1.1.
¿QUÉ ES UN P&ID?
1.2.
PLANO DE SIMBOLOGÍA DE UN P&ID
1.3.
REPRESENTACIÓN DE INSTRUMENTACIÓN Y EQUIPOS EN P&ID
1.3.1.
Indicadores locales en P&ID
1.3.2.
Transmisores en P&ID
1.3.3.
Switches en P&ID
1.3.4.
Válvulas en P&ID
1.3.5.
Otros equipos y accesorios P&ID
1.4.
CURIOSIDADES REPRESENTACIÓN DE INSTRUMENTOS EN P&ID
1.5.
CURIOSIDADES REPRESENTACIÓN DE VÁLVUAS EN P&ID
1.6.
CODIFICACIÓN DE UN P&ID
1.6.1.
Codificación de instrumentos y equipos en un P&ID
1.6.2.
Codificación de líneas en un P&ID
1.7.
REPRESENTACIÓN DE LA LÓGICA DE UN P&ID
1.8.
REPRESENTACIÓN LÍMITES DE BATERIAS EN LO P&ID
1.9.
CAJETÍN DE UN P&ID
1.1.
¿QUÉ ES UN P&ID?
La primera lección que recibí en instrumentación y lo primero que suelo enseñar a los nuevos compañeros es: "aprender a interpretar un P&ID".
Además interpretar superficialmente un P&ID es una
prueba muy común en las entrevistas técnicas relacionadas con control de
procesos industriales.
¿Qué es un P&ID?: “Pipe & Instrumentation Diagram” (Diagramas de Tuberías e
Instrumentación)
Como su propio nombre indica, un "P&ID" es un diagrama
donde se representan, las líneas, instrumentos, actuadores y equipos del
proyecto; en los P&ID se indica los diámetros nominales, rating, nombres de
los equipos, materiales, fluidos, se representa parte de la lógica de control…etc.
Ejemplo de P&ID:
Los P&ID son elaborados por el departamento de
procesos con el apoyo del resto de disciplinas.
Siempre hay una copia en papel y sellada de los P&ID
del proyecto, que se suele llamar “Master
de los P&ID”. La ubicación de esta copia suele estar bajo la tutela del
departamento de procesos.
Instrumentación suele tener su propia copia “Master de los P&ID”, donde realizará sus cambios y anotaciones.
Periódicamente, cada departamento pasará sus cambios y
anotaciones relevantes a la copia Master
del proyecto.
Que todas las disciplinas coordinen esta acción
correctamente de forma estándar, notificando a todos los afectados por los
cambios en el momento adecuado, es una de las tareas más importantes que debe saber gestionar una empresa de ingeniería.
1.2.
PLANO DE SIMBOLOGÍA DE UN P&ID
En los primeros P&ID se suele representar la
simbología y códigos que se utilizarán para representar los equipos.
Aunque cada plano de simbología de cada proyecto tiene sus peculiaridades en general casi todos siguen las recomendaciones establecidas por la ISA. (Ver ISA-5.1).
Cualquier plano de simbología de P&ID de un proyecto
es una buena herramienta para aprender a interpretar un P&ID.
Si fuera vuestro primer días trabajando como ingenieros de instrumentación os aconsejaría que imprimieseis o localizaseis los planos de simbología del proyecto; y con los planos a mano podéis interpretar los dibujos de los P&ID y así intentar dilucidar el alcance del proyecto.
Si fuera vuestro primer días trabajando como ingenieros de instrumentación os aconsejaría que imprimieseis o localizaseis los planos de simbología del proyecto; y con los planos a mano podéis interpretar los dibujos de los P&ID y así intentar dilucidar el alcance del proyecto.
Ejemplos de información que nos podemos encontrar en los
planos de simbología:
1.3. REPRESENTACIÓN DE INSTRUMENTACIÓN Y EQUIPOS EN P&ID
Decíamos al principio del artículo que en estos diagramas entre otras cosas se representará la instrumentación del proyecto.
A
continuación, vamos a ver algunos ejemplos de representación de instrumentos:
1.3.1.
Indicadores locales en P&ID
Los indicadores locales nos permitirán ver los valores
medidos en los propios equipos y en las líneas de proceso. Estos instrumentos
serán muy útiles para el personal de mantenimiento y producción.
1.3.2. Transmisores en P&ID
Estos instrumentos enviarán el valor medido a equipos
remotos, permitiéndonos controlar y supervisar el proceso.
En estos equipos normalmente se puede especificar una
indicación local de la medida, por lo que además de enviar la señal,
permitirían ver el valor medido de forma local.
1.3.3. Switches en P&ID
Son interruptores que enviarán una señal digital cuando
la variable medida llegue a un valor determinado.
Los “switches” pueden disparar por alto o por bajo nivel.
1.3.4.
Válvulas en P&ID
Además de la instrumentación, en los P&ID se
representarán las válvulas de control y válvulas manuales. Estos equipos nos
permitirán regular el flujo de las líneas de proceso.
Vamos a ver a continuación algunos ejemplos de
representación:
1.3.5.
Otros equipos y accesorios en P&ID
Ejemplo de simbología de un P&ID:
1.4.
CURIOSIDADES REPRESENTACIÓN DE INSTRUMENTOS EN P&ID
En los instrumentos solemos tener: el sensor
(transductor) y el transmisor.
Ejemplo de transmisor de temperatura:
El sensor (transductor) es la parte del instrumento que
interpreta la variable medida y la transforma en otro tipo de manifestación de
energía medible.
Por ejemplo el transductor de una termo-resistencia,
transforma la diferencia de temperatura en un valor de resistencia, lo habitual
es que esta resistencia no se mida directamente en el armario de control, sino
que es medida en un transmisor situado en el propio instrumento y dicho
transmisor enviará una señal proporcional al valor medido al armario de
control, que oscilará entre 4~20mA.
En caso que el transmisor se encuentre instalado en
cabeza del sensor (muy cerca) se puede representar en los P&ID con un solo símbolo.
Según el criterio del proyecto además del transmisor podríamos representar el sensor o la termovaina.
Cuando los transmisores no estén instalados en cabeza del equipo, se puede indicar en la representación del diagrama. Por ejemplo podría estar en el armario de control o en una caja local próxima al sensor (Como en el siguiente dibujo).
Al igual que los transmisores de temperatura los “transmisores de caudal” se pueden representar en los P&ID codificando solo el transmisor o codificando el transmisor y el elemento primario de medida (sensor).
La representación en los P&ID de los “transmisores de caudal”, presenta muchas peculiaridades, esto es debido a la gran diversidad de tecnologías que se suelen usar.
A continuación, se ponen algunos ejemplos con su posible
representación:
1.5. CURIOSIDADES REPRESENTACIÓN DE VÁLVULAS EN P&ID
Al igual que los instrumentos las válvulas y actuadores
presentan un gran abanico de posibilidades.
Podemos dividir las válvulas en cinco grandes grupos:
Cada válvula se puede representar de diferentes formas y aún así se representaría el mismo equipo, por ejemplo:
Una válvula de control se podría representar con o sin posicionador.
Podemos encontrarnos proyectos donde se representa el volante manual y otros en los que no.
La posición de fallo en las válvulas de control puede
escribirse debajo, no representarse o representarse con una flecha en el
vástago.
Puede representarse la posición habitual de las válvulas
manuales:
1.6.
CODIFICACIÓN DE UN P&ID
Todos los proyectos suelen seguir más o menos las mismas
pautas de codificación marcadas por la ISA o algún otro estándar como el KKS.
Definir claramente al principio del proyecto los
criterios de codificación ahorrará un tiempo muy importante durante la
ingeniería del proyecto y se reflejará en la calidad y coherencia de los
documentos.
La codificación aplicará a: equipos, señales, alarmas,
válvulas, bandejas, armarios eléctricos, cajas, instrumentos, líneas, cables…
1.6.1. Codificación de instrumentos y equipos en P&ID
En el ejemplo
del dibujo, el nombre completo del equipo será “20-FT-1982 A”. Este código no se repetirá para ningún otro equipo
de la planta.
Primera parte (Unidad) podemos leer dos dígitos “20”, que en nuestro ejemplo, representa
la unidad a la que pertenece el equipo.
Es muy común en los
grandes proyectos de Oil&Gas, dividir el proyecto en distintas unidades. Sin
embargo esta división, es menos común en las plantas de la energía.
Nota:
(Un jefe de departamento de instrumentación me solía decir) “El secreto para
resolver un problema complejo, está en saber dividirlo en pequeñas partes”
Segunda
parte (Tipo de instrumento) el código nos muestra dos
letras “FT”, estas letras indican el
tipo de instrumento, en nuestro caso es un transmisor de caudal (Flow-meter).
Otros ejemplos: AT - Analizador | FT - Caudalímetro | TT - Transmisor de temperatura | LT - Transmisor de nivel
Tercera
parte (Número del lazo) “1982” cada lazo de control se le da un
número consecutivo. Un lazo de control es un conjunto de equipos, cuya lógica
de control está directamente relacionada.
Ejemplo de lazo de control:
Cuarta
parte (Sufijo) se puede poner una última letra en el código,
para indicar que el equipo es redundante, como el “FT”, “A” y “B” del dibujo
anterior. Se ponen equipos redundantes en lazos críticos, para que en caso de
fallo de un equipo, actúe el otro.
1.6.2.
Codificación de líneas en un P&ID
Primera parte (Tamaño) se indica el tamaño de la tubería “2”,
representa dos pulgadas.
Segunda parte (Fluido) se indica el tipo de fluido que
circula por la tubería “GI”, representa nitrógeno.
Tercera parte (Número) número consecutivo “45455”.
Cuarta
parte (Especificación de tubería) “1S4” no indicará que se
trata de una tubería de:
“1” --> 150#
“S4” --> Material acero inoxidable.
Normalmente en el documento “pipe specification” (especificación de tuberías), encontraremos la descripción de cada uno de estos códigos.
“1” --> 150#
“S4” --> Material acero inoxidable.
Normalmente en el documento “pipe specification” (especificación de tuberías), encontraremos la descripción de cada uno de estos códigos.
1.7.
REPRESENTACIÓN DE LA LÓGICA DE UN P&ID
Como se ha repetido durante todo el artículo el uso detallado
de cada símbolo depende de los criterios establecidos al principio de cada
proyecto.
A continuación expondremos algunos ejemplos de cómo usar
la simbología para representar parte de la lógica de control en un P&ID.
La lógica de control de una planta nunca podrá ser completamente
detallada en los P&ID. Para ello se elaboran otros documentos específicos
como: lógicos de control, descripciones funcionales o la estrategia de control.
Por ejemplo, en el sector de Oils&Gas aunque el total
de instrumentos y equipos puede llegar a ser
muy elevado, los lazos de control de estas plantas en general suelen ser
bastante sencillos, por lo que resultarán fácil de representar en un P&ID.
Sin embargo en una planta de energía, la lógica de
control suele ser más complicada, relacionándose unos lazos con otros. Por lo
que su representación en los P&ID puede hacer que los diagramas sean muy densos.
Por todo esto en algunas ocasiones nos encontraremos con proyectos donde prácticamente no se representará lógica en los P&ID.
En el siguiente dibujo podemos interpretar: “Hay un transmisor
de caudal que envía una señal cableada al sistema de control de la planta. El
sistema de control simplemente monitorizará el valor medido”
En el siguiente dibujo podemos interpretar: “Hay un transmisor de caudal
que envía una señal cableada al sistema de control de la planta. El sistema de
control además de monitorizar el valor, generará dos alarmas. Una en caso de
bajo caudal y otra en caso de alto caudal” (Las alarmas también se pueden representar con un hexágono)
En el siguiente dibujo podemos interpretar: “Hay un transmisor
de caudal y una válvula de control cuyas señales son cableadas al sistema de
control de la planta. El sistema de control además de monitorizar el caudal,
tiene configurado un PID, que regulará el porcentaje de apertura de la válvula
en función del caudal medido”.
En el siguiente dibujo podemos interpretar: “Hay una válvula todo-nada. Este equipo está cableado al sistema de control. La válvula puede ser abierta o cerrada por un operador de la planta a través de “HS” (Hand Switch). Un "HS" es un botón programado en la pantalla del SCADA.
En el siguiente dibujo podemos interpretar: “Hay un medidor de presión, una moto-bomba y una válvula todo-nada. Cuando la medida de presión esté por debajo de un valor preestablecido, se generará una alarma. Dicha alarma producirá un “Interlock” (una señal de bloqueo), que por un lado actuará parando la bomba, y por otro lado provocará el cierre de la válvula”.
1.8.
REPRESENTACIÓN LÍMITES DE BATERÍAS EN LO P&ID
Se debe representar en los P&ID los alcances de los
diferentes “paquetistas”.
Llamamos comúnmente “paquetistas”
a los suministradores de “plantas
paquetes”.
Un planta paquete un conjunto de equipos montados y
suministrados por una determinada empresa.
Como ingeniería debemos saber coordinar a los suministradores para que las “plantas paquetes” se conecten
adecuadamente con el resto de equipos del proyecto.
1.9.
CAJETÍN DE UN P&ID
Al igual que el resto de planos del proyecto los P&ID
deben de contar con un cajetín estándar para todo el proyecto.
Nota:
Se ha intentado recoger en este artículo algunos conceptos para ayudar a todo
aquel que empieza a adentrarse en la instrumentación. Siempre es un honor enseñar
a alguien que deseé aprender. Quisiera agradecer en este artículo a esos profesionales
que se han sentado con nosotros y se sentarán contigo para explicarnos una y otra
vez de qué va esto de la instrumentación y el control. Os dejo como conclusión
dos mensajes:
1º- Para los que ya lleváis unos cuantos años en la rueda de la ingeniería. Creo que es vuestra responsabilidad mantener la ilusión de los jóvenes y dicha responsabilidad está incluso por encima de cualquier proyecto.
1º- Para los que ya lleváis unos cuantos años en la rueda de la ingeniería. Creo que es vuestra responsabilidad mantener la ilusión de los jóvenes y dicha responsabilidad está incluso por encima de cualquier proyecto.
2º- Para los que empezáis no
dejéis que nadie os quite el hambre por aprender y mejorar.
Otros artículos de relacionados con la interpretación de P&ID:
-INTERPRETAR UN P&ID CONTROL (Pulsar este enlace para acceder al artículo)
-REPRESENTAR INTERLOCKS EN LOS P&ID (Pulsar este enlace para acceder al artículo)
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(Ingeniero en Instrumentación y Control)
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