Introdução à Instrumentação e Controle de Processos

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INTRODUÇÃO À 
INSTRUMENTAÇÃO E 
CONTROLE DE 
PROCESSOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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ÍNDICE 
 
 
1 – CONCEITOS E FINALIDADES........................................................................................................3 
 
1.1 – INTRODUÇÃO ....................................................................................................................................3 
1.2 – CONCEITOS EM INSTRUMENTAÇÃO E CONTROLE .............................................................................3 
1.3 – DEFINIÇÃO DAS UNIDADES...............................................................................................................4 
1.2.1 – Relações Importantes ...............................................................................................................4 
1.2.2 – Sistemas de Unidades ...............................................................................................................5 
 
2 – TERMINOLOGIA E SIMBOLOGIA ................................................................................................7 
2.1 – INTRODUÇÃO ....................................................................................................................................7 
2.2 – TERMINOLOGIA ................................................................................................................................8 
2.3 – IDENTIFICAÇÃO DE SÍMBOLOS E INSTRUMENTOS............................................................................12 
2.4 – SÍMBOLOS TÍPICOS DE INSTRUMENTOS...........................................................................................14 
2.5 – FLUXOGRAMAS DE PROCESSOS .......................................................................................................24 
 
3 – EXERCÍCIOS.....................................................................................................................................26 
 
4 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS..............................................................................................29 
 
 
 
 
 
3
 
 
 
 
1 – CONCEITOS E FINALIDADES 
 
1.1 – INTRODUÇÃO 
 
 Nos últimos tempos, a necessidade do aumento de produção para atender a 
sempre crescente demanda e o baixo custo, a criação e fabricação de novos produtos, 
propiciou o aparecimento de um número cada vez maior de indústrias. Estas indústrias 
só puderam surgir devido ao controle automático de processos industriais, sem o qual 
a produção não seria de boa qualidade e mesmo alguns produtos não poderiam ser 
fabricados. 
 O controle automático de processos industriais é cada vez mais empregado por 
aumentar a produtividade, baixar os custos, eliminar erros que seriam provocados pelo 
elemento humano e manter automática e continuamente o balanço energético de um 
processo. 
 Para poder controlar automaticamente um processo precisamos saber como 
ele está se comportando para poder corrigi-lo, fornecendo ou retirando dele alguma 
forma de energia, como por exemplo, pressão ou calor. Essa atividade de medir e 
comparar grandezas é feita por equipamentos ou instrumentos que veremos a seguir. 
 
 
 1.2 – CONCEITOS EM INSTRUMENTAÇÃO E CONTROLE 
 
INSTRUMENTAÇÃO 
É a arte e a ciência que projeta, constrói, instala, opera e mantêm os instrumentos. 
 
INSTRUMENTO 
Dispositivo usado direta ou indiretamente para medir ou controlar uma variável, ou 
ambos. O termo inclui válvulas de controle, válvulas de alívio e dispositivos elétricos, 
tais como anunciadores de alarmes e botoeiras. 
O termo não deve ser aplicado aos componentes internos de um instrumento como 
foles, molas, resistores, etc. 
 
VARIÁVEIS DE PROCESSOS 
São fenômenos físicos que chamamos simplesmente variáveis como, por exemplo, 
vazão, temperatura, pressão, nível, densidade, etc. 
Cada sistema de instrumentos pode ser compreendido em termos do que ele faz. Por 
exemplo, indicar temperatura ou totalizar vazão ou registrar pressão ou controlar nível. 
Cada um destes termos é a base da descrição do sistema de instrumentos. 
 
PROCESSO 
Qualquer operação ou seqüência de operações envolvendo uma mudança de estado, 
de composição, de dimensão ou outras propriedades que possam ser definidas 
relativamente a um padrão. 
 
 
 
 
 
 
 
4
 
 
 
 
1.3 – DEFINIÇÃO DAS UNIDADES 
 
 O Sistema Internacional de Unidades, ou SI, é o sistema desenvolvido na 
Conferência Geral de Pesos e Medidas e é adotado em quase todas as nações 
industrializadas do mundo. 
 
• Metro: é o comprimento igual a 1.650.763,73 comprimentos de onda no vácuo de 
radiação, correspondente à transição entre os níveis 2p10 e 5d5 do átomo de 
Criptônio-86. 
• Segundo: é a duração de 9.192.631.770 períodos de radiação, correspondente à 
transição entre os dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de Césio-
133. 
• Quilograma: é a unidade de massa. 
• Newton: é a força que dá a um corpo de quilograma de massa a aceleração de um 
metro por segundo ao quadrado. 
• Watt: é a potência que dá origem à produção de energia na taxa de um joule por 
segundo. 
• Joule: é o trabalho realizado quando o ponto de aplicação de uma força igual a um 
Newton desloca-se de um metro na direção da força. 
 
1.2.1 – RELAÇÕES IMPORTANTES 
 
ÁREA 
 
Retângulo: A = base x altura 
 
Círculo: A = π x r2 ou A = 
4
2d.π
, sendo r: raio e d: diâmetro 
 
Quadrado: A = L2 
 
 
 
 
 
 
5
 
 
VOLUME 
 
Cilindro: V = π x r2 x h, sendo r: raio e h: altura 
 
Cubo: a3 , sendo a: aresta 
 
Paralelepípedo: V = a x b x c a, b e c: são as arestas do paralelepípedo 
 
Esfera: V = 3
3r.π
 
 
1.2.2 – SISTEMAS DE UNIDADES 
 
 É todo conjunto de unidades das grandezas que intervêm no setor de ciência 
considerado. Existem sistemas de unidades mecânicas, termológicas, ópticas, 
elétricas, etc. 
 Cada grandeza física liga-se a outras mediante uma definição ou uma Lei. Por 
exemplo, os sistemas CGS, MKS e FPS são bases de comprimento, massa e tempo. 
 
 
MKS (METRO, KILOGRAMA, SEGUNDO) – SISTEMA INTERNACIONAL 
 
- Unidades fundamentais: 
Comprimento: metro (m) 
Massa: quilograma (kg) 
Tempo: segundo (s) 
- Unidades derivadas: 
 Velocidade: m/s 
 Aceleração: m/s2 
 Gravidade normal: 9,81 m/s2 
 Força: kg.m/s2 
 Trabalho: N.m (Joule) 
 Potência: J/s (Watt) 
 Pressão: N/m2 (Pascal) 
 
MTS (METRO, TONELADA, SEGUNDO) 
 
- Unidades fundamentais: 
 comprimento: metro (m) 
 massa: tonelada (t) 
 tempo: segundo (s) 
 
- Unidades derivadas: 
 Velocidade, aceleração e gravidade normal são iguais ao sistema MKS. 
 Força: t.m/s2 (Steno: sth) 
 Trabalho: sth.m (kilojoule) 
 Potência: kJ/s (kilowatt) 
 Pressão: sth/m2 (Piezo) 
 
 
FPS (FOOT, POUND, SECOND) – SISTEMA INGLÊS 
 
 
 
 
 
 
6
 
 
- Unidades fundamentais: 
Comprimento: pé (foot -ft) 
Massa: libra (pound - pd) 
Tempo: segundo (s) 
- Unidades derivadas: 
 Velocidade: pé/s (ft/s) 
 Aceleração: pé/s2 
 Gravidade normal: 32,17 pé/s2 
 Força: lb.pé/s2 (pdl) 
 Trabalho: pdl.pé 
 Potência: pdl.pé/s 
 Pressão: pdl/pé2 
 
CGS (CENTÍMETRO, GRAMA, SEGUNDO) 
 
- Unidades fundamentais: 
Comprimento: centímetro (cm) 
Massa: grama (g) 
Tempo: segundo (s) 
- Unidades derivadas: 
 Velocidade: cm/s 
 Aceleração: cm/s2 
 Gravidade normal: 981 cm/s2 
 Força: g.cm/s2 (dina) 
 Trabalho: dina.cm (erg) 
 Potência: erg/s 
 Pressão: dina/cm2 
 
 
 
 
 
7
 
 
 
 
2 – TERMINOLOGIA E SIMBOLOGIA 
 
2.1 – INTRODUÇÃO 
 
De um modo geral, os elementos de controle são: 
 
 
ELEMENTO PRIMÁRIO 
Parte de uma malha ou de instrumento que primeiro sente o valor da variável de 
processo e que assume uma correspondência pré-determinada de estado ou sinal de 
saída inteligível. O elemento primário é também conhecidocomo detector ou sensor. 
 
INDICADOR 
Instrumento que nos fornece o valor de uma variável de processo, na forma de um 
ponteiro e uma escala, ou números ou bar graph (gráfico de barras), etc. 
 
REGISTRADOR 
Instrumento que registra o valor da variável de processo em uma carta gráfica, por 
meio de um traço contínuo ou pontos. 
 
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. 
 
ELEMENTO FINAL DE CONTROLE 
Dispositivo que altera diretamente o valor da variável manipulada de uma malha de 
controle. 
 
CONTROLADOR 
Dispositivo que tem um sinal de saída que pode ser variado para manter a variável 
controlada dentro de um limite especificado ou para alterá-la de um valor previamente 
estabelecido. O controlador automático varia a sua saída automaticamente em 
resposta a uma entrada direta ou indireta de uma variável medida de um processo. 
 
CONVERSOR 
Dispositivo que recebe uma informação na forma de um sinal, altera a forma da 
informação e o emite como um sinal de saída. O conversor trabalha com sinais de 
entrada/saída padrões em instrumentação. 
 
RELÉ DE COMPUTAÇÃO 
Instrumento que recebe um ou mais sinais de outros instrumentos, realiza operações 
matemáticas, de lógica ou de seleção de sinais e envia o resultado a um instrumento. 
 
TRANSDUTOR 
Termo genérico aplicado ao instrumento que pode não trabalhar com sinais padrões 
na entrada e saída. Como é possível observar o elemento primário e o transmissor, 
entre outros, podem ser considerados um transdutor, porém com funções específicas. 
 
 
 
 
 
 
 
8
 
 
2.2 – TERMINOLOGIA 
 
 As definições a seguir adotadas são aceitas por todos que intervêm, direta ou 
indiretamente, no campo da instrumentação industrial, com o objetivo de promover 
uma mesma linguagem. As definições e termos empregados estão em acordo com o 
VIM – Vocabulário Internacional de Termos Fundamentais e Gerais de Metrologia, 
versão 2000. 
 
FAIXA DE MEDIDA (RANGE) 
Conjunto de valores da variável medida, que estão compreendidos dentro do limite 
superior e inferior da capacidade de medida ou de transmissão do instrumento. 
Expressa-se o range determinando os valores extremos. 
EXEMPLO: 100 – 500º C 
 0 – 20 PSI 
 
ALCANCE (SPAN) 
É a diferença algébrica entre os valores superior e inferior da faixa de medida do 
instrumento. 
 Exemplo: Um instrumento com range de 100 a 500 º C tem um span de: 
500 – 100 = 400 ºC 
 
ERRO 
É a diferença entre o valor lido ou transmitido pelo instrumento em relação ao valor 
real da variável medida. 
Se tivermos o processo em regime permanente, chamaremos de ERRO 
ESTÁTICO, que pode ser positivo ou negativo, dependendo da indicação do 
instrumento (que pode estar indicando a mais ou a menos). 
Quando tivermos a variável variando, teremos um atraso na transferência de 
energia do meio para o medidor. O valor medido estará geralmente atrasado em 
relação ao valor real da variável. Esta diferença entre o valor real e o valor medido é 
chamado de ERRO DINÂMICO. 
Quando a variável não estiver variando pode-se ter somente erro estático. 
Quando a variável estiver variando, pode-se ter tanto o erro dinâmico quanto o 
erro estático. 
 
EXATIDÃO 
É a aptidão de um instrumento de medição para dar respostas próximas a um valor 
verdadeiro convencional. A exatidão é um conceito qualitativo e normalmente é dada 
como um percentual do fundo de escala do instrumento. 
 EXEMPLO: Um voltímetro com fundo de escala 10V e exatidão ± 1%. O erro 
máximo esperado é de 0,1V. Isto quer dizer que o instrumento mede 1V, o possível 
erro é de 10% deste valor. Por esta razão é uma regra importante escolher 
instrumentos com uma faixa apropriada para os valores a serem medidos. 
 OBSERVAÇÃO: o termo precisão não deve ser usado como sinônimo de 
exatidão. 
 
CLASSE DE EXATIDÃO 
É a classe de instrumentos de medição que satisfazem a certas exigências 
metrológicas destinadas a conservar os erros dentro de limites especificados. 
 
 
 
 
 
 
 
9
 
 
PRECISÃO 
A precisão é o termo que descreve o grau de liberdade a erros aleatórios, ou seja, ao 
nível de espalhamento de várias leituras em um mesmo ponto. A precisão é 
freqüentemente confundida com a exatidão. Um aparelho preciso não implica que seja 
exato. Uma baixa exatidão em instrumentos precisos decorre normalmente de um 
desvio ou tendência (bias) nas medidas, o que poderá ser corrigido por uma nova 
calibração. 
Os graus de repetitividade e de reprodutibilidade são maneiras alternativas de se 
expressar a precisão. Embora estes termos signifiquem praticamente a mesma coisa, 
eles são aplicados a contextos diferentes. 
A repetitividade descreve o grau de concordância entre os resultados de medições 
sucessivas de um mesmo mensurando efetuadas sob as mesmas condições de 
medição. Estas condições são denominadas condições de repetitividade e incluem o 
mesmo procedimento de medição, mesmo observador, mesmo instrumento de 
medição utilizado nas mesmas condições, mesmo local e repetição em curto período 
de tempo. 
A reprodutibilidade expressa o grau de concordância entre os resultados das medições 
de um mesmo mensurando , efetuadas sob variadas condições de medição. Para que 
uma expressão de reprodutibilidade seja válida, é necessário que sejam especificadas 
as condições alteradas, que podem incluir o princípio de medição, padrão de 
referência, local, condições de utilização e condições climáticas. 
 
 A precisão pode ser expressa em: 
 
PORCENTAGEM DO ALCANCE (SPAN) 
Um instrumento possui um SPAN de 100ºC e está indicando 80ºC. Sua 
precisão é de 0,5%. Assim, sabemos que a temperatura estará entre 79,5ºC e 
80,5ºC. 
 
DADA DIRETAMENTE EM UNIDADES DA VARIÁVEL 
Precisão de ± 2ºC. 
 
PORCENTAGEM DO VALOR MEDIDO 
Precisão de ± 1%. Para 80ºC teremos uma margem de ± 0,8ºC. 
 
PORCENTAGEM DO VALOR MÁXIMO DA ESCALA DO INSTRUMENTO 
Precisão de 1%. Range de 50 a 150ºC. 
A precisão será, então, de ± 1,5ºC. 
 
EM PORCENTAGEM DO COMPRIMENTO DA ESCALA 
Se o comprimento da escala de um instrumento fosse de 30 cm, com range de 
50 a 150ºC e precisão de 1%, teríamos uma tolerância de ± 0,3 cm na escala 
do instrumento. Podemos ter a precisão variando ao longo da escala do 
instrumento, podendo o fabricante indicar seu valor em algumas faixas da 
escala do instrumento. 
EXEMPLO: um manômetro pode ter uma precisão de ± 1% em todo seu range e 
ter na faixa central de sua escala uma precisão de 0,5%. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10
 
 
INCERTEZA 
É um parâmetro associado ao resultado de uma medição, que caracteriza a dispersão 
dos valores que podem ser fundamentalmente atribuídos a um mensurando. Este 
parâmetro pode ser, por exemplo, um desvio padrão (ou múltiplo dele), ou a metade 
de um intervalo correspondente a um nível de confiança estabelecido. Em geral, 
compreende muitos componentes, incluindo aqueles resultantes de efeitos 
sistemáticos, como os associados com correções, distribuições, desvios padrões, 
assumidos com base na experiência ou em outras informações, que contribuem para a 
dispersão. 
 
TOLERÂNCIA 
É um termo muito próximo à exatidão e define o erro máximo que é esperado em um 
determinado valor. Embora não seja uma característica estática de instrumentos, é 
aqui mencionado porque a exatidão de alguns instrumentos é especificada em termos 
de tolerância. Quando aplicado corretamente, a tolerância de um componente 
manufaturado descreve o máximo desvio a um valor especificado. Por exemplo, um 
resistor escolhido aleatoriamente com valor nominal 1000W, de tolerância 5%, pode 
ter seu valor real entre 950 e 1050W. 
 
TENDÊNCIA DE UM INSTRUMENTO (BIAS) 
É um erro sistemático da indicação de um instrumento que ocorre em toda sua faixa 
de indicação. A tendênciaé normalmente estimada pela média dos erros de indicação 
de um número apropriado de medições repetidas e poderá ser removida através de 
nova calibração ou simplesmente um ajuste de zero. 
 
DISCRIÇÃO 
É a aptidão de um instrumento em não alterar o valor do mensurando. 
 
LINEARIDADE E NÃO-LINEARIDADE 
A linearidade é uma característica normalmente desejável onde a leitura de um 
instrumento é linearmente proporcional à grandeza sendo medida. A não-linearidade, 
por sua vez, é definida como o máximo desvio de qualquer uma das leituras com 
relação à reta obtida e é normalmente expressa como uma porcentagem do fundo de 
escala. 
 
RESOLUÇÃO 
É a menor diferença entre indicações de um dispositivo mostrador que pode ser 
significativamente percebida. Para um dispositivo mostrador digital, é a variação na 
indicação quando o dígito menos significativo varia de uma unidade. Este conceito 
também se aplica a um dispositivo registrador. 
 
ZONA MORTA 
É a máxima variação que a variável possa ter, sem que provoque variação na 
indicação ou sinal de saída de um instrumento ou em valores absolutos do range do 
mesmo. 
 
 
 EXEMPLO: 
 
 
 
 
 
 
11
 
 
 
 
SENSIBILIDADE 
É a razão entre a variação do valor indicado ou transmitido por um instrumento e a 
variação da variável que o acionou, após ter alcançado o estado de repouso. Pode ser 
dada em porcentagem do alcance de medida. 
 
 
SENSIBILIDADE À DISTÚRBIOS 
É a medida da extensão das alterações na medição de um instrumento sob variações 
nas condições ambientais. 
 EXEMPLO: Temperatura, pressão, etc. 
 
 DERIVA (DRIFT) DE ZERO 
 Descreve como a leitura do zero de um instrumento muda com mudanças 
ambientais. 
 
 DERIVA DE SENSIBILIDADE 
 Define o quão a sensibilidade de um instrumento varia em função das 
condições ambientais. 
 
RANGEABILIDADE 
Razão entre o valor máximo e mínimo a ser medido, dentro de um limite de erro 
aceitável. 
 
HISTERESIS 
É o erro máximo apresentado por um instrumento, para um mesmo valor, em qualquer 
ponto da faixa de trabalho, quando a variável percorra toda a escala nos sentidos 
ascendente ou descendente. Expressa-se em porcentagem do SPAN, no instrumento. 
 EXEMPLO: em um instrumento com range de –50ºC a 100ºC e histeresis de 
±0,3%. O erro será de 0,3% de 150ºC = ± 0,45ºC. Devemos destacar que o termo 
“zona morta” está incluído na histeresis. 
 
 
 
 
 
 
12
 
 
 
 
2.3 – IDENTIFICAÇÃO DE SÍMBOLOS E INSTRUMENTOS 
 
 As normas de instrumentação estabelecem símbolos gráficos e codificação 
para identificação alfanumérica de instrumentos ou funções programadas, que 
deverão ser utilizados nos diagramas de malhas de controle de projetos de 
instrumentação. 
Para facilitar o entendimento do texto deste trabalho, mostra-se a seguir a 
essência da norma da ABNT NBR 8190 de outubro de 1983, que está em 
conformidade com a S.5.1 (Instrumentation Symbols and Identification) da Instrument 
Society of America (ISA). De acordo com estas normas, cada instrumento ou função 
programada será identificado por um conjunto de letras que os classifica 
funcionalmente. A tabela a seguir traz o resumo destas classificações. A identificação 
dos instrumentos é feita através de um conjunto de algarismos que indica a qual malha 
o instrumento ou a função programada pertence. 
 
 
 
 
 
13
 
 
 
 1º GRUPO DE LETRAS 2º GRUPO DE LETRAS 
 Variável Medida ou Indicadora Função 
LETRA 1ª LETRA MODIFICADORA PASSIVA OU DE 
INFORMAÇÃO 
ATIVA OU DE SAÍDA MODIFICADORA 
A Análise Alarme 
B Chama 
C Condutividade 
Elétrica 
 Controlador 
D Densidade Diferencial 
E Tensão Sensor 
(Elemento 
Primário) 
 
F Vazão Razão 
G Visão Direta 
H Manual Alto 
I Corrente Elétrica Indicador 
J Potência Varredura ou 
Seleção Manual 
 
K Tempo ou 
Temporização 
Taxa de variação 
com o tempo 
 Estação de 
Controle 
 
L Nível Lâmpada Piloto Baixo 
M Umidade Instantâneo Médio ou 
Intermediário 
N 
O Orifício de 
Restrição 
 
P Pressão Conexão para 
Ponto de Teste
 
Q Quantidade Integração ou 
Totalização 
 
R Radiação Registrador 
S Velocidade ou 
Freqüência 
Segurança Chave 
T Temperatura Transmissor 
U Multivariável Multifunção 
V Vibração ou Análise 
Mecânica 
 Válvula ou 
Defletor (Damper 
ou Louver) 
 
W Peso ou Força Poço ou Ponta 
de Prova 
 
X Não Classificada Eixo dos X Não 
Classificada 
Não Classificada Não 
Classificada 
Y Estado, Presença ou 
Seqüência de 
Eventos 
Eixo dos Y Relé, Relé de 
Computação ou 
Conversor, 
Solenóides 
 
Z Posição ou Dimensão Eixo dos Z Acionador ou 
Atuador para 
Elemento Final de 
Controle não 
Classificado 
 
 
 Eventualmente, para completar a identificação, poderá ser acrescido um sufixo. 
A figura seguinte mostra um exemplo de instrumento identificado de acordo com a 
norma em referência. 
 
 
 
 
 
14
 
 
 
EXEMPLO DE IDENTIFICAÇÃO DE INSTRUMENTO 
 
T RC 210 2 A 
 
 
VARIÁVEL 
 
 
FUNÇÃO 
 
 
ÁREA DE 
ATIVIDADES 
 
 
Nº SEQUENCIAL 
DA MALHA 
S 
U 
F 
I 
X 
O 
IDENTIFICAÇÃO FUNCIONAL IDENTIFICAÇÃO DA MALHA 
IDENTIFICAÇÃO DOS INSTRUMENTOS 
 
T: variável medida ou iniciadora: temperatura; 
R: função passiva ou de informação: registrador; 
C: função ativa ou de saída: controlador; 
210: área de atividades, onde o instrumento ou função programada atua; 
02: número seqüencial da malha; 
A: sufixo. 
 
 
2.4 – SÍMBOLOS TÍPICOS DE INSTRUMENTOS 
 
 As figuras seguintes mostram os símbolos gerais utilizados para representar 
instrumento ou função programada, os símbolos e funções de processamento de 
sinais e os símbolos utilizados para representar linhas para instrumento ou função 
programada, de acordo com a norma de referência. 
 
 
 
 
 
 
 
 
15
 
 
 
 
 
 
 
 As abreviações seguintes são sugeridas para especificar o tipo de alimentação. 
Esta notação também pode ser aplicada para alimentação do fluido de purga. 
 
 
 
 
 
16
 
 
 
AS: ar de alimentação 
IA: ar de instrumento 
PA: ar da planta 
ES: alimentação elétrica 
GS: alimentação de gás 
HS: alimentação hidráulica 
NS: alimentação de nitrogênio 
SS: alimentação de vapor 
WS: alimentação de água 
 
OBSERVAÇÕES: 
 
• O nível de alimentação pode ser adicionado na linha de alimentação do 
instrumento. Exemplo: AS-100 ou AR Alimentação Elétrica de 24 Volts Contínua. 
• O símbolo de sinal pneumático aplica-se a qualquer gás de médio sinal. Se um 
outro gás é usado, este pode ser identificado por uma nota no símbolo do sinal ou 
de outra maneira. 
• Fenômeno eletromagnético inclui aquecimento, ondas de rádio, radiação nuclear e 
luz. 
 
Alguns símbolos de acordo com a ABNT: 
 
Válvula de controle globo, gaveta ou 
outros tipos iguais que não tenham 
simbologia própria 
 
 
 
 
 
Borboleta 
 
 
 
 
 
Atuador tipo diafragma com mola 
oposta que tem sinal elétrico na 
entrada 
 
 
Atuador tipo diafragma com mola 
oposta equipado com válvula piloto 
(solenóide) que pressuriza o diafragma 
quando atuada 
 
 
 
Atuador manual 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
17
 
 
 
 
 
Atuador solenóide 
 
 
 
 
Válvula auto-reguladora e indicadora 
de vazão 
 
 
 
 
 
 
Rotâmetro com válvula manual 
integrada a montante ou a jusante 
 
 
 
 
 
 
 
 
Válvula de controle manual 
 
 
 
 
 
 
Regulador de nível do tipo bóia com 
sistema mecânico de atuação 
 
 
 
 RS: reservatório 
 
 
 
 
 
 
Válvula auto-reguladora de impulso 
interno para redução de pressão 
 
 
 
 
 
 
Válvula dealívio ou de segurança 
acionada por mola, peso ou piloto 
 
 
 
 
 
 
 
 
18
 
 
 
 
 
 
 
Válvula auto-reguladora de temperatura 
do tipo capilar 
 
 
 
 
 
 
 
Purgador (exceto os de drenagem 
contínua do tipo bóia) 
 
 
 
 
 
 
Purgador de drenagem contínua do tipo 
bóia com conexão de equalização 
 
 
 
 
 
 
 
Lâmpada piloto 
 
 
 
 
Terminal de conexão montado no 
painel 
Exemplo: Terminal nº 2 
 
 
 
 
Purga ou dispositivo de purga (este 
símbolo pode ser substituído por um 
desenho completo do sistema de 
purga) 
 
 
 
 
 
Selo químico 
 
 
 
 
Intertravamento lógico de sistema 
indefinido ou complexo 
 
 
 
 
 
 
 
 
19
 
 
 
 
 
 
Transmissor de dupla análise (oxigênio 
e concentração de combustível) 
 
 
 
 
 
 
 
Detetor de chama com indicador 
analógico de intensidade de chama 
 
 
 
 
 
 
Detetor de chama tipo 
transmissor/receptor de TV 
 
 
 
 
 
Célula de condutividade conectada a 
um ponto do registrador multiponto de 
condutividade 
 
 
 
 
 
 
Transmissor de densidade tipo pressão 
diferencial conectado externamente 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
20
 
 
 
 
 
 
Chave de tensão do motor da bomba 
que aciona um alarme 
 
 
 
 
 
Placa de orifício com tomada de 
pressão na própria flange de medição 
 
 
 
 
 
 
Placa de orifício com tomada de 
pressão no flange de medição ligadas a 
um indicador de vazão do tipo pressão 
diferencial 
 
 
 
 
 
Tubo pitot 
 
 
 
 
 
Tubo venturi ou bocal 
 
 
 
 
 
 
Calha de medição 
 
 
 
 
 
 
 
 
21
 
 
 
 
 
Vertedor 
 
 
 
 
 
Elemento primário tipo hélice ou turbina
 
 
 
 
 
Indicador de vazão tipo rotâmetro 
 
 
 
 
 
Elemento primário qualquer de sinal 
elétrico conectado ao controlador de 
vazão 
Ex.: magnético, vazão, laminar, etc. 
 
 
 
 
 
Transmissor de vazão qualquer 
montado na linha do processo 
Ex.: transmissor tipo vortex 
 
 
 
 
Visor de fluxo 
 
 
 
 
Chave elétrica manual 
 
 
 
 
 
Corrente do motor elétrico medida por 
transformador de corrente 
 
 
 
 
 
 
 
 
22
 
 
 
 
Wattímetro medindo a potência do 
motor elétrico que aciona uma bomba 
 
 
 
 
 
Visor de nível montado externamente 
ao reservatório 
 
 
 
 
 Indicador de nível tipo: 
 - Magnético 
 - Bóia 
 - Deslocamento 
 - Outros 
 
 
 
 
 
Transmissor de nível tipo pressão 
diferencial com tomada inferior 
montada diretamente ao reservatório 
 
 
 
 
 
Indicador de pressão, montagem direta
 
 
 
 
 
Indicador de pressão protegido por um 
separador químico (selo) 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Elemento de temperatura (sem poço) 
 
 
 
 
 
 
Elemento de temperatura (com poço) 
 
 
 
 
 
 
Bulbo de resistência (RTD) conectado 
a um indicador local de temperatura 
 
 
 
 
Termopar simples conectado a um 
indicador multiponto de temperatura 
com comutador para permitir registro 
num registrador multiponto de 
temperatura 
 
 
 
 
 
 
 
Indicador controlador de temperatura 
 
 
 
 
 
Controle em cascata: 
O controlador de vazão tem o seu 
ponto de controle fixado por um 
controlador de nível 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Tomada de amostra ligada ao 
transmissor de concentração de butano 
através de válvula própria para seleção 
de amostras 
 
 
 
 
 
 
Sinal de corrente elétrica que aciona 
válvula de controle pneumática através 
de um conversor eletro-pneumático 
montado separadamente 
 
 
 
 
 
 
 
Sinal de corrente elétrica que aciona 
válvula de controle pneumática através 
de um conversor eletro-pneumático 
montado na válvula 
 
 
 
 
2.5 – FLUXOGRAMAS DE PROCESSOS 
 
 Fluxogramas são as representações simbólicas do processo para fins de 
localização, identificação e análise do funcionamento de seus componentes. Os 
fluxogramas são desenhos esquemáticos sem escala que mostram toda a rede de 
tubulações e os diversos vasos, bombas, instrumentos e todo equipamento 
pertencente ao processo. 
 
 
 
 
 
 
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 Nos fluxogramas de processo deve estar contido o seguinte: 
 
- As tubulações principais com indicação do fluido contido e do sentido do 
fluxo. 
- As principais válvulas de bloqueio, regulagem, controle, segurança, alívio, 
etc. 
- Todos os vasos (tanques, tambores, vasos, reatores) com indicação das 
características básicas, como tipo, dimensões principais, temperatura e 
pressão de trabalho, número de bandejas, etc. 
- Todos os equipamentos importantes (bombas, compressores, ejetores, 
filtros, trocadores de calor, etc) com indicação das características básicas 
como vazão, temperatura, pressão, carga térmica, etc. 
- Todos os instrumentos principais deverão estar indicados por sua 
simbologia e nomenclatura. 
 
Para todos os tipos usuais de válvulas, vasos, equipamentos, instrumentos, 
etc, existem convenções de desenho, geralmente de acordo com as 
convenções da Instruments Society of America – ISA – e podem ser 
encontradas nas documentações distribuídas por esta. 
 
 
 
 
 
 
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3 – EXERCÍCIOS 
 
1 – Quais os objetivos dos instrumentos de medição e controle? 
 
2 – Como era o controle de processo no princípio da era industrial? 
 
3 – O que foi possível com a centralização das variáveis de processo? 
 
4 - Como são divididos os processos industriais? 
 
5 – Defina o sistema de controle. 
 
6 – Quais são as três partes necessárias para uma malha de controle fechada? 
 
7 – Defina o que é instrumentação. 
 
8 – Defina e exemplifique os seguintes termos: 
 
a) Range 
b) Span (Alcance) 
c) Erro 
d) Exatidão 
e) Precisão 
f) Indicador 
g) Registrador 
h) Transmissor 
i) Transdutor 
j) Controlador 
k) Elemento final de controle 
 
9 – Diga qual a função de cada um dos instrumentos abaixo de acordo com a sua 
identificação. 
 
a) WT 
b) FIC 
c) TI 
d) PIT 
e) LR 
f) TSL 
g) PSLL 
h) TJR 
i) TT 
j) PIC 
k) FR 
l) LT 
m) FSHH 
n) LSH 
o) FY 
 
 
10 – Defina a localização dos equipamentos e tipos de sinais de transmissão de cada 
malha de controle, além da sua função (equipamento). 
 
 
 
 
 
27
 
 
 
 
 
 
 
11 – A sigla M.K.S. define qual tipo de sistema de medida? 
 
12 – A sigla C.G.S. define qual tipo de sistema de medida? 
 
13 – A sigla M.T.S. define qual tipo de sistema de medida? 
 
14 – Calcule o valor pedido: 
 
 Exemplo: 50% do sinal de 3 a 15 PSI 
 
 
 
a) 70% de 3 a 15 PSI 
b) 80% de 3 a 15 PSI 
c) 10% de 0,2 a 1,0 kgf/cm2 
d) 30% de 0,2 a 1,0 kgf/cm2 
e) 45% de 20 a 100 kPa 
f) 55% de 20 a 100 kPa 
g) 65% de 4 a 20mA 
h) 75% de 4 a 20maA 
i) 37% de 1 a 5V 
 
 
 
 
 
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j) 73% de 1 a 5V 
 
23 – Calcule o valor pedido: 
 
 Exemplo: 9 PSI representa qual porcentagem da faixa de 3 a 15 PSI? 
 
 
 
 
 
a) 12 PSI representa qual porcentagem da faixa de 3 a 15 PSI 
b) 6 PSI representa qual porcentagem da faixa de 3 a 15 PSI 
c) 0,4 kgf/cm2 representa qual porcentagem da faixa de 0,2 a 1,0 kgf/cm2 
d) 0,6 kgf/cm2 representa qual porcentagem da faixa de 0,2 a 1,0 kgf/cm2 
e) 90 kPa representa qual porcentagem da faixa de 20 a 100 kPa 
f) 70 kPa representa qual porcentagem da faixa de 20 a 100 kPa 
g) 9 mA representa qual porcentagem da faixa de 4 a 20 mA 
h) 13 mA representaqual porcentagem da faixa de 4 a 20 mA 
i) 1,5 V representa qual porcentagem da faixa de 1 a 5 V 
j) 4,5 V representa qual porcentagem da faixa de 1 a 5 V 
 
 
 
 
 
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5 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
1. Simbologia de Instrumentação, Norma NBR 8190, Out/1983, ABNT. 
2. Instrumentação e Controle, PROCEL – Programa de Conservação em Energia 
Elétrica, Eletrobrás. 
3. VIM – Vocabulário Internacional de Termos Fundamentais e Gerais de Metrologia, 
versão 2000, Portaria Inmetro 029 de 1995.