Instrumentacao 14a

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Instrumentação 
 
 
 
 
14ª. Edição 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Marco Antônio Ribeiro 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Instrumentação 
 
 
 
14ª. Edição 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Quem pensa claramente e domina a fundo aquilo de que fala, exprime-se claramente e de 
modo compreensível. Quem se exprime de modo obscuro e pretensioso mostra logo que não 
entende muito bem o assunto em questão ou então, que tem razão para evitar falar claramente 
(Rosa Luxemburg) 
 
 
 
 
 
 
Marco Antônio Ribeiro 
 
 
 
 
 
 
 
 
© 1978, 1982, 1986, 1989, 1992, 1995, 1997, 1999, 2002, 2004, 2005, 2007,2008, 2010 © Marco Antonio Ribeiro 
Verão 2010 
 
 
 
 
 
 
Copyright © 2010 Marco Antonio Ribeiro 
 
 
 
 
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) 
(Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil) 
 
 
Ribeiro, Marco Antonio 
 
R43m Instrumentação , por Marco Antonio Ribeiro, Salvador, BA, Editora, 2010 
 
Bibliografia 
 
Conteúdo. Instrumentação, Especificação. 
 
CDD 620.0028 
CDU 620.0028 
2008- 
 
 
Índices para catalogo sistemático: 
1. Instrumentação: Engenharia 620 
2. Instrumentos: Engenharia 620 
 
 
 
Salvador, BA, Verão 2010 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dedicado a Marcelina e Arthur , meus pais, sem os quais este 
trabalho não teria sido possível, em todos os sentidos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 i 
Conteúdo 
 
 
 
 
INSTRUMENTAÇÃO 1 
OBJETIVOS DE ENSINO 1 
1. CONCEITO DE INSTRUMENTAÇÃO 1 
1.1. CONCEITO E APLICAÇÕES 1 
1.2. DISCIPLINAS RELACIONADAS 2 
1.3. VANTAGENS E APLICAÇÕES 3 
2. TIPOS DE INSTRUMENTAÇÃO 5 
2.1. INSTRUMENTAÇÃO PRIMÁRIA 5 
2.2. INSTRUMENTAÇÃO SECUNDÁRIA 5 
2.3. INSTRUMENTAÇÃO AUXILIAR 6 
2.4. INSTRUMENTAÇÃO ACESSÓRIA 6 
BPCS - SISTEMA BÁSICO DE CONTROLE DE 
PROCESSO 7 
HLCS - SISTEMA DE CONTROLE DE ALTO NÍVEL 
(HLCS): 7 
SIS - SISTEMA INSTRUMENTADO DE 
SEGURANÇA: 7 
SÍMBOLOS E IDENTIFICAÇÃO 8 
OBJETIVOS DE ENSINO 8 
1. INTRODUÇÃO 8 
2. APLICAÇÕES 8 
3. ROTEIRO DA IDENTIFICAÇÃO 8 
3.1. GERAL 8 
3.3. IDENTIFICAÇÃO FUNCIONAL 8 
3.4. IDENTIFICAÇÃO DA MALHA 9 
4. SÍMBOLOS 10 
5. TABELAS 11 
5.1. TABELA COM LETRAS DE IDENTIFICAÇÃO
 12 
5.2. NOTAS EXPLANATÓRIAS DE LETRAS DE 
IDENTIFICAÇÃO 13 
6. DESENHOS 16 
6.1. PARÂMETROS DO SÍMBOLO 16 
6.2. ALIMENTAÇÃO DOS INSTRUMENTOS 16 
6.3. REPRESENTAÇÃO DO INSTRUMENTO 16 
6.4. LINHAS ENTRE OS INSTRUMENTOS 17 
6.5. BALÃO DO INSTRUMENTO 18 
B.9. CONEXÕES DE SINAL DE INSTRUMENTO 
PARA INSTRUMENTO COMUM 19 
7. MALHA DE CONTROLE 21 
UM EXEMPLO DE DIAGRAMA DE INSTRUMENTO, 
FUNCIONAL E ELÉTRICO PARA UM PROCESSO 
SIMPLES 22 
ESPECIFICAÇÕES 24 
OBJETIVOS DE ENSINO 24 
1. INFORMAÇÃO DO PRODUTO 24 
1.1. PROPRIEDADE (FEATURE) 24 
1.2. ESPECIFICAÇÃO 24 
1.3. CARACTERÍSTICA 25 
2. PROPRIEDADES DO INSTRUMENTO 25 
2.1. FUNCIONALIDADE 25 
2.2. ESTABILIDADE 28 
2.3. INTEGRIDADE 28 
2.4. ROBUSTEZ 31 
2.5. CONFIABILIDADE 31 
2.6. DISPONIBILIDADE 35 
2.7. CALIBRAÇÃO E AJUSTE 35 
2.8. MANUTENÇÃO 36 
2.9. RESPOSTA DINÂMICA 37 
3. ESPECIFICAÇÕES DO INSTRUMENTO 38 
3.1. ESPECIFICAÇÕES DE OPERAÇÃO 38 
3.2. ESPECIFICAÇÃO DE DESEMPENHO 39 
3.3. ESPECIFICAÇÕES FUNCIONAIS 46 
3.4. ESPECIFICAÇÕES FÍSICAS 47 
3.5. ESPECIFICAÇÃO DE SEGURANÇA 47 
Conteúdo 
 ii 
AUTOMAÇÃO 55 
1. INTRODUÇÃO 55 
2. SISTEMA DIGITAL DE CONTROLE 
DISTRIBUÍDO (SDCD) 55 
3. CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL 
(CLP) 56 
4. CONTROLE SUPERVISÓRIO E AQUISIÇÃO 
DE DADOS (SCADA) 57 
4.1. INTRODUÇÃO 57 
4.2. COLETA DE DADOS 57 
4.3.ESTAÇÃO DE OPERAÇÃO 58 
4.3. PROGRAMA APLICATIVO (SOFTWARE) 59 
5. PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO 60 
5.1. INTRODUÇÃO 60 
5.2. PROTOCOLO HART 61 
5.3. FOUNDATION FIELDBUS 62 
5.4. PROFIBUS 63 
1. CONCEITO 63 
2. TIPOS DO PROFIBUS 63 
VANTAGENS DO PROFIBUS 63 
5.5. ETHERNET 64 
OBJETIVOS DE ENSINO 65 
1. INTRODUÇÃO 65 
2. MALHA DE MEDIÇÃO 65 
2.1. RESULTADO DA MEDIÇÃO 65 
2.2. COMPONENTES DA MALHA 66 
2.3. MALHA DE MEDIÇÃO DE VAZÃO 66 
Conteúdo 
 iii 
2. FUNÇÕES DOS INSTRUMENTOS 67 
ELEMENTO SENSOR 69 
1. CONCEITO 69 
2. TERMINOLOGIA 69 
3. PRINCÍPIOS DE TRANSDUÇÃO 70 
4. SENSORES MECÂNICOS 70 
5. SENSORES ELETRÔNICOS 70 
5.1. SENSOR CAPACITIVO 71 
5.2. SENSOR INDUTIVO 71 
5.3. SENSOR RELUTANTE 72 
5.4. SENSOR ELETROMAGNÉTICO 72 
5.5. SENSOR PIEZELÉTRICO 72 
5.6. SENSOR RESISTIVO 72 
5.7. SENSOR POTENCIOMÉTRICO 73 
5.8. SENSOR STRAIN GAUGE 73 
5.9. SENSOR FOTOCONDUTIVO 73 
5.10. SENSOR FOTOVOLTÁICO 73 
5.11. SENSOR TERMOELÉTRICO 73 
5.12. SENSOR IÔNICO 74 
6. ESCOLHA DO SENSOR 74 
7. CARACTERÍSTICAS DESEJÁVEIS DO 
SENSOR 74 
CONDICIONADOR DE SINAL 75 
1. CONCEITO 75 
2. APLICAÇÕES 75 
3. FUNÇÕES DESENVOLVIDAS 76 
4. L INEARIZAÇÃO DA VAZÃO 77 
4.1. INTRODUÇÃO 77 
4.2. MEDIDORES LINEARES E NÃO-LINEARES 78 
5. COMPENSAÇÃO 78 
5.1. INTRODUÇÃO 78 
5.2. CONDIÇÕES NORMAL, PADRÃO E REAL 80 
5.3. COMPENSAÇÃO DA TEMPERATURA DE 
LÍQUIDOS 80 
5.4. TOMADAS DE PRESSÃO E TEMPERATURA 80 
6. TOTALIZAÇÃO DA VAZÃO 81 
TRANSMISSOR 83 
1. CONCEITOS BÁSICOS 83 
1.1. INTRODUÇÃO 83 
1.2. JUSTIFICATIVAS DO TRANSMISSOR 83 
1.3. TERMINOLOGIA 84 
1.4. TRANSMISSÃO DO SINAL 85 
1.5. SINAIS PADRÃO DE TRANSMISSÃO 86 
2. NATUREZA DO TRANSMISSOR 86 
2.1. TRANSMISSOR PNEUMÁTICO 86 
2.2. TRANSMISSOR ELETRÔNICO 88 
3. TRANSMISSOR E MANUTENÇÃO 90 
3.1. TRANSMISSOR ANALÓGICO DESCARTÁVEL
 90 
3.2. TRANSMISSOR ANALÓGICO CONVENCIONAL
 91 
3.3. TRANSMISSOR INTELIGENTE DIGITAL 91 
3.4. TRANSMISSOR HÍBRIDO ANALÓGICO 
DIGITAL 92 
4. RECEPTORES ASSOCIADOS 93 
4.1. INSTRUMENTOS ASSOCIADOS 93 
4.2. ALIMENTAÇÃO 93 
5. SERVIÇOS ASSOCIADOS 94 
5.1. ESPECIFICAÇÃO 94 
5.2. INSTALAÇÃO 94 
INDICADOR 95 
1. CONCEITO 95 
2. VARIÁVEL MEDIDA 95 
3. LOCAL DE MONTAGEM 96 
4. TIPO DA INDICAÇÃO 96 
5. RANGEABILIDADE DA INDICAÇÃO 97 
6. ASSOCIAÇÃO A OUTRA FUNÇÃO 98 
7. SERVIÇOS ASSOCIADOS 98 
REGISTRADOR 99 
1. INTRODUÇÃO 99 
2. TOPOGRAFIA 99 
3. ACIONAMENTO DO GRÁFICO 100 
4. PENAS 100 
5. GRÁFICOS 101 
6. ASSOCIAÇÃO A OUTRA FUNÇÃO 102 
7. SERVIÇOS ASSOCIADOS 102 
COMPUTADOR DE VAZÃO 103 
1. CONCEITO 103 
2. PROGRAMÁVEIS 103 
3. DEDICADO 104 
4. APLICAÇÕES CLÁSSICAS 104 
4.1. VAZÃO DE LIQUIDO 104 
4.2. VAZÃO DE GÁS COM COMPENSAÇÃO 104 
4.3. SISTEMA COM 2 TRANSMISSORES 105 
4.5. VAZÃO DE MASSA DE GÁS 105 
5. SELEÇÃO DO COMPUTADOR 105 
6. PLANÍMETRO 106 
6.1. HISTÓRICO 106 
6.2. MÉTODO DO PLANÍMETRO 106 
6.3. GRÁFICOS CIRCULARES UNIFORMES 106 
6.4. ESPECIFICAÇÃO DO PLANÍMETRO 106 
Conteúdo 
 iv 
CONTROLADOR 107 
1. CONCEITO 107 
2. COMPONENTES BÁSICOS 107 
2.1. MEDIÇÃO 107 
2.2. PONTO DE AJUSTE 107 
2.3. ESTAÇÃO MANUAL INTEGRAL 108 
2.4. UNIDADE DE BALANÇO AUTOMÁTICO 108 
2.5. MALHA ABERTA OU FECHADA 108 
2.6. AÇÃO DIRETA OU INVERSA 110 
3. ESPECIFICAÇÃO DO CONTROLADOR 110 
3.1. CONTROLADOR LIGA-DESLIGA 110 
3.2. CONTROLADOR DE INTERVALO 
DIFERENCIAL 111 
3.3. CONTROLADOR PROPORCIONAL 111 
3.4. CONTROLADOR PROPORCIONAL MAIS 
INTEGRAL 112 
3.5. CONTROLADOR PROPORCIONAL MAIS 
DERIVATIVO 113 
3.6. PROPORCIONAL + INTEGRAL + 
DERIVATIVO 114 
3.7. CONTROLADOR TIPO BATELADA 114 
3.8. CONTROLADOR ANALÓGICO 116 
3.9. CONTROLADOR DIGITAL 116 
4. CONTROLADOR MICROPROCESSADO 117 
4.1. CONCEITO 117 
4.2. CARACTERÍSTICAS 117 
VÁLVULA DE CONTROLE 119 
1. INTRODUÇÃO 119 
2. ELEMENTO FINAL DE CONTROLE 119 
3. VÁLVULA DE CONTROLE 120 
4. CORPO 120 
4.1. CONCEITO 120 
4.2. SEDE 121 
4.3. PLUG 121 
5. CASTELO 121 
6. ATUADOR 122 
6.1. OPERAÇÃO MANUAL OU AUTOMÁTICA 122 
6.2. ATUADOR PNEUMÁTICO 122 
6.3. AÇÕES DO ATUADOR 123 
6.4. ESCOLHA DA AÇÃO 124 
6.5. MUDANÇA DA AÇÃO 124 
6.6. DIMENSIONAMENTO DO ATUADOR 124 
6.7. ATUADOR E OUTRO ELEMENTO FINAL 124 
7. ACESSÓRIOS 125 
7.1. VOLANTE 125 
7.2. POSICIONADOR 125 
7.3. BOOSTER 126 
8. CARACTERÍSTICA DA VÁLVULA 127 
8.1. CONCEITO 127 
8.2. CARACTERÍSTICAS DA VÁLVULA E DO 
PROCESSO 127 
8.3. ESCOLHA DE CARACTERÍSTICAS 128 
9. OPERAÇÃO DA VÁLVULA 129 
9.1. APLICAÇÃO DA VÁLVULA 129 
9.2. DESEMPENHO 129 
9.3. RANGEABILIDADE 129 
10. VEDAÇÃO E ESTANQUEIDADE 130 
10.1. CLASSIFICAÇÃO 130 
10.2. FATORES DO VAZAMENTO131 
10.3. VÁLVULAS DE BLOQUEIO 131 
11. DIMENSIONAMENTO 131 
11.1. FILOSOFIA 131 
11.2. VÁLVULAS PARA LÍQUIDOS 132 
11.3. VÁLVULAS PARA GASES 132 
11.4. QUEDA DE PRESSÃO NA VÁLVULA 132 
14. TIPOS DE VÁLVULAS 133 
14.1. VÁLVULA GAVETA 134 
14.2. VÁLVULA ESFERA 135 
14.3. VÁLVULA BORBOLETA 136 
14.4. VÁLVULA GLOBO 137 
14.5. VÁLVULA AUTO-REGULADA 138 
15. VÁLVULAS ESPECIAIS 140 
15.1. VÁLVULA RETENÇÃO (CHECK VALVE) 140 
15.2. VÁLVULAS DE RETENÇÃO TIPO 
LEVANTAMENTO 141 
15.3. VÁLVULAS DE RETENÇÃO ESFERA 141 
15.4. VÁLVULAS DE RETENÇÃO BORBOLETA
 141 
15.5. VÁLVULA DE RETENÇÃO E BLOQUEIO 141 
16. VÁLVULA DE ALÍVIO DE PRESSÃO 141 
16.1. FUNÇÃO DO EQUIPAMENTO 141 
16.2. DEFINIÇÕES E CONCEITOS 142 
16.3. SOBREPRESSÃO 142 
16.4. VÁLVULA DE SEGURANÇA 143 
18. VÁLVULA REDUTORA DE PRESSÃO 144 
18.1. CONCEITO 144 
18.2. PRECISÃO DA REGULAÇÃO 144 
18.3. SENSIBILIDADE 145 
18.4. SELEÇÃO DA VÁLVULA REDUTORA DE 
PRESSÃO 145 
18.5. INSTALAÇÃO 145 
Conteúdo 
 v 
3. VARIÁVEIS DO PROCESSO 149 
OBJETIVOS DE ENSINO 149 
1. INTRODUÇÃO 149 
2. CONCEITO 149 
3. FAIXA DAS VARIÁVEIS 150 
3.1. FAIXA E AMPLITUDE DE FAIXA 150 
3.2. LIMITES DE FAIXA 150 
3.3. FAIXA E DESEMPENHO DO INSTRUMENTO
 150 
PRESSÃO 151 
4.1. DEFINIÇÃO 151 
4.2. UNIDADES 151 
4.3. TIPOS 151 
4.4. MEDIÇÃO DA PRESSÃO 152 
4.5. SENSORES MECÂNICOS 153 
4.6. SENSORES ELÉTRICOS 154 
4.7. SELO DE PRESSÃO 155 
4.8. PRESSOSTATO 155 
4.9. CALIBRAÇÃO DA PRESSÃO 156 
TEMPERATURA 159 
5.1. DEFINIÇÕES 159 
5.2. UNIDADES 159 
5.3. ESCALAS 160 
5.4. ESCALA PRÁTICA INTERNACIONAL DE 
TEMPERATURA (EPIT) 160 
# 161 
5.5. MEDIÇÃO DA TEMPERATURA 161 
5.6. TERMOPAR 164 
5.7. RESISTÊNCIA DETECTORA DE 
TEMPERATURA (RTD) 167 
5.8. ACESSÓRIOS 169 
NÍVEL 172 
1. INTRODUÇÃO 172 
CONCEITO DE NÍVEL 172 
UNIDADES DE NÍVEL 172 
MEDIÇÃO DE NÍVEL 172 
2. MEDIÇÃO MANUAL 173 
INTRODUÇÃO 173 
GERAL 173 
TRENA 174 
PESO DE IMERSÃO 175 
3. MEDIÇÃO AUTOMÁTICA 176 
INTRODUÇÃO 176 
EXIGÊNCIAS METROLÓGICAS 176 
5. MEDIDORES DE NÍVEL 178 
MEDIDORES FAVORITOS 178 
MEDIDOR COM BÓIA 178 
MEDIÇÃO COM DESLOCADOR 179 
6. PRESSÃO DIFERENCIAL 181 
7. MEDIÇÃO COM RADAR 184 
1. INTRODUÇÃO 184 
2. VANTAGENS E DESVANTAGENS 184 
3. INFLUÊNCIA DO VAPOR NO RADAR 184 
DISTÂNCIAS DO TANQUE 184 
CALIBRAÇÃO DO RADAR 185 
8. OUTROS MEDIDORES DE NÍVEL 185 
7. ARQUEAÇÃO DE TANQUE 186 
VAZÃO 193 
1. SELEÇÃO DO MEDIDOR 193 
SISTEMA DE MEDIÇÃO 193 
TIPOS DE MEDIDORES 193 
PARÂMETROS DA SELEÇÃO 195 
PLACA DE ORIFÍCIO 200 
1. INTRODUÇÃO HISTÓRICA 200 
2. PRINCÍPIO DE OPERAÇÃO E EQUAÇÕES 200 
3. ELEMENTOS DOS SISTEMA 202 
3.1. ELEMENTO PRIMÁRIO 202 
3.2. ELEMENTO SECUNDÁRIO 202 
4. PLACA DE ORIFÍCIO 203 
4.1. MATERIAIS DA PLACA 203 
4.2. GEOMETRIA DA PLACA 203 
4.3. MONTAGEM DA PLACA 204 
4.4. TOMADAS DA PRESSÃO DIFERENCIAL 205 
4.5. PERDA DE CARGA E CUSTO DA ENERGIA
 206 
4.6. PROTUSÕES E CAVIDADES 206 
4.7. RELAÇÕES MATEMÁTICAS 206 
4.8. FATORES DE CORREÇÃO 208 
4.9. DIMENSIONAMENTO DO β DA PLACA 209 
4.10. SENSORES DA PRESSÃO DIFERENCIAL 211 
TURBINA 212 
1. INTRODUÇÃO 212 
2. TIPOS DE TURBINAS 212 
2.1. TURBINA MECÂNICA 212 
2.2. TURBINA CONVENCIONAL 213 
DETECTORES DA VELOCIDADE ANGULAR 214 
CARACTERÍSTICAS DA TURBINA 215 
SINAL DE SAÍDA 215 
DESEMPENHO 216 
FATORES DE INFLUÊNCIA 216 
SELEÇÃO DA TURBINA 217 
DIMENSIONAMENTO 218 
CONSIDERAÇÕES AMBIENTAIS 219 
INSTALAÇÃO DA TURBINA 219 
OPERAÇÃO 219 
MANUTENÇÃO 220 
CALIBRAÇÃO 220 
Conteúdo 
 vi 
CUIDADOS E PROCEDIMENTOS 221 
DESLOCAMENTO POSITIVO 223 
1. INTRODUÇÃO 223 
2. PRINCÍPIO DE OPERAÇÃO 223 
3. CARACTERÍSTICAS 223 
4. TIPOS DE MEDIDORES 224 
DISCO NUTANTE 224 
LÂMINA ROTATÓRIA 225 
PISTÃO OSCILATÓRIO 225 
PISTÃO RECIPROCANTE 225 
MEDIDOR COM ENGRENAGENS OVAIS 225 
5. MEDIDORES PARA GASES 226 
CALIBRAÇÃO DOS MEDIDORES DE GASES 227 
6. VANTAGENS E DESVANTAGENS 227 
7. CONCLUSÃO 227 
CORIOLIS 229 
1. INTRODUÇÃO 229 
2. EFEITO CORIOLIS 229 
3. RELAÇÕES MATEMÁTICAS 229 
4. CALIBRAÇÃO 230 
5. MEDIDOR INDUSTRIAL 230 
6. CARACTERÍSTICAS 231 
7. APLICAÇÕES 232 
8. CRITÉRIOS DE SELEÇÃO 232 
9. L IMITAÇÕES 232 
10. CONCLUSÃO 233 
ULTRA-SÔNICO 235 
1. INTRODUÇÃO 235 
2. DIFERENÇA DE TEMPO 235 
TEMPO DE TRÂNSITO MONOFEIXE 235 
TEMPO DE TRÂNSITO MULTI-FEIXE 235 
TEMPO DE TRÂNSITO NÃO INTRUSIVO OU A 
SECO OU CLAMP ON 236 
3. EFEITO DOPPLER 236 
APLICAÇÕES 237 
6. INSTALAÇÃO 237 
CALIBRAÇÃO 237 
CONCLUSÃO 238 
MAGNÉTICO 240 
8.1. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO 240 
8.2. SISTEMA DE MEDIÇÃO 240 
8.3. TUBO MEDIDOR 240 
8.4. TRANSMISSOR DE VAZÃO 241 
8.5. VANTAGENS 241 
8.6. DESVANTAGENS E LIMITAÇÕES 241 
19. CALIBRAÇÃO DE VAZÃO 242 
19.1. LOCAL DA CALIBRAÇÃO 242 
19.2. PROVER 242 
19.3. MEDIDOR MESTRE (MASTER) 243 
19.4. MÉTODO GRAVIMÉTRICO 243 
19.5. MÉTODO VOLUMÉTRICO 244 
19.6. BOCAL SÔNICO 244 
19.7. LABORATÓRIO DE VAZÃO 244 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 247 
 
 
 
 vii 
Prefácio 
 
 
 
Qualquer planta nova bem projetada para produzir determinado produto sempre requer 
sistemas de instrumentação para fazer a medição, controle, monitoração e alarme das 
variáveis. A escolha correta dos sistemas pode ser a diferença entre sucesso e fracasso para 
uma unidade, planta ou toda a companhia. Também, como há uma rápida evolução das 
tecnologias e conseqüente obsolescência, periodicamente toda planta requer ampliações e 
modificações radicais que incluem a atualização dos seus instrumentos e seus sistemas de 
controle. 
Assim, técnicos e engenheiros que trabalham com o projeto, especificação, operação e 
manutenção de plantas de processo devem estar atualizados com a instrumentação e as 
recentes tecnologias envolvidas. O presente trabalho foi escrito como suporte de um curso 
ministrado a engenheiros e técnicos ligados, de algum modo, a estas atividades. Este trabalho 
de Instrumentação e outros de Controle de Processo, Metrologia e Automação constituem um 
conjunto completo para estudo e consulta. 
Neste trabalho, dá-se ênfase aos equipamentos e instrumentos e são apresentados 
qquatro grandes temas: Fundamentos, Instrumentos e Medição das Variáveis. 
Na primeira parte, de Fundamentos de Instrumentação, são apresentados os conceitos 
relacionados com Instrumentação, Símbolos e Identificação dos instrumentos analógicos e 
digitais; vistos os instrumentos sob a óptica de Sistemas; mostradas a evolução e as ondas da 
instrumentação. São apresentados os parâmetros para a Especificação correta do instrumento 
individual, considerando o processo, ambiente, risco e corrosão. 
Na parte de Funções de instrumentos, são estudados individualmente os instrumentos, 
considerando suas funções na malha de medição, tais como sensor, transmissor, 
condicionador de sinal, indicador, registrador, totalizador, computador de vazão, 
controlador e válvula de controle. 
Finalmente na terceira parte, nas Variáveis de Processo, são mostradas as tecnologias 
empregadas para medir as principais variáveis de processo, como Pressão, Temperatura, 
Vazão e Nível, que são as variáveis mais encontradas nas indústrias químicas, petroquímicas 
e de petróleo e gás natural. 
Sugestões e críticas, principalmente as destrutivas são benvidas para o contínuo 
melhoramento do trabalho, 
Endereço: Rua Carmen Miranda 52, A 903, CEP 41810-670, 
Fones: fixo (71) 3452-4286 e celular (71) 9979 9955 
Skype: Marcotek27 
e-mail: marcotek@uol.com.br 
site: www.marcoantonioribeiro.com.br . 
 
 
Marco Antônio Ribeiro 
Salvador, verão 2010 
 
 viii 
 
 
 ix 
Autor 
 
 
 
 
 
 
 
Marco Antônio Ribeiro se formou no ITA, em 1969, em Engenharia de 
Eletrônica blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, 
blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, 
blablablá, blablablá. 
 
Durante quase 14 anos foi Gerente Regional da Foxboro, em Salvador, BA 
blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, 
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Fez vários cursos no exterior, possui dezenas de artigos publicados e já ministrou 
mais de 500 cursos blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, 
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Atualmente é diretor da Tek Treinamento e Consultoria Ltda, blablablá, 
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que presta serviços de treinamento e consultoria nas áreas de Instrumentação, Controle, 
Automação, Medição, Metrologia, Qualidade e Segurança. 
 
Na vida pessoal, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, 
blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, 
blablablá, blablablá gosta de corrida, música de Beethoven, xadrez, fotografia, leitura, 
filmes, filhos e Cecília Leonor, sua mulher; enfim, da vida. 
 
 
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Instrumentação 
 
Objetivos de Ensino 
1. Conceituar instrumentação, distinguindo seus diferentes enfoques de fabricação, projeto, 
especificação, instalação, operação e manutenção. 
2. Identificar as variáveis analógicas envolvidas. 
3. Listar os tipos de equipamentos que podem ser beneficiados com a medição e controle de suas 
variáveis. 
4. Determinar qual tipo de indústria possui processo onde se pode aplicar a instrumentação. 
5. Listar as principais vantagens de se usar instrumentos de medição e controle. 
 
 
1. Conceito de Instrumentação 
1.1. Conceito e aplicações 
Instrumentação é um conjunto de instrumentos, 
equipamentos, dispositivos ou funções ou sua 
aplicação para o objetivo de medir, monitorar ou 
controlar processos industriais ou maquinas ou 
qualquer combinação deles. Estes instrumentos são 
usados para detectar, observar, medir, controlar, 
computar, comunicar ou processar dados e sinais de 
modo manual ou automático. Os enfoques da 
instrumentação podem ser de 
1) Fabricação: construção de componentes e 
instrumentos. 
2) Projeto: detalhamento básico e específico de 
sistemas equipamentos e instrumentos. 
3) Especificação: estabelecimento de 
características físicas, funcionais e de 
segurança dos instrumentos. 
4) Vendas: comercialização, marketing e 
promoção de instrumentos 
5) Montagem: instalação correta dos 
instrumentos no local de trabalho, para que 
ele operem conforme o previsto. 
6) Operação: monitoração do desempenho dos 
instrumentos e atuação manual, quando 
necessário, para garantir a eficiência e 
segurança do processo envolvido. 
7) Manutenção dos instrumentos: reparo do 
instrumento quando inoperante, calibração e 
ajuste do instrumento quando o seu 
desempenho metro lógico o exigir. 
As principais funções dos instrumentos são: 
1) Sensor: detecção da variável medida. 
2) Indicação: apresentação do valor 
instantâneo da variável. 
3) Condicionamento do sinal: operação de 
tornar mais amigável o sinal original. 
4) Registro: apresentação do valor 
histórico e em tempo real da variável. 
5) Controle: garantia de que o valor de 
uma variável permaneça igual, em torno 
ou próximo de um valor desejado. 
6) Alarme:: geração de sinais para chamar 
a atenção do operador para condições 
que exijam sua interferência 
7) Intertravamento: para atuar 
automaticamente no processo para 
mantê-lo seguro. 
As variáveis envolvidas incluem mas não se 
limitam a 
1) Análise, que inclui composição, 
densidade, condutividade, turbidez, pH, 
umidade, consistência. 
2) Nível 
3) Pressão 
4) Temperatura 
5) Vazão 
6) Vibração mecânica 
Os instrumentos estão associados e aplicados aos 
seguintes equipamentos: 
1) Caldeira: equipamento para gerar 
vapor. 
2) Reator: equipamento onde se realiza 
uma reação química ordenada. 
3) Compressor: equipamento para mover 
gases. 
4) Bomba: equipamento para mover 
líquidos. 
5) Coluna de destilação: equipamento 
para separar diferentes produtos com 
diferentes pontos de ebulição. 
6) Forno: equipamento para aquecer 
algum produto. 
7) Refrigerador: equipamento para esfriar 
algum produto. 
8) Condicionador de ar: equipamento para 
manter a temperatura e a umidade 
relativa do ar ambiente dentro de 
determinados limites estabelecidos. 
Instrumentação 
 2 
As indústrias que utilizam os instrumentos de 
medição e de controle do processo, de modo 
intensivo e extensivo são: 
1) Química 
2) Petroquímica 
3) Refinaria de petróleo 
4) Gás e óleo 
5) Dutos e Terminais 
6) Têxtil 
7) Fertilizante 
8) Papel e celulose 
9) Alimentícia 
10) Farmacêutica 
11) Cimento 
12) Siderúrgica 
13) Mineração 
14) Nuclear 
15) Hidrelétrica 
16) Termelétrica 
17) Tratamento d'água e de efluentes 
1.2. Disciplinas relacionadas 
O projeto completo do sistema de controle de um 
processo envolve vários procedimentos e exige os 
conhecimentos dos mais diversos campos da 
engenharia, tais como: 
1) Mecânica dos fluidos, para a especificação 
de bombas, dimensionamento de tubulações, 
disposição de bandejas da coluna de 
destilação, dimensionamento de trocadores 
de calor, especificação de bombas e 
compressores. 
2) Transferência de calor, para a determinação 
da remoção do calor dos reatores químicos, 
pré-aquecedores, caldeiras de recuperação e 
dimensionamento de condensadores. 
3) Cinética das reações químicas, para o 
dimensionamento dos reatores, escolha das 
condições de operação (pressão, temperatura 
e nível) e de catalisadores, 
4) Termodinâmica, para o calculo da 
transferência de massa, do número e da 
relação das placas de refluxo e das 
condições de equilíbrio do reator. 
5) Informática para a operação de sistemas de 
controle que usam computadores digitais 
como interface humano-máquina. 
6) Telecomunicação para aplicar em redes de 
comunicação que interligam sistemas 
digitais separados por pequenas e grandes 
distancias. 
7) Estatística para a estimativa das incertezas 
associadas com as medições e o 
desenvolvimento de técnicas para 
determinar e minimizar estas incertezas dos 
instrumentos e das medições em uso 
industrial, garantindo sua precisão e 
exatidão. 
8) Aritmética para expressar corretamente os 
resultados da medição, com o número 
correto de algarismos significativos, 
havendo coerência e conformidade com as 
especificações metrológicas dos 
instrumentos da malha de medição. 
9) Legislação, normas técnicas e boas práticas, 
para atender exigências legais e contratos 
comerciais entre comprador e vendedor de 
produtos em transferência de custódia. 
Esses conhecimentos auxiliam na escolha e na 
aplicação do sistema de controle automático 
associado ao processo. Os modelos matemáticos, as 
analogias e a simulação do processo são 
desenvolvidos e dirigidos para o entendimento do 
processo e sua dinâmica e finalmente para a escolha 
do melhor sistema de controle. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 1.2. Vista de uma área industrial 
 
 
 
A especificação dos instrumentos requer o 
conhecimento dos catálogos dos fabricantes e das 
funções a serem executadas, bem como das normas, 
leis e regulamentações aplicáveis. 
A manutenção dos instrumentos exige o 
conhecimento dos circuitos mecânicos, pneumáticos 
e eletrônicos dos instrumentos, geralmente 
fornecidos pelos fabricantes dos instrumentos. Para a 
manutenção da instrumentação pneumática exige-se 
a habilidade manual e uma paciência bovina para os 
ajustes de elos, alinhamento de foles, 
estabelecimento de ângulos retos entre alavancas, 
colocação de parafusos em locais quase inacessíveis. 
A manutenção dos instrumentos eletrônicos requer o 
conhecimento da eletrônica básica, do 
funcionamento dos amplificadores operacionais e 
atualmente das técnicas digitais. O fabricante correto 
fornece os circuitos eletrônicos e os diagramas de 
bloco esquemáticos dos instrumentos. 
Para a sintonia do controlador e o entendimento 
dos fenômenos relativos ao amortecimento, à 
oscilação e à saturação é útil o conhecimento 
rigoroso dos conceitos matemáticos da integrale da 
Instrumentação 
 3 
derivada. A analise teórica da estabilidade do 
processo requer uma matemática transcendental, 
envolvendo a função de transferência, os zeros e os 
pólos de diagramas, as equações diferenciais, a 
transformada de Laplace e os critérios de Routh-
Hurwitz. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 1.2. Vista da Sala de Controle 
 
 
 
1.3. Vantagens e Aplicações 
Nem todas as vantagens da instrumentação 
podem ser listadas aqui. As principais estão 
relacionadas com a qualidade e com a quantidade 
dos produtos, fabricados com segurança e sem 
subprodutos nocivos. Há muitas outras vantagens. O 
controle automático possibilita a existência de 
processos extremamente complexos, impossíveis de 
existirem apenas com o controle manual. Um 
processo industrial típico envolve centenas e até 
milhares de sensores e de elementos finais de 
controle que devem ser operados e coordenados 
continuamente. 
Como vantagens, o instrumento de medição e 
controle 
1) não fica aborrecido ou nervoso, 
2) não reclama, 
3) não fica distraído ou atraído por pessoas 
bonitas, 
4) não assiste a um jogo de futebol na 
televisão nem o escuta pelo rádio, 
5) não pára para almoçar ou ir ao banheiro, 
6) não fica cansado de trabalhar, 
7) não tem problemas emocionais, 
8) não abusa seu corpos ou sua mente, 
9) não tem sono, 
10) não folga do fim de semana ou feriado, 
11) não sai de férias, 
12) não reivindica aumento de salário. 
Porém, como desvantagens, o instrumento 
1) sempre apresenta erro de medição 
2) opera adequadamente somente quando 
estiver nas condições previstas pelo 
fabricante, 
3) requer calibrações e ajustes periódicos, 
para se manter exato 
4) requer manutenção corretiva, preventiva 
ou preditiva, para que sua precisão se 
mantenha dentro dos limites 
estabelecidos pelo fabricante e 
5) é provável que algum dia ele falhe e 
pela lei de Murphy, esta falha 
geralmente acontecerá na pior hora 
possível e poderá acarretar grandes 
complicações. 
Qualidade do Produto 
A maioria dos produtos industriais é fabricada 
para satisfazer determinadas propriedades físicas e 
químicas. Quanto melhor a qualidade do produto, 
menores devem ser as tolerâncias de suas 
propriedades. Quanto menor a tolerância, maior a 
necessidade dos instrumentos para a medição e o 
controle automático. 
Os fabricantes executam testes físicos e químicos 
em todos os produtos feitos ou, pelo menos, em 
amostras representativas tomadas aleatoriamente das 
linhas de produção, para verificar se as 
especificações estabelecidas foram atingidas pela 
produção. Para isso, são usados instrumentos tais 
como indicadores de densidade e viscosidade, 
espectrômetros de massa, analisadores de 
infravermelho, cromatógrafos e outros. 
Os instrumentos possibilitam a verificação, a 
garantia e a repetitividade da qualidade dos 
produtos. 
Atualmente, o conjunto de normas ISO 9000 
exige que os instrumentos que impactam a qualidade 
do produto tenham um sistema de monitoração, onde 
estão incluídas a manutenção e calibração 
documentada deles. 
Instrumentos analíticos são a base da obtenção 
de produtos dentro de suas especificações desejadas. 
Quantidade do Produto 
As quantidades das matérias primas, dos 
produtos finais e das utilidades devem ser medidas e 
controladas para fins de balanço do custo e do 
rendimento do processo. Também é freqüente a 
medição de produtos para venda e compra entre 
plantas diferentes. 
Os instrumentos de indicação, registro e 
totalização da vazão e do nível fazem a aquisição 
confiável dos dados através das medições de modo 
continuo e preciso. 
Os instrumentos asseguram a quantidade precisa 
e exata das substâncias transferidas, compradas e 
vendidas. 
Instrumentação 
 4 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 1.4. Instrumentos de medição de nível 
Economia do Processo 
O controle automático economiza energia, pois 
elimina o superaquecimento de fornos, de fornalhas 
e de secadores. O controle de calor está baseado 
geralmente na medição de temperatura e não existe 
nenhum operador humano que consiga sentir a 
temperatura com a precisão e a sensitividade do 
termopar ou da resistência. 
Instrumentos também permitem a realização de 
reações químicas em quantidades estequiométricas e 
econômicas. 
Os instrumentos garantem a conservação da 
energia e a economia do processo . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 1.5. Instrumentação aplicada à indústria 
 
 
Ecologia 
Na maioria dos processos, os produtos que não 
são aproveitáveis e devem ser jogados fora, são 
prejudiciais às vidas animal e vegetal. A fim de 
evitar este resultado nocivo, devem ser adicionados 
agentes corretivos para neutralizar estes efeitos. Pela 
medição do pH dos efluentes, pode se economizar a 
quantidade do agente corretivo a ser usado e pode se 
assegurar que o efluente esteja não agressivo. 
Os instrumentos garantem efluentes limpos e 
inofensivos. 
Segurança da Planta 
O processo deve ter alarme e proteção associados 
ao sistema de medição e controle. O alarme é 
realizado através das mudanças de contatos elétricos, 
monitoradas pelos valores máximo e mínimo das 
variáveis do processo. Os contatos dos alarmes 
podem atuar (ligar ou desligar) equipamentos 
elétricos, dispositivos sonoros e luminosos. 
É útil o uso do sistema de desligamento 
automático ou de trip do processo. Deve-se proteger 
o processo, através de um sistema lógico e 
seqüencial que sinta as variáveis do processo e 
mantenha os seus valores dentro dos limites de 
segurança, ligando ou desligando os equipamentos e 
evitando qualquer seqüência indevida que produza 
condição perigosa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 1.6. Planta industrial 
 
 
Muitas plantas possuem uma ou várias áreas 
onde podem estar vários perigos, tais como o fogo, a 
explosão, a liberação de produtos tóxicos. Haverá 
problema, a não ser que sejam tomados cuidados 
especiais na observação e no controle destes 
fenômenos. Hoje são disponíveis instrumentos que 
podem detectar a presença de concentrações 
perigosas de gases e vapores e o aparecimento de 
chama em unidades de combustão. 
Finalmente, todos os instrumentos que são 
instalados em áreas que contenham gases, pós ou 
fibras explosivas ou incendiárias devem ter 
proteções adicionais, para que sua presença no local 
não aumente o risco de explosão ou incêndio no 
local. 
Os instrumentos protegem vidas humanas, meio 
ambiente e equipamentos 
Instrumentação 
 5 
2. Tipos de instrumentação 
A instrumentação pode ser classificada como 
primária, secundária, auxiliar ou acessória para 
responsabilizar identidades funcionais e malha e 
símbolos. 
2.1. Instrumentação primária 
Instrumentação primária consiste de 
equipamentos e dispositivos para medir, monitorar, 
controlar ou calcular e suas funções inerentes e 
funções de programa que incluem, mas não são 
limitadas a, transmissores, registradores, 
controladores, válvulas de controle, equipamentos de 
segurança e controle auto-atuados e funções de 
programa de aplicação que requerem ou permitem 
ao usuário atribuir identificações. A instrumentação 
primária é a mais importante, pois é essencial à 
operação prevista da planta. Os instrumentos de 
display estão localizados na sala de controle, mas 
recebem sinais de informação do processo e atuam 
nos instrumentos também montados na área 
industrial. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 1.1. Instrumentação primária, montada no 
painel de leitura 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 1.2. Instrumentação primária, montada na 
área industrial (campo) 
2.2. Instrumentação secundária 
Instrumentação secundária consiste de 
equipamentos e dispositivos de medição, 
monitoração e controle que incluem, mas não são 
limitados a, visores de nível, manômetros, 
termômetros e reguladores de pressão. 
A instrumentação secundária serve como reserva 
auxiliar para o operador. A instrumentação scundária 
consiste de instrumentos indicadores locais, 
instalados próximos do processoe são utilizados 
apenas quando o operador vai à área industrial. 
Todas as indicações de campo são também 
apresentadas na sala de controle, com maior precisão 
e melhor conforto. Quando apropriado, os 
instrumentos auxiliares podem ser montados em 
painéis auxiliares na área industrial acessíveis ao 
operador. 
Nos diagramas P&I, a instrumentação secundária 
é mostrada e identificada como: 
FG – visor de vazão 
LG – visor de nível 
PG ou PI – indicador local de pressão 
(manômtro) 
TG ou TI – indicador local de temperatura 
(termômetro) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 1.3. Instrumentação auxiliar de campo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 1.4. Instrumentação secundária em painel 
auxiliar de campo 
 
 
 
tatiana.conceicao
Realce
tatiana.conceicao
Realce
tatiana.conceicao
Realce
tatiana.conceicao
Realce
Instrumentação 
 6 
2.3. Instrumentação auxiliar 
Instrumentação auxiliar consiste de 
equipamentos e dispositivos que medem, controlam 
ou calculam e que são necessários para a operação 
efetiva da instrumentação primária ou secundária, 
elas incluem, mas não são limitados a, equipamentos 
de cálculo, purgadores, sistemas de manipulação de 
amostra e conjuntos de filtro-regulador de ar de 
instrumentos, válvulas solenóides. 
A instrumentação auxiliar é basicamente a 
família dos instrumentos condicionadores de sinal, 
que melhoram a apresentação do sinal para sua 
finalidade. Exemplos de instrumentação auxiliar: os 
fazedores de conta para a compensação de pressão e 
temperatura na medição de vazão volumétrica de 
gás. A instrumentação auxiliar também inclui 
dispositivos de otimização da instrumentação 
acessória, como filtros e reguladores de pressão da 
alimentação dos instrumentos pneumáticos, 
reguladores da tensão da fonte de alimentação 
elétrica dos instrumentos eletrônicos. 
Purgadores servem para retirar condensado de 
gases e eliminadores de ar servem para tirar gases de 
líquidos, tornando a vazão monofásica. Os sistemas 
de condiconamento de amostras são outro exemplo 
de instrumentação auxiliar, pois permitem a retirada 
correta da amostra e o seu condicionamento para a 
medição de análise. 
Na medição de vazão com gerador de pressão 
diferencial é utilizado o distribuidor (manifold) que 
consiste em um conjunto de 3 ou 5 válvulas, que 
servem para bloqueio, quando se quer retirar o 
receptor de pressao diferencial e uma valvula central 
que serve para tornar as pressões iguais, quando se 
quer zerar o transmissor de pressão diferencial. 
Os componenentes da instrumentacao auxiliar, 
tais como, computador de sinal e relé conversor, 
válvulas solenóides, condicionador de amostra de 
análise, são identificados pela variável 
medida/inicializada e a função saída/ativa [Y], com 
o Y definido ao lado do símbolo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 1.6. Instrumentação auxiliar 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 1.7. Instrumentação acessória: conjunto 
distribuidor e potes de selagem 
 
 
2.4. Instrumentação acessória 
Instrumentação acessória consiste de 
equipamentos e dispositivos que não medem ou 
controlam, mas são necessários para a operação 
efetiva do sistema de medição, monitoração ou 
controle, elas incluem, mas não são limitadas a tubos 
retos para medição de vazão, retificadores e 
condicionadores de vazão e potes de selagem. 
Na medição de vazão volumétrica de gases e 
líquidos, o uso de tubos de vazão torna a medição 
mais precisa. Estes tubos tem já uma dimensão 
calculada para atender as exigências de trecho reto a 
montante e jusante do sensor, possuem melhor 
acabamento pois são feitos de material mais nobre 
(aço carbono ou até aço inoxidável) e sua geometria 
garante a coincidência da linha de centro do sensor 
de vazão e da tubulação. 
Retificador de vazão é um acessório que elimina 
as perturbações na vazão provocadas por curvas, 
válvulas, sensores intrusivos na tubulação, reduções 
e variações de tamanho da tubulação. O 
condicionador de vazão também faz tudo isso e 
também desenvolve plenamente o perfil de 
velocidade do fluido cuja vazão está sendo medida. 
Tais acessórios são necessários e usados quando a 
geometria da estação de medição não possui os 
trechos retos exigidos pelas normas. 
Outro acessório de instrumentação, muito 
utilizado em plataformas ou em locais onde se 
requer a substituição freqüente da placa de orifício 
de medição de vazão, é o porta-placa. O porta placa 
permite a retirada e troca de placa de orifício, sem a 
parada do processo e sem vazamentos. 
Os acessórios de Instrumentação, tais como tubo 
de medição de vazão, purgadores, conjuntos filtro-
reguladores pneumáticos, potes de selagem, podem 
ou não ser mostrados explicitamente no diagrama e 
serão tagueados no índice de Instrumento ou no 
diagrama, com o Tag Número/Identificação do 
Instrumento do instrumento que eles servem, 
seguido por uma palavra ou frase que descreve sua 
Instrumentação 
 7 
função, por exemplo: [PT-*23 PURGADOR] ou 
com um Tag Número/Identificação do Instrumento 
como um componente da malha: [PX-*23] com uma 
nota fora do balão ou na seção de notas do desenho 
descrevendo seu uso. 
Atribuir um número de tag para um acessório: 
1. Significa que ele deve ser listado em um 
índice de instrumento. 
2. Não significa que ele deva ser mostrado em 
um P&ID. 
3. Signficica que ele deve ser tagueado em um 
P&ID, se mostrado. 
Os métodos de identificação escolhidos para o 
projeto devem ser documentados nas recomendações 
e normas de engenharia e projeto do Proprietário ou 
Usuário e na folha de legenda do desenho ou 
documento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 1.8. Retificador de vazão 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 1.8. Condicionador de vazão 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 1.8. Porta-placa 
BPCS - Sistema Básico de Controle de 
Processo 
Instrumentação e sistema que são instalados para 
monitorar e controlar operações de produção 
normais usados mas não limitados a combinações de 
simples monitores de malha pneumática e eletrônica 
e controladores, controladores lógico programáveis 
e sistemas de controle distribuídos. 
Um BPCS é necessário para operar uma planta 
ou processo. 
HLCS - sistema de controle de alto nível 
(HLCS): 
Um sistema que fornece sofisticação acima do 
BPCS. Suas funções são tipicamente baseadas em 
computador de processo ou equipamento de mais 
alto nível que interage com o processo pela 
manipulação de pontos de ajuste no BPCS. (Por 
exemplo, funções de controle no HLCS incluem, 
mas não estão limitada a controle estatístico de 
processo e controle preditivo antecipatório). 
Um HLCS não é necessário para operar uma 
planta ou processo. 
SIS - sistema instrumentado de 
segurança: 
Um sistema composto de sensores, resolvedores 
de lógica e elementos finais de controle com o 
objetivo de levar o processo para um estado seguro 
quando condições pré-determinadas forem violadas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 1.10. Sistemas de instrumentação 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 8 
Símbolos e Identificação 
Objetivos de Ensino 
1. Mostrar as normas, aplicações da simbologia e identificação dos instrumentos na indústria. 
2. Apresentar os parâmetros para a identificação completa e correta dos instrumentos, quanto a local, 
filosofia, variável, função e modificadores de instrumentos analógicos e digitais. 
3. A partir de uma descrição, elaborar um diagrama P&I (Processo & Instrumentos). 
4. A partir de um P&I, descrever de modo completo e correto os equipamentos e instrumentos envolvidos. 
 
 
1. Introdução 
A simbologia de instrumentação analógica e 
digital, compartilhada e integral, distribuída e 
centralizada se baseia nas seguintes normas: 
1. ABNT 03.004, NBR 8190, 1983: Simbologia 
de Instrumentação. 
2. ISA S5.1, Instrumentation Symbols and 
Identification, 1984 
3. ISA S5.3, Graphic Symbols for Distributed 
Control/Shared Display Instrumentation, 
Logic and Computer Systems, 1983 
2. Aplicações 
Os símbolos de instrumentação são encontrados 
principalmente em 
1. Fluxogramasde processo e de engenharia, 
2. Desenhos de detalhamento de instrumentação 
instalação, diagramas de ligação, plantas de 
localização, diagramas lógicos de controle, 
listagem de instrumentos, 
3. Painéis sinópticos e semigráficos na sala de 
controle, 
4. Diagramas de telas de vídeo de estações de 
controle. 
3. Roteiro da identificação 
3.1. Geral 
Cada instrumento ou função a ser identificada é 
designado por um conjunto alfanumérico, chamado de 
tag. A parte de identificação da malha correspondente 
ao número e é comum a todos os instrumentos da 
mesma malha. O tag pode ainda ter sufixo para 
completar a identificação. O número da malha do 
instrumento pode incluir o código da informação da 
área . 
Por exemplo, os tags TIC 500-103 e 
TIC 500-104 são de dois Controladores Indicadores 
de Temperatura, ambos da área 500 e os números 
seqüenciais são 103 e 104. 
Uma identificação típica é mostrada na Fig. 1.1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 1.1. Números de tag 
 
 
3.3. Identificação funcional 
A identificação funcional do instrumento ou seu 
equivalente funcional consiste de letras da Tab. 2.5 e 
inclui uma primeira letra, que é a variável do processo 
medida ou de inicialização. A primeira letra pode ter 
um modificador opcional. Por exemplo, PT é o 
transmissor de pressão e PDT é o transmissor de 
pressão diferencial. 
A identificação funcional do instrumento é feita de 
acordo com sua função e não de sua construção. 
Assim, um transmissor de pressão diferencial para 
medir nível tem o tag LT (transmissor de nível) e não 
o de PDT, transmissor de pressão diferencial. Embora 
o transmissor seja construído e realmente meça a 
pressão diferencial, seu tag depende de sua aplicação 
e por isso pode ser LT, quando mede nível ou FT, 
quando mede vazão. 
Outro exemplo, uma chave atuada por pressão 
ligada à saída de um transmissor pneumático de nível 
tem tag LS, chave de nível e não PS, chave de 
pressão. 
O tag também não depende da variável 
manipulada, mas sempre da variável inicializada ou 
medida. Assim, uma válvula que manipula a vazão de 
Símbolos e Identificação 
 9 
saída de um tanque para controlar nível, tem tag de 
LV ou LCV e não de FV ou FCV. 
Quando há somente duas letras, a segunda letra é a 
função do instrumento. FT é o tag de um transmissor 
(T) de vazão (F). 
Também a segunda letra, que corresponde a 
função do instrumento, pode ter um ou mais 
modificadores. FIA é o tag de um indicador de vazão, 
com alarme. Alarme é o modificador da função 
indicação. Também pode se detalhar o tipo de alarme, 
p. ex., FIAL é o tag de um indicador de vazão com 
alarme de baixa. 
O tag pode ter modificador da variável (primeira 
letra) e da função (segunda letra). Por exemplo, 
PDIAL é um indicador de pressão diferencial 
(modificador de pressão) com alarme (modificador do 
indicador) de baixa (modificador do alarme). 
Quando o tag possuir várias letras, pode-se dividi-
lo em dois tags. O instrumento é simbolizado por dois 
balões se tangenciando e o tag por ser, por exemplo, 
TIC-3 para o controlador indicador de temperatura e 
TSH-3 para a chave manual associada ao controlador. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 2.1. Painel sinóptico com simbologia 
 
 
 
Todas as letras de identificação de instrumentos 
são maiúsculas. Por isso, deve-se evitar usar FrC para 
controlador de relação de vazões e usar FFC, 
controlador de fração de vazões. 
As funções de condicionamento de sinal ou de 
computação matemática (+. -, x, ÷, √), comparação (<, 
=, >, <>), lógica (OR, AND) e conversão (i/p, p/i) 
devem ter os símbolos ao lado do balão, para 
esclarecer a função executada. 
3.4. Identificação da malha 
A identificação da malha geralmente é feita por 
um número, colocado ao final da identificação 
funcional do instrumento associado a uma variável de 
processo. Esta numeração não está na norma, mas se 
baseia em bom senso ou códigos locais da empresa. 
A numeração pode ser serial ou paralela. 
Numeração paralela começa de 0 ou 1 para cada 
variável, TIC-100, FIC-100, LIC-100 e AI-100. 
Numeração serial usa uma única seqüência de 
números, de modo que se tem TIC-100, FIC-101, 
LIC-102 e AI-103. A numeração pode começar de 0, 
1 ou qualquer outro número conveniente, como 101, 
1001, 1201. 
Quando a malha tem mais de um instrumento com 
a mesma função, geralmente a função de 
condicionamento, deve-se usar apêndice ou sufixo ao 
número. Por exemplo, se a mesma malha de vazão 
tem um extrator de raiz quadrada e um transdutor 
corrente para pneumático, o primeiro pode ser FY-
101-A e o segundo, FY-101-B. Quando se tem um 
registrador multiponto, com n pontos, é comum 
numerar as malhas como TE-18-1, TE-18-2, TE-18-3 
até TE-18-n. 
Quando um registrador tem penas dedicadas para 
vazão, pressão, temperatura, seu tag pode ser FR-2, 
PR-5 e TR-13. Se ele registra três temperaturas 
diferentes, seu tag pode ser TR-7/8/9. 
Acessórios de instrumentos, como purgador, 
regulador de pressão, pote de selagem e poço de 
temperatura, que às vezes nem é mostrado 
explicitamente no diagrama, precisam ser 
identificados e ter um tag, de acordo com sua função e 
deve ter o mesmo número da malha onde é utilizado. 
Esta identificação não implica que o acessório deva 
ser representado no diagrama. Também pode usar o 
mesmo tag da malha e colocando-se a palavra de sua 
função, como selo, poço, flange, purga. Há acessório 
que possui letra correspondente na norma, como W 
para poço (well) termal. 
Alguns projetistas usam pequenas diferenças de 
tag para distinguir válvulas auto controladas 
(reguladoras) de válvulas convencionais que recebem 
o sinal do controlador. Assim, a válvula auto 
controlada de temperatura tem tag de TCV e a válvula 
convencional de TV . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 2.1. Painel sinóptico com simbologia 
 
Símbolos e Identificação 
 10 
4. Símbolos 
A norma ISA 5.1 ilustra os símbolos que 
pretendem representar a instrumentação nos 
diagramas e desenhos. Ela mostra métodos de 
simbologia e identificação. Os símbolos indicam os 
vários instrumentos ou as várias funções aplicadas nos 
modos típicos. Este uso não implica, porém, que as 
aplicações ou designações dos instrumentos ou 
funções sejam restritas deste modo. Nenhuma 
inferência deve ser tomada que a escolha de qualquer 
esquema de ilustração constitua a recomendação para 
o método ilustrado de medição ou controle. Quando 
forem mostrados vários símbolos alternativos sem um 
estabelecimento de preferência, a seqüência relativa 
de símbolos não implica em preferência. 
O balão (bubble) pode ser usado para identificar 
símbolos diferentes, tais como válvulas de controle, 
quando tal identificação for desejável. Nestes casos, a 
linha conectando o balão ao símbolo do instrumento é 
desenhada próxima ao símbolo, mas não tocando nele. 
Em outros casos, o balão serve para representar o 
próprio instrumento. 
Um símbolo diferente cuja relação ao restante da 
malha é facilmente aparente do diagrama, deve ser 
individualmente simbolizado no diagrama. Por 
exemplo, uma flange de placa de orifício ou um 
válvula de controle que é parte de um sistema maior 
não precisa ser mostrada com um tag número no 
diagrama. Também, onde há um elemento primário 
conectado a outro instrumento em um diagrama, é 
opcional o uso de um símbolo para representar o 
elemento primário no diagrama. 
Uma breve explicação pode ser colocada junto ao 
símbolo ou linha para esclarecer a função de um item. 
Por exemplo, as notações de 20-60 kPa e 60-100 kPa 
junto às linhas de sinal para duas válvulas operando 
em faixa dividida (split range), tomadas juntos com os 
símbolos para os modos de falha, permitem completar 
o entendimento do objetivo. Do mesmo modo, quando 
duas válvulas são operadas em um modo divergente 
ou convergente de um sinal comum, as notações de 20 
– 100 kPa ou 100-20 kPa junto com os modos de 
falha, permitem entender a função. 
Os tamanhos dos balões de identificação e os 
outros símbolos mostrados sãoos tamanhos 
geralmente recomendados; porém, os tamanhos 
ótimos podem variar dependendo do tamanho do 
diagrama final, dependendo do número de caracteres 
colocados na identificação do instrumento. Os 
tamanhos de outros símbolos podem ser selecionados 
como apropriados para acompanhar os símbolos de 
outros equipamentos no diagrama. 
Além das exigências gerais de desenho para 
simplicidade e legibilidade, os símbolos pode ser 
desenhados em qualquer orientação. Assim, as linhas 
de sinal em um diagrama entrando ou saindo de uma 
parte apropriada de um símbolo podem ter qualquer 
ângulo. Porém, os designadores do bloco de função da 
Tabela da norma e os tags números devem sempre ser 
desenhados com a orientação horizontal. Setas 
direcionais devem ser adicionados às linhas de sinal 
quando for necessário esclarecer a direção do fluxo de 
informação. O uso criterioso de tais setas em 
desenhos complexos irá facilitar o entendimento do 
sistema. 
As alimentações elétrica, pneumática, hidráulica 
ou outras para um instrumento não precisam ser 
mostradas, a não ser que seja essencial para um 
entendimento da operação do instrumento ou da 
malha. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 2.2. Tela de operação com símbolos de 
instrumentos 
 
 
 
Em geral, uma linha de sinal é suficiente para 
representar as interligações entre dois instrumentos 
em uma fluxograma, mesmo que fisicamente eles 
sejam interligados por mais de uma linha. 
A seqüência em que os instrumentos ou funções 
de uma malha são conectadas em um diagrama deve 
refletir a lógica funcional ou o fluxo de informação, 
embora este arranjo não necessariamente corresponde 
à seqüência da conexão do sinal. Assim, uma malha 
eletrônica usando sinais analógicos de tensão requer 
fiação paralela, enquanto uma malha usando sinais 
analógicos de corrente requer interligação em série. 
Porém, o diagrama nos dois casos deve ser desenhado 
como se todos os fios fossem em paralelo, para 
mostrar as inter-relações funcionais claramente 
enquanto mantendo a apresentação independente do 
tipo de instrumentação finalmente instalada. As 
Símbolos e Identificação 
 11 
interligações corretas são esperadas serem mostradas 
em um outro diagrama adequado. 
O grau de detalhe a ser aplicada a cada documento 
é inteiramente definido pelo usuário. Os símbolos e 
designações na norma podem mostrar tanto 
equipamento como função. Esquemas e artigos 
técnicos usualmente contêm simbologia e 
identificação muito simplificadas. Fluxogramas de 
processo usualmente são menos detalhados que 
fluxogramas de engenharia. Os fluxogramas de 
engenharia podem mostrar todos os componentes em 
linha mas podem diferir de um usuário a outro na 
quantidade de detalhes mostrados em linha. Em 
qualquer caso, deve haver consistência em cada 
aplicação. Os termos simplificado, conceitual e 
detalhado aplicados na norma foram escolhidos para 
representar um cruzamento de uso típico. Cada 
usuário deve estabelecer o grau de detalhes que 
satisfaz os objetivos do documento específico ou 
esquema sendo gerado. 
É uma prática comum para os fluxogramas de 
engenharia omitir os símbolos do sistema de 
intertravamento que são realmente necessários para 
um sistema funcionar, principalmente quando 
simbolizando sistemas de intertravamento elétrico. 
Por exemplo, uma chave de nível pode ser mostrada 
como desligando uma bomba ou chaves separadas de 
vazão e pressão podem ser mostradas como atuando 
uma válvula solenóide ou outro dispositivo de 
intertravamento. Nos dois casos, os relés elétricos 
auxiliares e outros componentes podem ser 
considerados detalhes a serem mostrados em outro 
lugar. 
Por causa das diferenças entre display e controle 
compartilhados e funções de computador serem 
geralmente confundidas, quando escolher símbolos 
para representá-los, o usuário deve confiar nas 
definições do fabricante, uso em uma determinada 
industria e no julgamento pessoal. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 2.2. Tela de operação com símbolos de 
instrumentos 
 
5. Tabelas 
As tabelas têm o objetivo de definir certos blocos 
de identificação e sistema de representação simbólica 
usados na norma de um modo conciso e facilmente 
referido. 
Tabela 1, Letras de Identificação, junto com as 
Notas para a Tabela 1, definem e explicam os 
designadores de letra individual usados como 
identificadores funcionais de acordo com as regras da 
seção de Identificação Funcional. 
Tabela 2, Combinações Típicas de Letras, tenta 
facilitar a tarefa de escolher combinações aceitáveis 
de letras de identificação. 
Tabela 3, Blocos de Função – Designações de 
função, é uma adaptação do método SAMA 
(Scientific Apparatus Manufactures Association) de 
diagramar funções. Dois usos básicos são encontrados 
nestes símbolos: 
1. Como blocos de função individuais em 
diagramas conceituais 
2. Como flags que designam funções executadas 
por balões em desenhos mais detalhados. 
Um terceiro uso é uma combinação dos primeiros 
dois e é encontrado em sistemas de controle 
compartilhados, onde, por exemplo, a linha do sinal 
da variável medida entra em um bloco de função raiz 
quadrada que é desenhado junto com o controlador 
compartilhado. 
Duas omissões serão notadas: o símbolo SAMA 
para Transferência e este para um Gerador de Sinal 
Analógico. Desde que o uso principal da norma ISA 
5.1, de Simbologia, requer identificação a ser 
associada com um símbolo, é conveniente usar o 
balão HIC (controlador manual) para um gerador de 
sinal analógico e um HS (chave manual) com ou sem 
um balão de relé para uma função transferência. 
 
 
 
Sistemas Digitais 
 12 
5.1. Tabela com Letras de Identificação 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Símbolos e Identificação 
 13 
5.2. Notas explanatórias de Letras 
de Identificação 
As seguintes notas, indicadas na Tabela 4 por 
parêntesis são para serem usadas como uma ajuda no 
entendimento dos significados das letras quando eles 
forem usadas em certas posições nas Letras de 
Identificação da Malha ou Identificações Funcionais. 
(1) Primeiras Letras são uma Variável Medida ou 
Inicializada e, se necessário, uma combinação de 
uma Variável Medida ou Inicializada e um 
Modificador de Variável que serão referidos pelo 
significado combinado. 
(2) Os significados específicos dados para as 
Variáveis Medidas ou Inicializadas [ A], [B], [E], 
[F], [H], [I], [J], [K], [L], [P], [Q], [R], [S], [ T], 
[U], [V], [W], [Y] e [Z] não serão modificados. 
(3) A Variável Medida ou Inicializada análise, [A] 
será usada para todos os tipos de composição de 
fluido do processo e análise de propriedade física. 
O tipo de analisador e para analisadores de 
componente de fluido os componentes de 
interesse serão definidos fora do balão de 
tagueamento. 
a) Variáveis Medidas/Inicializadas “Escolha 
do Usuário” [C], [D] e [M] são atribuídas 
para identificar análise de condutividade, 
densidade e umidade, respectivamente, 
quando isto para prática comum do 
usuário. 
(4) A Variável Medida ou Inicializada análise, [A] 
não será usada para identificar vibração ou outros 
tipos de analises mecânicas ou de maquinas, que 
serão identificadas pela Variável 
Medida/Inicializada vibração ou análise mecânica 
[V]. 
(5) As letras “Escolha do Usuário”[C], [D], [M], [N] 
e [O] que cobrem significados repetitivos não 
listados que podem ter nenhum significada como 
uma Variável Medida ou Inicializada e outra 
como Letra Sucessiva serão definidas somente 
uma vez. Por exemplo, [N] pode ser definida 
como “módulo de elasticidade” como uma 
Variável Medida/Inicializada e “osciloscópio” 
como uma Função Leitura/Passiva. 
(6) Variável Medida/Inicializada multivariável [U] 
identifica um instrumento ou malha que requerer 
muitos pontos de medição ou outras entrada para 
gerar uma ou múltiplas saídas, tal como um PLC 
que usa múltiplas medições de pressão e 
temperatura para regular o chaveamentode 
múltiplas válvulas liga-desliga. 
(7) Variável Medida/Inicializada vibração ou análise 
mecânica [V] é usada para executar a função na 
monitoração de maquina que a Variável 
Medida/Inicializada análise [A] executa na 
monitoração do processo e exceto para vibração, 
é esperado que a variável de interesse seja 
definida fora do balão de identificação. 
(8) A Primeira Letra ou Letra Sucessiva para 
equipamentos ou funções não classificados [X] 
para significados não repetitivos que são usados 
somente uma vez ou para uma extensão limitada 
pode ter qualquer número de significados que 
serão definidos fora do balão de identificação ou 
por uma nota no documento. Por exemplo, [XR-
2] pode ser um registrador de stress e [XX-4] 
pode ser um osciloscópio de stress. 
(9) Variável Medida/Inicializada evento, estado ou 
presença [Y] é para ser usada quando as respostas 
de controle ou monitoração não são acionadas 
pelo tempo ou programa de tempo, mas 
acionadas por eventos, presença ou estado. 
(10) Combinações de Variável Medida/Inicializada e 
Modificador de Variável serão selecionadas de 
acordo de como a propriedade sendo medida é 
modificada ou mudada. 
(11) Variáveis medidas diretamente que serão 
consideradas como Variável Medida/Inicializada 
para Numeracao de Malha serão incluídas não 
são limitadas a: 
a) Diferencial [D] – pressão [PD] ou 
temperatura [TD]. 
b) Totalização [Q] – totalizador de vazão 
[FQ], quando medido diretamente, tal 
como por um medidor de deslocamento 
positivo. 
c) Eixo X, eixo Y ou eixo Z [X], [Y] ou 
[Z] – vibração [VX], [VY] e [VZ], força 
[WX], {WY] pi [WZ] ou posição [ZX], 
[ZY] ou [ZZ]. 
(12) Derivada ou calcula de outras variáveis medidas 
diretamente que não devem ser consideradas 
como Variável Medida/Inicializada ou 
Numeração de Malha incluirão mas não estão 
limitados a: 
a) Diferença [D] – temperatura [TD] ou 
peso {WD]. 
b) Relação [F] – Vazão {FF], pressão [PF] 
ou temperatura [TF]. 
c) Taxa de variação de tempo [K] – pressão 
[PK], temperatura [TK] ou peso [WK]. 
(13) Modificador de Variável tempo ou programa de 
tempo [K] em combinação com uma Variável 
Medida/Inicializada significa uma taxa de 
variação de tempo da variável medida ou 
inicializada; [WK] representa uma malha de 
variação de perda de peso. 
(14) Modificador de Variável segurança [S] é 
tecnicamente não uma variável medida 
diretamente mas é usada para identificar 
elementos primário e final com proteção de 
emergência auto-atuada somente quando usada 
em conjunção com Variável Medida/Inicializada 
vazão [F], pressão [P] ou temperatura [T]. E por 
causa da natureza crítica de tais equipamentos, 
[FS, PS e TS] deve ser considerada como 
Variável Medida/Inicializada em todos os 
Símbolos e Identificação 
 14 
esquemas de construção de Número de 
Identificação de Malha. 
a) Válvula de segurança de vazão [FSV] se 
aplica a válvulas usadas para proteger 
contra excesso de vazão de emergência 
ou perda de vazão. Válvula de segurança 
de pressão [PSV] e válvula de segurança 
de temperatura [TSV] se aplicam a 
válvulas usadas para proteger contra 
condições de emergência de pressão e 
temperatura. Isso se aplica independente 
da construção ou modo de operação da 
válvula colocada na categoria de válvula 
de segurança, válvula de alivio ou 
válvula de alivio e segurança. 
b) Uma válvula de pressão auto-atuada que 
evita operação de um sistema de fluido 
em uma pressão maior que a desejada 
pelo alivio do fluido do sistema é uma 
válvula de controle de pressão a 
montante [PCV], mesmo se a válvula 
não é para ser usada normalmente. 
Porém, esta válvula é projetada como 
válvula de segurança de pressão [PSV] 
se ela protege contra condições de 
emergência perigosas para o pessoal ou 
equipamento que não são esperados 
subir normalmente. 
c) Disco de ruptura de pressão [PSE] e link 
fusível [TSE] se aplica a todos os 
sensores ou elementos primários usados 
para proteger contra condições de 
emergência de pressão e temperatura. 
d) [S] não deverá ser usado para identificar 
Sistemas Instrumentos de Segurança e 
componentes, ver (30). 
(15) A forma gramatical dos significados da Letra 
Sucessiva será modificada quando requerido. Por 
exemplo, “indicar” [I] pode ser lido como 
“indicador” ou “indicando”; “transmitir”[T] pode 
ser lido como “transmissor” ou “transmitindo”. 
(16) Função Leitura/Passiva visor, gauge ou 
equipamento de vista [G] deve ser usada em vez 
da Função Leitura/Passiva indicar [I] para 
instrumentos ou equipamentos que fornecem uma 
visão secundaria, tal como visor de nível, 
indicadores locais de pressão (manômetros) e 
visores de vazão. (rotâmetro de purga). 
a) Também usada para identificar 
equipamentos que fornecem uma vista 
não calibrada de operações da planta, tal 
como monitores de televisão. 
(17) Função Leitura/Passiva indicar [I] se aplica a 
leitura analógica ou digital de uma medição atual 
ou um sinal de entrada para um instrumento 
físico ou uma unidade de display de vídeo de um 
sistema de controle distribuído. 
a) No caso de uma estação manual, ela será 
usada para o dial ou indicação do sinal 
de saída sendo gerado [HIC] ou [HIK]. 
(18) Função Leitura/Passiva varredura [J], quando 
usada, indicará uma leitura periódica não 
continua de duas ou mais Variável 
Medida/Inicializada da mesma ou de diferente 
espécie, tais como registrador multiponto de 
temperatura e pressão. 
(19) Função Leitura/Passiva lâmpada [L] identifica 
equipamentos ou funções que são usadas para 
indicar status de operação normal, tal como 
motor liga-desliga, posição de atuador e não deve 
ser usada para indicação de alarme. 
(20) Função Leitura/Passiva registrar [R] se aplica a 
qualquer meio de armazenamento de informação 
ou dado em papel ou em meio eletrônico 
permanente ou semi-permanente em uma forma 
facilmente recuperável. 
(21) Leitura/Passiva e Função Saída/Ativa 
multifunção [U] é usada para: 
a) Identificar malhas de controle que 
tenham mais do que as funções usuais de 
indicar-registrar e controlar. 
b) Economiza espaço em desenhos não 
mostrando balões tangentes para cada 
função. 
c) Uma nota descrevendo as funções 
múltiplas deve ser usada no desenho, se 
necessário para esclarecimento 
adicional. 
(22) Função Leitura/Passiva acessório [X] é usada 
para identificar equipamento ou dispositivos que 
não medem ou controlam mas são necessários 
para a operação adequada da instrumentação. 
(23) Há diferenças no significado a ser considerado 
quando selecionando Função Saída/Ativa para 
controle [C], chave [S], válvula, damper ou 
basculante [V] e equipamento auxiliar [Y]. 
a) Controlar [C] significa um equipamento 
automático ou função que recebe um 
sinal de entrada gerado por um Variável 
Medida/Inicializada e gera um sinal de 
saída variável que é usado para modular 
ou chavear uma válvula [V] ou 
equipamento auxiliar [Y] em um ponto 
de ajuste pré-determinado para o 
controle de processo ordinário. 
b) Chavear [S] significa um equipamento 
ou função que conecta, desconecta ou 
transfere um ou mais sinais ou circuitos 
pneumáticos, eletrônicos, elétricos ou 
hidráulicos que podem ser atuados 
manualmente ou automaticamente 
diretamente por uma Variável 
Medida/Inicializada ou indiretamente 
por um transmissor da Variável 
Medida/Inicializada. 
c) Válvula, damper ou basculante [V] 
significa um equipamento que modula, 
chavea ou liga-desliga um jato de fluido 
do processo após receber um sinal de 
Símbolos e Identificação 
 15 
saída gerado por um controlador [C], 
chave [S] ou equipamento auxiliar [Y]. 
d) Equipamento auxiliar [Y] significa um 
equipamento automático ou função 
atuada por um sinal do controlador [C], 
transmissor [T], ou chave [S] que 
conecta, desconecta, transfere, computa 
ou converte sinais ou circuitos 
pneumático, eletrônicos, elétricos ou 
hidráulicos. 
e) É incorreto usar as letras sucessivas CV 
para qualquer outra coisa que uma 
válvula de controle auto-atuada. 
(24) Estação de Controle Função Saída/Ativa[K] será 
usada para: 
a) Designar uma estação de controle 
acessível ao operador usada com um 
controlador automático que não tem uma 
chave auto-manual acessível ao 
operador integral ou chave de modo de 
controle. 
b) Arquitetura dividida ou equipamento de 
controle de campo onde as funções do 
controlador estão localizadas 
remotamente da estação do operador. 
(25) Equipamentos auxiliares e funções de Função 
Saída/Ativa [Y] incluem, mas não são limitados 
a, válvulas solenóides, relés e equipamentos e 
funções de conversão. 
(26) Equipamentos auxiliares Função Saída/Ativa [Y] 
para computação e conversão de sinal quando 
mostrados em um diagrama ou desenho serão 
definidos fora de seus balões com um símbolo 
apropriado da Tabela 5.6, Blocos de Função 
Matemática e quando escritos em texto incluirão 
uma descrição da função matemática da Tabela 
5.6. 
(27) Modificadores de Função alta [H], baixa [L] e 
média ou intermediaria [M], quando aplicados a 
posições de válvulas e outros equipamentos de 
abrir-fechar, são definidos como segue: 
a) Alta [H], a válvula está em ou se 
aproximando da posição totalmente 
aberta. Aberta [O] pode ser usado como 
uma alternativa. 
b) Baixa [L], a válvula está em ou se 
aproximando da posição totalmente 
fechada. Fechada [C] pode ser usado 
como uma alternativa. 
c) Média ou intermediaria [M], a válvula 
está em se movimentando ou localizada 
ou entre a posição totalmente aberta ou 
totalmente fechada. 
(28) Modificador de Função desvio [D], quando 
combinado com Função Leitura/Passiva alarme 
[A] ou Função Saída/Ativa chave [S] indica que a 
variável medida tem se afastado de um ponto de 
ajuste do controle do controlador mais do que um 
valor predeterminado. 
(29) Modificadores de Função alto [H] ou baixo [L] 
serão adicionados somente se um desvio positivo 
ou negativo, respectivamente, é importante. 
(30) Modificadores de Função alta [H], baixa [L] e 
média ou intermediaria [M], quando aplicados a 
alarmes correspondem a valores da variável 
medida , não a valores do sinal de alarme atuante, 
a não ser que seja notado diferente. 
a) Um alarme de alto nível derivado de um 
sinal de transmissor de nível com ação 
reversa é um LAH, mesmo que o alarme 
seja atuado quando o sinal cai para um 
valor baixo. 
b) Os termos serão usados em combinação, 
quando apropriado, para indicar níveis 
múltiplos de atuação da mesma medição. 
Por exemplo, alto [H] e alto-alto [HH], 
baixo e baixo-baixo [LL] ou alto-baixo 
[HL]. 
(31) Modificador de Variável [Z] é tecnicamente não 
uma variável medida diretamente, mas é usado 
para identificar os componentes do Sistema 
Instrumentados de Segurança. 
a) [Z] não será usado para identificar 
os equipamentos de segurança, 
como dito em (14). 
 
 
Símbolos e Identificação 
 16 
6. Desenhos 
Se um dado desenho ou conjunto de desenhos usa 
símbolos gráficos que são similares ou idênticos em 
forma ou configuração e que têm diferentes 
significados porque eles são tomados de diferentes 
normas, então devem ser tomados passos adequados 
para evitar mal interpretação dos símbolos usados. 
Estes passos podem ser usados notas de 
esclarecimento, notas de referência, gráficos 
comparativos que ilustram e definem os símbolos em 
conflito ou outros meios convenientes. Esta exigência 
é principalmente crítica em casos onde os símbolos 
tomados de diferentes disciplinas são misturados e sua 
má interpretação poderia causar perigo para o pessoal 
ou dano ao equipamento. 
É recomendável que o usuário escolha ou o 
símbolo elétrico de linha pontilhada ou o símbolo com 
três traços e tenha consistência. Os símbolos binários 
ou discretos (liga-desliga) são disponíveis para estas 
aplicações onde o usuário ache isto necessário para 
distinguir sinais analógicos e discretos. Se, no 
julgamento do usuário, a aplicação não requer tal 
diferenciação, a linha reversa pode ser omitida dos 
símbolos de linha de sinal discreto. A consistência é 
sempre recomendada em dado conjunto de 
documentos. 
6.1. Parâmetros do Símbolo 
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: projeto 
manutenção, operação e processo. 
A simbologia correta da instrumentação deve 
conter os seguintes parâmetros 
1. Identificação das linhas de interligação dos 
instrumentos, p. ex.., pneumática, eletrônica 
analógica e eletrônica digital 
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 
4. Identificação (tag) do instrumento, 
envolvendo a variável, a função do 
instrumento e o numero da malha. 
6.2. Alimentação dos instrumentos 
Todas as linhas devem ser finas em relação às 
linhas de tubulação do processo. 
A maioria absoluta dos instrumentos de medição e 
de controle requer alguma fonte de alimentação, que 
lhe forneça algum tipo de energia para 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 
NS Suprimento de Nitrogênio 
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 (alimentação de 24 V cc para instrumento 
elétrico). 
6.3. Representação do instrumento 
O instrumento completo é simbolizado por um 
pequeno balão circular, com diâmetro aproximado de 
12 mm, embora o tamanho do símbolo possa variar de 
acordo com as necessidades do usuário e do tipo do 
documento. 
Os avanços 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 digital, fizeram surgir outros símbolos 
de instrumentos e de interligações. 
O usuário pode usar abreviações para numerar o 
painel de instrumentos (IP), console de instrumentos 
(CI), console de computador (CC) quando necessário 
para especificar a localização do instrumento ou de 
sua função. 
 
 
Símbolos e Identificação 
 17 
6.4. 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. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Símbolos e Identificação 
 18 
6.5. Balão do Instrumento 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Símbolos e Identificação 
 19 
B.9. Conexões de sinal de instrumento para instrumento comum 
Instrumentação pneumática discreta: 
 
 
 
 
 
 
 
Instrumentação eletrônica discreta: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Display compartilhado, instrumentação de controle compartilhado: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Display compartilhado, instrumentação de controle compartilhado, com diagnostico e bus de calibração na 
fiação de campo: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Display compartilhado, controle compartilhado e instrumentação wireless: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Símbolos e Identificação 
 20 
Display compartilhado, instrumentação de controle compartilhado, sistemas principal e alternativa, sem 
comunicação de inter-bus: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Display compartilhado, controle compartilhado, sistemas principal e alternativa, com comunicação de inter-bus:Controlador/posicionador de válvula fieldbus, transmissor e indicador: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Símbolos e Identificação 
 21 
7. Malha de controle 
A Fig. 2.1 ilustra como os símbolos são 
combinados para descrever uma determinada malha 
de controle. Há vários níveis de detalhamento. Na Fig. 
2.1 (a), tem-se a malha com todos os detalhes e na 
Fig. 2.1 (b), a malha simplificada. 
Esta malha é de controle e indicação de pressão 
(PIC). O controlador é compartilhado (símbolo 
quadrado) e o seu ponto de ajuste é estabelecido por 
um computador supervisório (símbolo hexágono) 
através de um protocolo digital de dados 
compartilhados que fornece o elo de programação 
entre o computador e o sistema de controle 
compartilhado (linha com traço e circulo). 
O número da malha de controle é único e igual a 
211, que pode indicar a 11a malha da área 200. Todos 
os componentes da malha possuem este mesmo 
número, ou seja, 
1. transmissor PT 211 
2. transdutor i/p PY 211 
3. controlador PIC 211 
O transmissor PT 211 está ligado ao processo 
através de uma válvula de bloqueio de ½ " (13 mm) e 
sente a pressão de 0 a 300 psi e gera na saída o sinal 
padrão de corrente eletrônica de 4 a 20 mA cc. O sinal 
de saída do transmissor é recebido e identificado no 
multiplexador do sistema compartilhado como a 
entrada analógica #17 (AI- 17). 
O controlador PIC 211 se encontra no console #2 
(C-2) do sistema compartilhado e tem as funções de 
controle PI (proporcional e integral). 
O sistema compartilhado também fornece um sinal 
de alarme de alta (PAH) e uma variação de pressão de 
alta (dP/dt) desta medição. 
No lado da saída do controlador, o sinal que deixa 
o multiplexador do sistema é identificado como a 
saída analógica (AO-21), que também é o sinal de 20 
mA cc. Este sinal eletrônico é recebido por um 
transdutor i/p, que o converte para o sinal pneumático 
de 20 a 100 kPa (0,2 a 1,0 kgf/cm2 ou 3 a 15 psi), que 
está montado na válvula de controle 
PCV 211. 
A válvula tem condição de falha fecha (fail close - 
FC) e possui um posicionador (P). O transdutor i/p 
requer a alimentação pneumática (AS - air supply), 
típica de 140 kPa (22 psi). 
O diagrama da Fig. 2.1 (b) mostra uma malha de 
controle de pressão, digital e compartilhada, PIC. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
(a) Representação detalhada 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
(b) Representação simplificada 
 
Fig. 2.1. Representação detalhada de uma malha de 
controle de pressão (a) e a equivalente, simplificada (b). 
 
 
Símbolos e Identificação 
 22 
Um exemplo de diagrama de instrumento, funcional e elétrico para um processo simples 
Descrição do controle do processo: 
Descrição do processo: 
Tanque periodicamente cheio com um fluido, em volumes pequenos e grandes durante períodos pequenos e 
longos. 
Descrição do controle: 
Sistema de controle projetado para: 
Pequenos volumes para longos e curtos periodos permitirão o tanque encher até um nível auto para 
automaticamente ligar a bomba e depois parar a bomba quando o nível estiver baixo 
Grandes volumes para longos períodos permitirão a bomba operar continuamente e manter um nível 
determinado com uma malha de controle em cascata do nível sobre a vazão. 
Controle da bomba é selecionado por uma chave seletora de três posições: Manual-Desligada-Auto: 
Método a) chave seletora na posição “Manual”. 
Método b) chave seletora na posição “Auto”. 
Bomba deverá parar a qualquer momento: 
Automaticamente, se o nivel baixo for atingido. 
Pela operação da botoeira Desligar. 
Colocando a chave seletora H-D-A na posição “Desligada”. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diagrama dos instrumentos e processo (P&ID) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diagrama funcional 
Símbolos e Identificação 
 23 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 2.4. Fluxograma de Engenharia mostrando controle e intertravamento. 
 
 
 
Especificações 
 24 
Especificações 
Objetivos de Ensino 
1. Listar as propriedades do instrumento: funcionalidade e estabilidade. 
2. Apresentar as principais normas de classificação mecânica do instrumento: NBR IEC e NEMA. 
3. Mostrar as principais especificações metrológicas do instrumento: precsao e exatidão. 
4. Listar as especificações funcionai e físicas do instrumento. 
5. Mostrar as especificações de segurança relacionadas com a classificação elétrica do instrumento, 
apresentado as princpais técnicas de proteção Ex. 
6. Apresentar os principais problemas com corrosão, mostrando as técnicas especiais para manipular fluidos 
difíceis, como cloro, enxofre, oxigênio e hidrogênio. 
 
 
 
1. Informação do Produto 
Os fabricantes de instrumentos geralmente 
possuem definições para as especificações de seus 
produtos e como elas devem ser apresentadas. Muita 
coisa está mudando nos anos 90, principalmente por 
causa das exigências e da certificação das normas da 
série ISO 9000. 
A informação do produto é um termo genérico 
para qualquer atributo usado para descrever um 
produto e suas capacidades. É o termo mais geral 
usado para discutir a propriedade de um produto. A 
informação inclui os dados que são registrados, 
publicados, organizados, relacionados ou 
interpretados dentro de um sistema de referência de 
modo que tenham significado. As informações de 
um instrumento possui a seguinte hierarquia de 
termos: 
1. propriedades (features) 
2. especificações 
3. características 
1.1. Propriedade (feature) 
Propriedade é um atributo do produto oferecida 
como uma atração especial. As propriedades 
descrevem ou melhoram a utilidade do produto para 
o usuário. Uma propriedade não é necessariamente 
mensurável, mas ela pode ter um parâmetro 
associado mensurável. 
Se uma propriedade com um parâmetro 
mensurável é de interesse do usuário, uma 
especificação do produto descreve e quantifica esta 
propriedade. Por exemplo, uma interface I/O de um 
medidor é uma propriedade e não é mensurável, mas 
o filtro de banda de passagem de resolução estreita é 
um atributo com um parâmetro mensurável, que é a 
largura da faixa de passagem. 
As propriedades do instrumento são descritas 
com adjetivos e não com números. Os termos são 
vagos e promocionais, como 
1. Qualidade superior, 
2. Alta precisão, 
3. Instalação simples. 
4. Cápsula possui pequeno volume 
1.2. Especificação 
A especificação é uma descrição quantitativa das 
características requeridas de um equipamento, 
máquina, instrumento, estrutura, produto ou 
processo. Enquanto a propriedade diz que o 
instrumento tem alta precisão, a especificação diz 
que a precisão é de ±0,1% do valor medido, 
incluindo linearidade, repetitividade, 
reprodutibilidade e histerese. 
Em engenharia, as especificações são uma lista 
organizada de exigências básicas para materiais de 
construção, composições de produto, dimensões ou 
condições de teste ou um número de normas 
publicadas por organizações (como ASME, API, 
ISA, ISO, ASTM) e muitas companhias possuem 
suas próprias especificações. Em inglês, é chamada 
abreviadamente de specs. 
As especificações descrevem formalmente o 
desempenho do produto. Uma especificação é um 
valor numérico ou uma faixa de valores que limita o 
desempenho de um parâmetro do produto. A 
garantia do produto cobre o desempenho dos 
parâmetros descritos pelas especificações. Os 
produtos satisfazem todas as especificações quando 
despachado da fábrica. 
Algumas especificações são somente válidas 
sobre um conjunto de condições externas limitado 
ou restrito mas em tais casos a especificação inclui 
uma descrição destas condições limitadas. As 
especificações ambientais também definem as 
condições que um produto pode ser submetido sem 
afetar permanentemente o seu desempenho ou 
causar estrago físico. Estas condições podem ser 
Especificações 
 25 
climáticas, eletromagnéticas (como susceptibilidade 
eletromagnética), mecânicas, elétricas ou 
precondições de operação, (como tempo para