hidráulica. UL : Unidade de Liquefação e Re- Liquefação. UM : Unidade Misturadora de Fluídos. UQ : Unidade de Dosagem Química. UR : Unidade de Refrigeração ( ou frigorífica ) UT : Unidade de Tratamento de Gás ou Água. Esquema do controle a realimentação negativa Funções de campo PROJETOS 35 Diagrama de Fluxo de Engenharia PROJETOS 36 Seqüência de enchimento do vaso PROJETOS 37 A Lista multidisciplinar de Documentos de Projeto, utilizada na área de projeto é um documento de Engenharia elaborado pelo setor de Engenharia Básica o qual engloba todas as disciplinas envolvidas em um determinado empreendimento por especialidade enumerando os diversos documentos que são necessários, a serem elaborados, revisados, superados e/ou cancelados. PROJETOS 38 PROJETOS 39 PROJETOS 40 PROJETOS 41 PROJETOS 42 PROJETOS 43 PROJETOS 44 PROJETOS 45 PROJETOS 46 PROJETOS 47 PROJETOS 48 PROJETOS 49 PROJETOS 50 PROJETOS 51 PROJETOS 52 PROJETOS 53 PROJETOS 54 PROJETOS 55 PROJETOS 56 PROJETOS 58 PROJETOS 58 58 PROJETOS 59 PROJETOS 60 PROJETOS 61 PROJETOS 62 PROJETOS 63 PROJETOS 64 Desenho instrucional, com três detalhes separados de instalação. PROJETOS 65 Desenho instrucional, com um detalhe de instalação. Desenho ortográfico, mostrando porque o desenho isométrico é melhor. PROJETOS 66 Detalhes de instalação de conexões de instrumentos de pressão PROJETOS 67 Detalhe de Instalação de manômetros ( Processo ) Detalhe de Instalação de manômetros ( Processo ) PROJETOS 68 Detalhe de Instalação de manômetros ( Processo ) PROJETOS69 PROJETOS 70 PROJETOS71 PROJETOS 72 PROJETOS 73 PROJETOS 74 PROJETOS75 PROJETOS 76 PROJETOS 77 PROJETOS 78 PROJETOS79 PROJETOS 80 Cópia de Processos industriais I capa.pdf Círcuito Básico Digital CIRCUITOS DIGITAIS E ANALÓGICOS SISTEMAS DE NUMERAÇÃO SISTEMA DE NUMERAÇÃO BINÁRIO SISTEMA DE NUMERAÇÃO HEXADECIMAL CIRCUITOS DIGITAIS BÁSICOS QUADROS RESUMO ÁLGEBRA DE BOOLE MANIPULAÇÕES LÓGICAS MAPA DE KARNAUGH DE DUAS VARIÁVEIS FAMÍLIAS LÓGICAS INTRODUÇÃO MULTIVIBRADORES BIESTÁVEIS (FLIP-FLOP) (FLIP-FLOP) CIRCUITO LATCH CI'S DIGITAIS COM FLIP-FLOPS CONTADORES INTRODUÇÃO CONTADORES SÍNCRONOS (PARALELOS) SEQUÊNCIA DE CONTAGEM CONCEITOS PRELIMINARES As Memórias do tipo Lê-Escreve VOLATILIDADE Projetos de Instrumentação - Ok 2 - Automação - Módulo II Página 1 Página 2 Página 3 Página 4 Página 5 Página 6 Página 7 Página 8 Página 9 Página 10 Página 11 Página 12 Página 13 Página 14 Página 15 Página 16 Página 17 Página 18 Página 19 Página 20 Página 21 Página 22 Página 23 Página 24 Página 25 Página 26 Página 27 Página 28 Página 29 Página 30 Página 31 Página 32 Página 33 Página 34 Página 35 Página 36 Página 37 Página 38 Página 39 Página 40 Página 41 Página 42 Página 43 Página 44 Página 45 Página 46 Página 47 Página 48 Página 49 Página 50 3 - Eletrônica - Módulo II Página 1 Página 2 Página 3 Página 4 Página 5 Página 6 Página 7 Página 8 Página 9 Página 10 Página 11 Página 12 Página 13 Página 14 Página 15 Página 16 Página 17 Página 18 Página 19 Página 20 Página 21 Página 22 Página 23 Página 24 Página 25 Página 26 Página 27 Página 28 Página 29 Página 30 Página 31 Página 32 Página 33 Página 34 Página 35 Página 36 Página 37 Página 38 Página 39 Página 40 Página 41 Página 42 Página 43 Página 44 Página 45 Página 46 Página 47 Página 48 Página 49 Página 50 Página 51 Página 52 Página 53 Página 54 Página 55 Página 56 Página 57 Página 58 Página 59 Página 60 Página 61 Página 62 Página 63 Página 64 Página 65 Página 66 Página 67 Página 68 Página 69 Página 70 4 - Processo - Módulo II Página 1 Página 2 Página 3 Página 4 Página 5 Página 6 Página 7 Página 8 Página 9 Página 10 Página 11 Página 12 Página 13 Página 14 Página 15 Página 16 Página 17 Página 18 Página 19 Página 20 Página 21 Página 22 Página 23 Página 24 Página 25 Página 26 Página 27 Página 28 Página 29 Página 30 Página 31 Página 32 Página 33 Página 34 Página 35 Página 36 Página 37 Página 38 Página 39 Página 40 Página 41 Página 42 Página 43 Página 44 Página 45 Página 46 5 - Projetos - Módulo II Página 1 Página 2 Página 3 Página 4 Página 5 Página 6 Página 7 Página 8 Página 9 Página 10 Página 11 Página 12 Página 13 Página 14 Página 15 Página 16 Página 17 Página 18 Página 19 Página 20 Página 21 Página 22 Página 23 Página 24 Página 25 Página 26 Página 27 Página 28 Página 29 Página 30 Página 31 Página 32Página 33 Página 34 Página 35 Página 36 Página 37 Página 38 Página 39 Página 40 Página 41 Página 42 Página 43 Página 44 Página 45 Página 46 Página 47 Página 48 Página 49 Página 50 Página 51 Página 52 Página 53 Página 54 Página 55 Página 56 Página 57 Página 58 Página 59 Página 60 Página 61 Página 62 Página 63 Página 64 Página 65 Página 66 Página 67 Página 68 Página 69 Página 70 Página 71 Página 72 Página 73 Página 74 Página 75 Página 76 Página 77 Página 78 Página 79 Página 80 6 - Manutenção - Módulo II Página 1 Página 2 Página 3 Página 4 Página 5 Página 6 Página 7 Página 8 Página 9 Página 10 Página 11 Página 12 Página 13 Página 14 Página 15 Página 16 Página 17 Página 18 Página 19 Página 20 Página 21 Página 22 Página 23 Página 24 Página 25 Página 26 Página 27 Página 28 Página 29 Página 30 7 - Inglês Técnico - Módulo II Página 1 Página 2 Página 3 Página 4 Página 5 Página 6 Página 7 Página 8 Página 9 Página 10 Página 11 Página 12 Página 13 Página 14 Página 15 Página 16 Página 17 Página 18 Página 19 Página 20 Página 21 Página 22 Página 23 Página 24 Página 25 Página 26 Página 27 Página 28 Página 29 Página 30 Página 31 Página 32 Página 33 Página 34 Página 35 Página 36 Página 37 Página 38 Página 39
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