processos de fabricação

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Fluxograma de Processo
Automação e Controle 1
Prof. MSc. José Fábio Abreu de Andrade
O que Será Visto:
➢ Processo
➢ Instrumentação
➢ Simbologia e Terminologia de Instrumentação
da Norma ISA 5.1
➢ P&ID
2Automação e Controle 
Processo
➢ Processo: operação ou desenvolvimento que evolui
progressivamente em direção a um resultado ou
meta. Qualquer operação a ser controlada, tais
como, processos químicos, biológicos, econômicos,
etc.
➢ Controle de Processo:
▪ Objetivo: manter as características importantes no
processo nos valores desejados (set points), por meio
da combinação de sensores, atuadores e sistemas de
computadores projetados e ajustados para realizar
uma operação segura e rentável.
3Automação e Controle 
Instrumento x Equipamento
➢ São os componentes físicos que estão contidos no
Processo, compondo todas as suas partes
funcionais.
▪ Equipamentos: Bombas, vasos, tanques,
vibradores, misturadores, pasteurizadores, silos,
motores, clarificadoras, máquinas diversas e muitos
outros.
▪ Instrumentos: Indicadores, controladores,
registradores, sensores, aturadores, transmissores,
conversores, válvulas de controle e etc.
4Automação e Controle 
Instrumentação
➢ Instrumentação é a ciência que aplica e
desenvolve técnicas de medição, indicação, registro
e controle de processos de fabricação, visando a
otimização na eficiência desses processos.
➢ A utilização de instrumentos nos permite:
▪ Incrementar e controlar a qualidade do produto;
▪ Aumentar a produção e o rendimento;
▪ Obter e fornecer dados seguros da matéria prima e
da qualidade produzida, além de ter em mãos dados
relativos a economia dos processos.
5Automação e Controle 
Norma S5.1 ISA
➢ Estabelece os símbolos gráficos para identificação
dos instrumentos e dos sistemas de instrumentação
usados para medição e controle, apresentando um
sistema de designação que inclui código de
identificação adequada para fluxogramas em
indústrias de processo contínuo
▪ P&ID (diagrama de instrumentação e tubulação)
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Exemplo de P&ID
7Automação e Controle 
Definições Terminológicas 
➢ Alarme: Sistema que indica a existência de uma
situação anormal por meio de um sinal sonoro, visual
ou ambos.
➢ Acessível: Termo aplicado a um dispositivo ou função
programada que poderá ser visto ou utilizado pelo
operador com o propósito de acompanhamento do
processo ou atuação em ações de controle.
➢ Atrás do Painel: Termo aplicado a instrumentos
inacessíveis ao operador e que normalmente estão
localizados no interior do painel ou em armários
separados.
8Automação e Controle 
Definições Terminológicas 
➢ Chave: Dispositivo que conecta, desconecta ou
transfere um ou mais circuitos.
➢ Círculo ou Balão: Símbolo usado para representar
ou identificar um instrumento.
➢ Controlador: Dispositivo que tem um sinal de saída
que pode ser variado para manter a variável
controlada dentro de um limite específico ou para
alterá-la de um valor previamente estabelecido.
➢ Conversor: Dispositivo que recebe uma informação
na forma de um sinal, altera a forma da informação e
o emite como um sinal de saída.
9Automação e Controle 
Definições Terminológicas 
➢ Elemento primário: Parte de uma malha ou de um
instrumento que primeiro sente o valor da variável de
processo e que assume uma correspondência
predeterminada de estado ou sinal de saída. O
elemento primário é também conhecido como
detector ou sensor.
➢ Elemento final de controle: Dispositivo que altera
diretamente o valor da variável manipulada de uma
malha de controle.
➢ Função: Objetivo ou ação desenvolvida por um
instrumento ou dispositivo.
10Automação e Controle 
Definições Terminológicas 
➢ Instrumento: Dispositivo usado direta ou
indiretamente para medir ou controlar uma variável,
ou ambos.
➢ Instrumento indicador: Instrumento que dispõe
de um ponteiro e de uma escala graduada na qual
podemos ler o valor da variável. Existem também
indicadores digitais que indicam a variável em forma
numérica com dígitos ou barras gráficas.
11Automação e Controle 
Definições Terminológicas 
➢ Instrumento registrador: Instrumento que
registra a(s) variável(s) através de um traço contínuo
ou pontos em um gráfico.
➢ Instrumento transmissor: Dispositivo que detecta
uma variável de processo por meio de um elemento
primário e que tem uma saída cujo valor é
proporcional ao valor da variável de processo.
12Automação e Controle 
Definições Terminológicas 
➢ Malha: Combinação de instrumentos interligados
para medir ou controlar uma variável de processos.
➢ Medição: Determinação da existência ou magnitude
de uma variável.
➢ Painel local: Painel que não seja central ou
principal. Painéis locais estão comumente próximos
dos equipamentos.
➢ Ponto de teste: Tomada de uma variável do
processo onde normalmente se instala um
instrumento em caráter temporário ou intermitente.
13Automação e Controle 
Definições Terminológicas 
➢ Processo: Qualquer operação ou sequência de
operações envolvendo uma mudança de estado, de
composição, de dimensão ou outras propriedades que
possam ser definidas relativamente a um padrão.
➢ Válvula de controle: Dispositivo, que não a válvula
comum de atuação manual, que regula diretamente a
vazão de uma ou mais correntes do processo com a
finalidade de se obter uma determinada variável
controlada.
➢ Variável de processo: Qualquer propriedade variável
de um processo (temperatura, pressão, nível, vazão
etc).
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Identificação Funcional de 
Instrumentos (TAG)
➢ O TAG dos equipamentos ou instrumentos, dentro de
uma planta de processos. Por meio deste podemos
localizar onde o instrumento/equipamento está
instalado;
➢ Cada instrumento será identificado por um conjunto de
letras (identificação funcional) e números (identificação
da malha de controle);
▪ Conjunto de letras
• 1ª letra: identifica a variável medida pelo instrumento (variável de
controle, distúrbio);
• Letras subsequentes: funções do instrumento;
▪ Número da malha: todos os instrumentos da malha devem
apresentar o mesmo número
15Automação e Controle 
Exemplo de identificação de 
instrumento
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ISA 5.1: Variáveis
17Automação e Controle 
ISA 5.1: Funções
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19Automação e Controle 
Funções dos Instrumentos
Funções dos Instrumentos
➢ Funções passivas: elemento primário, orifício de
restrição;
➢ Funções de informação: indicador, registrador, visor;
➢ Funções ativas ou de saída: controlador, transmissor,
chave e outros;
➢ Funções modificadoras: alarmes ou indicação de
instrumento multifunção.
➢ O segundo grupo de letras indica as funções do
instrumento na seguinte ordem:
1. letras que designam funções passivas ou de informação.
2. letras que designam funções ativas ou saídas.
3. letras que modificam a função do instrumento ou que funcionam
como complemento de função.
20Automação e Controle 
21Automação e Controle 
Funções dos Instrumentos
Identificação Funcional -
Observações
➢ A identificação funcional do instrumento é feita de
acordo com sua função e não com a sua
construção. Exemplo: um registrador de pressão
diferencial usado para registro de vazão deve ser
identificado por FR.
➢ A primeira letra é escolhida de acordo com a
variável medida e não de acordo com a variável
manipulada. Assim, uma válvula de controle
variando a vazão de acordo com a saída de um
controlador de nível, é uma LV e não uma FV.
22Automação e Controle 
Identificação Funcional -
Observações
➢ A letra modificadora altera ou complementa o significado
da letra precedente. As letras modificadoras podem
modificar ou a primeira letra ou as letras sucessivas:
▪ TDAL contemdois modificadores
• A letra “D” modifica a variável medida “T” em uma nova variável:
temperatura diferencial
• A letra “L” restringe a função de leitura Alarme “A”, para
representar um alarme de baixo (Low – L)
▪ PDIAL
• Indicador de pressão diferencial (modificador de pressão) com
alarme (modificador de indicador) de baixa (modificador de
alarme).
➢ Se houver letras modificadoras, estas devem ser
colocadas imediatamente após a letra que modificam.
➢ Todas as letras da identificação funcional devem ser
maiúsculas.
23Automação e Controle 
Identificação Funcional -
Observações
➢Se para a mesma malha há mais de um
instrumento com mesma identificação
funcional, um sufixo pode ser adicionado.
Ex.: FV-2A, FV-2B;
➢Um instrumento deve ser identificado
considerando todas as suas funções (ex.:
registrador de vazão e pressão FR-2/PR-2)
24Automação e Controle 
Exemplos
➢ PI = Indicador de pressão “P" é a variável medida
(Pressão) “I“ é a função de informação ou passiva. Neste
caso pode-se ter vários tipos de instrumentos, desde um
manômetro mecânico à instrumentos eletrônicos
sofisticados. Note que ao indicar PI em um fluxograma a
intenção é descrever que naquele determinado ponto
deseja-se somente indicar a pressão, independentemente
do tipo de instrumento utilizado.
▪ TI = Indicador de Temperatura
▪ LI = Indicador de Nível
▪ SI = Indicador de Velocidade
▪ RI = Indicador de Radioatividade
▪ MI = Indicador de Umidade
▪ AI = Indicador de Condutividade, ou pH, ou 02 etc.
▪ VI = Indicador de Viscosidade
25Automação e Controle 
Exemplos
➢ PIC = Indicador Controlador de Pressão Neste caso
a função final é o controle de uma malha, portanto,
a letra "C" da coluna “função final". A letra "I” é
somente uma função passiva mencionando que o
instrumento também esta indicando de alguma
forma a variável "P" pressão.
▪ TIC = Indicador Controlador de Temperatura 
▪ LIC = Indicador Controlador de Nível 
▪ FIC = Indicador Controlador de Vazão 
▪ JIC = Indicador Controlador de Potência 
▪ SIC = Indicador Controlador de Velocidade 
▪ BIC = Indicador Controlador de Queima ou Combustão 
(queimadores de caldeiras ou fornos ou outros)
26Automação e Controle 
Exemplos
➢ LAH = Alarme de Nível Alto Neste exemplo a letra
"A" define a função de informação, indicando que
o instrumento está sendo utilizado para um
alarme. A letra modificadora "H“ complementa esta
informação indicando o parâmetro do alarme, no
caso nível alto.
▪ TAH = Alarme de Temperatura Alta
▪ SAL = Alarme de Baixa Velocidade
▪ WAL = Alarme de Peso Baixo
27Automação e Controle 
Parâmetros indicados no FP
➢ A simbologia correta da instrumentação deve conter os
seguintes parâmetros:
▪ Identificação das linhas de interligação dos instrumentos,
por exemplo, eletrônica física, eletrônica por configuração,
pneumática.
▪ Determinação do local de instalação dos instrumentos,
acessível ou não acessível ao operador de processo.
▪ Filosofia da instrumentação, quanto ao instrumento ser
dedicado a cada malha ou compartilhado por um conjunto
de malhas de processo
▪ Identificação (TAG) do instrumento, envolvendo a variável
do processo, a função do instrumento e o numero da malha
do processo.
▪ Outras informações adicionais.
28Automação e Controle 
Tipos de Conexões
29Automação e Controle 
Locais de Montagem
30Automação e Controle 
Locais de Montagem
31Automação e Controle 
Válvulas de Controle
32Automação e Controle 
Análise de Fluxogramas
33Automação e Controle 
Análise de Fluxogramas
34Automação e Controle 
Análise de Fluxogramas
35Automação e Controle 
Análise de Fluxogramas
36Automação e Controle 
Exercício
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➢Para o sistema abaixo indique qual(is) é(são)
a(s) variável(eis) controlada(s) e manipulada(s).
Automação e Controle