3 Instrumentos, equipamentos e normas

Prévia do material em texto

INSTRUMENTOS, NORMAS E EQUIPAMENTOS PARA 
O DESENVOLVIMENTO DE FLUXOGRAMAS (P&ID) 
PROJETO DE PROCESSOS 
 
Profª MSc. Djolse N. Dantas 
FLUXOGRAMAS DE PROCESSO E 
INSTRUMENTAÇÃO (P&ID) 
Em todo tipo de processo, há passos e funções que precisam ser medidas e 
controladas para permitir produção e qualidade dos produtos. 
A instrumentação é utilizada para monitorar e controlar cada etapa do processo. 
A fim de desenvolver e permitir o entendimento das funções de processo, é 
fundamental que se saiba: 
 quais dispositivos/instrumentos de medição estão instalados; 
 onde estão instalados; 
 para que estão sendo utilizados (funcionalidade) e 
 quais são os instrumentos relacionados entre si compondo uma 
malha de controle. 
De acordo com a organização internacional de automação, International 
Society of Automation - ISA, um instrumento industrial é: 
Todo dispositivo usado para direta ou indiretamente medir e/ou 
controlar uma variável. 
Nesta definição inclui-se, segundo a ISA, elementos/sensores primários, 
elementos finais de controle, dispositivos computacionais, dispositivos 
elétricos como alarmes, chaves e botoeiras. E o termo não se aplica a partes 
que são componentes internos do Instrumento. 
INSTRUMENTAÇÃO 
 DEFINIÇÃO 
 DEFINIÇÃO: 
 INSTRUMENTO: equipamento industrial responsável em controlar, medir, 
registrar ou indicar as variáveis de um processo produtivo; 
 FUNÇÃO DA INSTRUMENTAÇÃO 
 Medição de grandezas físicas; 
 Quantificação de grandezas experimentais; 
 Monitoramento de variáveis de processos; 
 Controle e atuação de sistemas; 
 Geração de sinais; Etc. 
INSTRUMENTAÇÃO 
MEDIÇÃO: 
 Medição de grandezas físicas; As variáveis de processos que são medidas 
incluem: 
Pressão, Temperatura, Nível, Vazão, Umidade, Velocidade, Movimento, 
densidade, condutividade, pH, luz, qualidade, quantidade, etc. 
 Os dispositivos que processam ou realizam as medições são chamados: 
Sensores, transdutores, transmissores, indicadores, monitores, gravadores, 
coletores de dados e sistemas de aquisição de dados. 
INSTRUMENTAÇÃO 
INSTRUMENTAÇÃO 
 CLASSIFICAÇÃO: 
INSTRUMENTAÇÃO 
 CLASSIFICAÇÃO: 
 Segundo sua localização: 
a) Instrumentos de painel, localizados na sala de controle; 
b) Instrumentos de campo, localizados na área das unidades. 
 Segundo suas funções: 
a) Instrumentos de medição da variável; 
b) Instrumentos de controle da variável, segundo informações obtidas pelos 
instrumentos de medição; 
c) Instrumentos de alarme, que alertam o operador sobre condições anormais das 
variáveis, dentro da margem de segurança que o processo e a unidade exigem. 
INSTRUMENTAÇÃO 
 CLASSIFICAÇÃO: 
 Segundo suas características 
a) Instrumentos indicadores, nos quais a variável é indicada por meio 
de um ponteiro em uma escala, ou digital; 
 
 
INSTRUMENTAÇÃO 
b) Instrumentos registradores, nos quais a variável é registrada através 
de um traço contínuo ou pontos em um gráfico. Atualmente é comum 
a interação com computadores e registradores 
 
 
INSTRUMENTAÇÃO 
c) Instrumentos controladores, que mantém a variável num valor pré-
determinado. 
INSTRUMENTAÇÃO 
 CLASSIFICAÇÃO: 
 Naturalmente, os instrumentos podem desempenhar, simultaneamente, uma ou 
mais das funções citadas. 
Por exemplo: 
• pode ser simplesmente indicador; 
• pode ser simplesmente registrador; 
• pode ser simplesmente controlador; 
• pode ser indicador controlador; 
• pode ser registrador controlador; etc. 
INSTRUMENTAÇÃO 
 TRANSMISSORES: 
 Em geral, a medição de uma variável é feita no campo e o instrumento 
pelo qual se acompanha o valor dessa variável está na Casa de Controle. 
 Isto é possível devido ao que chamamos de transmissão. 
 Instrumentos que incorporam dispositivos para efetuar a transmissão são 
chamados instrumentos transmissores. 
 Esses dispositivos de transmissão empregam uma fonte de energia 
auxiliar. 
 Assim, conforme a natureza dessa energia auxiliar, os transmissores se 
classificam em: pneumáticos, hidráulicos e elétricos. 
INSTRUMENTAÇÃO 
 TRANSMISSORES: 
 Os transmissores pneumáticos poderiam usar como fonte de energia 
qualquer gás seco pressurizado, entretanto, geralmente, é usado ar 
comprimido seco. 
 Os transmissores hidráulicos poderiam usar qualquer líquido, sendo 
comum o óleo. 
 Os transmissores elétricos usam, naturalmente, a energia elétrica. 
INSTRUMENTAÇÃO 
INSTRUMENTAÇÃO 
INSTRUMENTO FUNÇÃO 
Detector 
Dispositivos que detectam alterações na variável de processo. Pode ser ou 
não parte de um transmissor. 
Transmissor 
Tem a função de converter sinais do detector em outra forma capaz de ser 
enviada à distância para um instrumento receptor, normalmente localizado no 
painel. 
Indicador indica o valor da quantidade medida enviado pelo detector, transmissor, etc. 
Registrador 
Registra graficamente valores instantâneos medidos ao longo do tempo. Esses 
valores são enviados pelo detector, transmissor, controlador, etc. 
Conversor 
Recebe informações na forma de um sinal, altera esta forma e e emite um 
sinal de saída proporcional ao de entrada. 
Unidade 
Aritmética 
Realiza operações nos sinais de valores de entrada de acordo com uma 
determinada expressão e fornece uma saída resultante da operação. 
Integrador Indica o valor obtido pela integração de quantidades medidas sobre o tempo. 
Controlador 
Compara o valor medido com o desejado e, baseado na diferença entre eles, 
emite sinal de correção para a variável manipulada a fim de que essa 
diferença seja igual a zero. 
Elemento Final de 
Controle 
Dispositivo cuja a função é modificar o valor de uma variável que leve o 
processo ao valor desejado. 
Os instrumentos podem estar interligados entre si para realizar uma 
determinada tarefa nos processos industriais. 
A associação desses instrumentos chama-se malha em uma malha cada 
instrumento executa uma função 
INSTRUMENTAÇÃO 
 AUTOMAÇÃO: 
 Regulação automática: Trata do estado qualitativo do material. 
 Automatização da produção: Trata da forma externa ou dimensão geométrica 
do material (máquinas motrizes). 
 Computadores. 
Na indústria controla-se indiretamente a qualidade do material através das variáveis 
mais importantes dos processos, a saber: Pressão, temperatura, vazão, nível, 
densidade, peso e outras variáveis. 
Vantagens: Melhoria na qualidade do produto (uniformidade), produtividade, 
segurança, diminui a ação manual. 
INSTRUMENTAÇÃO 
INSTRUMENTAÇÃO 
INSTRUMENTAÇÃO 
CONTROLE À REALIMENTAÇÃO: 
A norma destina-se a fornecer informações para que qualquer 
pessoa possa entender as maneiras de medir e controlar o 
processo. 
 
Não constitui pré-requisito para esse entendimento um 
conhecimento profundo/detalhado de um especialista em 
instrumentação. 
NORMAS 
DEFINIÇÃO 
A hierarquia das normas no Brasil é a seguinte: 
1. Lei ou portaria (INMETRO edita as leis técnicas); 
2. Normas ABNT, que edita as normas técnicas no Brasil; 
3. Normas OIML (Organização Internacional de Metrologia Legal); 
4. Normas ISO/IEC (IEC faz as normas técnicas da ISO); 
5. Normas ISA, API, DIN e outras nacionais de outros países; 
6. Normas internas de empresas, como Petrobras, Braskem, Vale (que só 
podem ser usadas internamente, pois não podem competir com as normas 
da ABNT). 
NORMAS 
Embora a precedência da norma ISA esteja na quinta posição (mas 
não significa que seja de quinta categoria), a norma ISA 5.1, 
sSímbolos e Identificação de Instrumentos, é usadacomo padrão e 
obrigatório no mundo e no Brasil. 
NORMAS 
ISA (International Society of Automation) 
Sociedade Internacional para Automação – 
Ajuste padrão da Automação 
http://www.isa.org/ 
http://www.isarj.org.br/ 
 
 
Os símbolos e identificação dos instrumentos são baseados na família 
de normas ISA serie S5. 
• A norma ISA 5-1 estabelece um meio uniforme e consistente de mostrar e 
identificar instrumentos ou equipamentos e suas funções inerentes, sistemas e 
funções de instrumentação e funções de programas de aplicação usados para 
medição, monitoração e controle; apresentando um sistema de designação que 
inclui esquemas de identificação e símbolos gráficos. 
Esta norma é conveniente para uso sempre que se referir a instrumentação de 
medição e controle, equipamentos e funções de controle e aplicações e funções 
de programas que devam ter identificação e simbolização, tais como: projeto, 
treinamento, relatórios e discussões técnicas. 
NORMAS 
A Instrumentação Industrial possui Fortíssimas Bases 
Técnicas Padronizadas a Níveis Mundiais: 
• ANSI (American National Standard Institute ) 
• API ( American Petroleum Institute ) 
• ASME ( American Society of Mechanical Engineers ) 
• ASTM ( American Society for Testing & Materials ) 
• BSI ( British Standards Institution ) 
• ISA (International Society of Automation) 
• ISO ( International Standard Organization) 
• DIN ( Deutsches Institut für Normung ) 
• DNV ( Det Norske Veritas ) & BV ( Bureau Veritas ) 
• JIS (Japanese Industrial Standards ) 
 
Além das normas técnicas internas de empresas multinacionais de 
petróleo, Gás & Óleo, Montadoras automobilísticas, Aeronáuticas, 
Estaleiros Aciarias Sidero-Metalúrgicas Químicas Papel & Celulose. 
NORMAS 
NBR 8190 - apresenta e sugere o uso de símbolos gráficos para 
representação dos diversos instrumentos e suas funções ocupadas nas 
malhas de instrumentação. 
Não foi atualizada! 
A ISA 5.1 foi publicada em 1949 a atualizada em 1984, 1992 e 2008 
acomodando os avanços da tecnologia: 
• Novos equipamentos; 
• Tecnologias; 
• Meios de comunicação de dados; Etc. 
NORMAS 
No Brasil Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) 
através de sua norma NBR 8190- Simbologia de 
Instrumentação 
TAG : é um código alfanumérico cuja finalidade é a de 
identificar equipamentos ou instrumentos, dentro de uma 
planta de processos. 
Cada instrumento será identificado por um conjunto de 
letras (identificação funcional) e números (identificação da 
malha de controle). 
 
SIMBOLOGIA E TERMINOLOGIA DE 
INSTRUMENTAÇÃO DA NORMA ISA 5.1 
TAG : é um código alfanumérico cuja finalidade é a de 
identificar equipamentos ou instrumentos, dentro de uma 
planta de processos. 
Cada instrumento será identificado por um conjunto de 
letras (identificação funcional) e números (identificação da 
malha de controle). 
 
SIMBOLOGIA E TERMINOLOGIA DE 
INSTRUMENTAÇÃO DA NORMA ISA 5.1 
 IDENTIFICAÇÃO DE EQUIPAMENTOS 
SIMBOLOGIA E TERMINOLOGIA DE 
INSTRUMENTAÇÃO DA NORMA ISA 5.1 
Formato geral XX-YZZ A/B 
XX são as letras de identificação para classificação do equipamento 
 C - Compressor ou tubina 
 E – Trocador de calor 
 H - Aquecedor 
P - Bomba 
R - Reator 
T - Torre 
TK - Tanque 
Y indica a area de localização na planta 
ZZ especifica o equipamento e sua posição 
A/B identifica um equipamento em paralelo não identificado no PFD 
SIMBOLOGIA E TERMINOLOGIA DE 
INSTRUMENTAÇÃO DA NORMA ISA 5.1 
P‐101A/B: identifica que o equipamento é uma bomba. 
P‐101A/B: inidica que a bomba está localizada na área 100 da planta. 
P‐101A/B: especifica a bomba é a de número 01 na área 100. 
P‐101A/B: significa que existem duas bombas identicas, P‐101A e 
P‐101B: apenas uma estará em operação. 
Exemplo: informações sobre o bombeamento de tolueno 
 C - Compressor ou Turbina 
 
 E - Trocador de Calor 
 H - Aquecedor 
 P - Bomba 
 R - Reator 
 T - Torre 
 TK – Tanque de estocagem 
 V - Vasos 
 
Outros exemplos: 
NOMENCLATURA DE EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS 
REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DOS EQUIPAMENTOS 
REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DOS EQUIPAMENTOS E 
INSTRUMENTOS 
VÁLVULAS 
COMPRESSORES BOMBAS E TURBINAS 
TROCADORES DE CALOR 
VASOS 
REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DOS EQUIPAMENTOS 
REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DOS EQUIPAMENTOS 
Transportador de correia 
Transportador helicoidal 
(parafuso) 
Alimentador estrela 
Alimentador helicoidal (parafuso) 
Alimentador de pesagem 
Elevador 
Alimentador 
Carro tanque 
Carro de carga 
Tanque de decantação cônico 
Espessante 
REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DOS EQUIPAMENTOS 
triturador 
Triturador de rolos 
Moinhos 
Misturador de cone duplo 
Misturador de lâminas 
helicoidais (pós, pastas ou 
granulados) 
Misturador de líquidos 
(impulsor / rotor): básico, 
hélice, turbina, âncora 
 IDENTIFICAÇÃO DE INSTRUMENTOS 
1. Conjunto de letras 
a) 1ª letra: identifica a variável medida pelo instrumento. 
b) Letras subsequentes: funções do instrumento. 
SIMBOLOGIA E TERMINOLOGIA DE 
INSTRUMENTAÇÃO DA NORMA ISA 5.1 
2. Número da malha: todos os instrumentos da malha devem 
apresentar o mesmo número. 
SIMBOLOGIA E TERMINOLOGIA DE 
INSTRUMENTAÇÃO DA NORMA ISA 5.1 
Ex: T IC 103 
 Número da malha 
 Função do instrumento (indicador e controlador) 
Variável da malha (temperatura) 
Obs.: O código da área pode ser incluído na informação do tag. 
Ex.: 5380TIC103 ou ou TIC 5380-103. 
IDENTIFICAÇÃO FUNCIONAL 
IDENTIFICAÇÃO FUNCIONAL 
OUTRAS REGRAS GERAIS 
SIMBOLOGIA E TERMINOLOGIA DE 
INSTRUMENTAÇÃO DA NORMA ISA 5.1 
• O número de letras não deve ultrapassar a 4. Se o instrumento é 
registrador e indicador da mesma variável, o I de Indicador pode ser 
omitido. 
• � Todas as letras devem ser maiúsculas. 
� Exemplo: Um controlador de temperatura com chave de nível alto: 
SIMBOLOGIA E TERMINOLOGIA DE 
INSTRUMENTAÇÃO DA NORMA ISA 5.1 
• As letras seguintes à 1ª letra (Variável Controlada) designam uma 
ou mais informações ou função; 
• Uma “Letra Modificadora” pode ser usada se necessário, 
acrescentando esta sucessivamente às outras de Variável 
Controlada. Exemplo: 
 PT – Transmissor de Pressão 
 PDT – Transmissor de Pressão Diferencial 
 
EM RESUMO 
Primeiras Letras (mais usadas): 
A Analisador 
F Flow / Vazão 
L Level / Nível 
P Pressure / Pressão 
T Temperature / Temperatura 
 
Principais modificadores: 
D Diferença entre duas 
 tomadas 
S Segurança 
Segundo Grupo de Letras (mais 
usadas): 
A Alarme 
C Controle 
I Indicador 
R Registrador 
Y Qualquer cálculo ou 
 manipulação numérica 
T Transmissor 
V Válvula 
 
Principais modificadores: 
H High / Alta 
L Low / Baixa 
(H e L são utilizados com a letra A 
para indicar alarme de alta ou 
baixa) 
EM RESUMO 
Primeiras Letras (mais usadas): 
A Analisador 
F Flow / Vazão 
L Level / Nível 
P Pressure / Pressão 
T Temperature / Temperatura 
 
Principais modificadores: 
D Diferença entre duas 
 tomadas 
S Segurança 
Segundo Grupo de Letras (mais 
usadas): 
A Alarme 
C Controle 
I Indicador 
R Registrador 
Y Qualquer cálculo ou 
 manipulação numérica 
T Transmissor 
V Válvula 
 
Principais modificadores: 
H High / Alta 
L Low / Baixa 
(H e L são utilizados com a letra A 
para indicar alarme de alta ou 
baixa) 
TABELA DE IDENTIFICAÇÃO FUNCIONAL 
TABELA DE IDENTIFICAÇÃO FUNCIONALIDENTIFICAÇÃO FUNCIONAL 
SÍMBOLOS DE LINHAS DOS INSTRUMENTOS 
CÍRCULO OU BALÃO DO INSTRUMENTO 
INSTRUMENTAÇÃO 
PARA UM SISTEMA 
DE DESTILAÇÃO 
INSTRUMENTAÇÃO 
PARA UM SISTEMA 
DE DESTILAÇÃO 
Equipamentos 
Instrumentos - Indicadores, 
controladores, registradores, 
sensores, atuadores, transmissores, 
conversores, válvulas de controle, ... 
Linha dos 
instrumentos/ sinal: 
pneumático Localização do 
instrumento / 
acessibilidade / 
interface 
Entrega 2 - 05/04/2017 
Capítulo 2 – Fluxogramas 
2.1. Fluxograma de blocos 
2.2. Fluxograma de Processo 
2.3. Descrição do processo 
(descrição das principais etapas do processo, bem como 
parâmetros de controle relevantes para o mesmo) 
2.4. Fluxograma de Processo e Instrumentação (P&I) 
2.5. Identificação funcional dos instrumentos 
 
• Entregar material impresso, com capa, norma ABNT. 
• Nesta entrega apenas alguns grupos irão realizar apresentação 
(ppt)