2.1 ACLARACIONES
2.2 ALCANCE DE UN P&ID
2.3 ¿QUE PARTE DEL CONTROL VAMOS A REPRESENTAR EN UN P&ID?
2.4 EJEMPLOS DE REPRESENTACIÓN EN P&ID
2.4.1 ¿Quién envía o recibe la señal?
2.4.2 Representación de funciones y cálculos en P&ID
2.4.3 Representación de lazos modulantes en P&ID
2.4.4 Representación de alarmas en P&ID
2.4.5 Representación de enclavamientos de disparos y forzados en P&ID
2.4.6 Indicaciones y botones de paneles locales
En este artículo, se explica: Que parte del control aconsejamos representar en los P&ID.
Cuando se habla de control, estamos hablando de, como se reflejará en los P&ID la interacción entre los diferentes equipos e instrumentos dentro del control de la planta.
2.1 ACLARACIONES
Cada sector industrial tiene sus requisitos a la hora de desarrollar los P&ID.
Los ejemplos que se mostrarán, pueden ser utilizados como punto de partida, pero son sólo una forma más de las muchas posibilidades.
Usando la simbología establecida por la ISA, se podría representar prácticamente todo lo que imaginemos en los P&ID. Pero representar excesiva información, es una mala decisión; por un lado los planos se volverán muy densos, y por otro lado es una fuente potencial de errores.
Lo más importantes de cualquier documento industrial es que, cumpla su función y que la información que se refleje sea correcta y precisa.
2.2 ALCANCE DE UN P&ID
Principalmente en un P&ID se representan y codifican las tuberías e instrumentos, pero además se puede representar otra información como: condiciones de diseño, tamaños, rating, alcances, interacciones entre algunos equipos, etc...
No se debería plasmar información como: la lógica de control, ni el cableado de la planta, ni todas las partes de un equipo, ni la forma real de la tuberías, etc... para ello, hay documentos específicos en cualquier proyecto que cumplen estas funciones. Por ejemplo, los lógicos de control, matriz causa efecto, las descripciones funcionales, los esquemas de cableados, layout de los armarios, las isométricas, etc..
2.3 ¿QUE PARTE DEL CONTROL VAMOS A REPRESENTAR EN UN P&ID?
En este artículo, se ha tratado de evitar representar ejemplos que no se realicen habitualmente en la industria, para no extender por Internet algo que no se haga en la vida real. Lamento decir que se empiezan a verse P&ID inverosímiles que me mandan desde las universidades alumnos a modo de consulta.
En las plantas de energía, apenas representamos la interacción entre los equipos porque los lazos son complejos y todos los equipos pueden llegar a tener una gran interacción entre sí. Sin embargo en los proyecto de petroquímica y oil & gas los lazos son sencillos, y si que solemos representar más cosas. No obstante, en ningún caso se debería llegar a representar en los P&ID toda la lógica de control.
Por ejemplo, como norma general no se aconseja representar nunca ni permisivos, ni ordenes de auto, ni señales digitales de arranque paro en condiciones normales, o apertura y cierre de válvulas en condiciones normales.
En los proyectos se puede representar cuando lo solicita explícitamente el cliente:
-Algunas funciones y cálculos (de forma muy esquemática)
-Lazos modulantes
-Las alarmas
-Los enclavamientos de disparo
-Los enclavamientos de forzado
-Algunas indicaciones y botones de paneles locales
2.4 EJEMPLOS DE REPRESENTACIÓN EN P&ID
2.4.1 Quién envía o recibe la señal
Las plantas industriales suelen constar de un sistema de control principal.
Para representar en un P&ID las funciones y señales recibidas o originadas por el sistema de control principal. Se usará el siguiente símbolo, un círculo metido en un cuadrado.
Además del sistema de control principal hay muchos pequeños controladores locales (PLC), las señales generadas por estos controladores se representarán con un rombo dentro de un cuadrado
Si la señal es generada por un panel eléctrico, se puede representar con un círculo solo.
En los ejemplos expuestos a lo largo de este artículo, se ha considerado que todas las señales son generadas o enviadas desde el sistema de control principal. Pero si las señales fueran enviadas a controladores locales (tipo PLC) habría que sustituir el círculo por el rombo, como se muestra en el siguiente ejemplo.
Nota: Según la ISA, la raya del medido de estos símbolos, se puede usar para representa la ubicación del equipo, como se indica en el siguiente dibujo.
No obstante en la mayoría de los casos, se dibuja la raya en todos los símbolos, sin tener que analizar equipo a equipo donde está ubicado.
2.4.2 Representación de funciones y cálculos en P&ID
Para la representación de funciones y cálculos en P&ID, lo más sencillo es usar "..Y", como se muestra en los siguientes dibujos, que representarían una función genérica:
("PY" Cálculo de Presión; "TY" Cálculo de Temperatura; "FY" Cálculo de caudal; "XY" Cálculo Adimensional)
Se añadiría "I" si además de realizar la operación, se quisiera representar en pantalla el valor calculado, como en el siguiente dibujo:
Ejemplo 1:
"Cálculo e indicación del caudal másico que pasa por la tubería, teniendo en cuenta las posibles variaciones en la densidad del fluido"
En este ejemplo contamos con:
- Un medidor de placa de orificio (FE), con su transmisor de caudal (por presión diferencial FIT)
- Un transmisor de presión (PIT)
-Un transmisor de temperatura (TT)
-Todas estas señales serán enviadas a un sistema de control donde se realizará el cálculo para compensar la densidad (FIY)
Nota: En una línea en la que circula vapor, para poder conocer el caudal másico de vapor que circula por la tubería, usando un transmisor de presión diferencial, se necesita conocer el valor de la densidad del vapor.
Para conocer el valor de la densidad del vapor basta con conocer el valor de la presión y temperatura.
En el siguiente dibujo podemos ver, este mismo ejemplo representado de forma más sencilla sin usar el bloque "FY".
Nota: Como se insistía al principio, no hay una sola forma de representar cada caso, pero cualquier ingeniero de instrumentación debe saber interpretarlos adecuadamente.
Ejemplo 2:
"Representación de la media de tres valores redundantes, haciendo una selección dos de tres (2oo3) en caso de desviación en una de las medidas"
En este ejemplo contamos con:
-Tres transmisores de presión diferencial para medir el nivel de un tanque (LIT)
-Todas estas señales serán enviadas a un sistema de control donde se configurará la función (LIY)
2.4.3 Representación de lazos modulantes en P&ID
Los lazos modulantes, son aquellos lazos de control en los que se regula una variable de proceso, a través de algún elemento modulable, como puede ser una válvula de control, o un variador de velocidad.
Normalmente, estos lazos contarán con una función "PID" (Proporcional, Integral y Derivada) configurado en el armario de control.
Para la representación de la función "PID", se puede usar el bloque "..IC".
Por ejemplo, "PIC" para un PID que controla presión, "TIC" para un PID que controla temperatura, "FIC" para un PID que controla caudal, "LIC" para un PID que controla nivel, etc...
Ejemplo 3:
"Representación del lazo de control de caudal con una válvula de control neumática"
En este ejemplo contamos con:
- Un medidor de placa de orificio (FE), con su transmisor de caudal (por presión diferencial FIT)
- Una válvula de control neumática (FV)
-Todas estas señales serán enviadas a un sistema de control donde se configurará el lazo de control (FIC)
Ejemplo 4:
"Representación del lazo de control de caudal con un variador de velocidad conectado al motor de una bomba"
En este ejemplo contamos con:
- Un medidor de placa de orificio (FE), con su transmisor de caudal (por presión diferencial FIT)
- Un variador de frecuencia conectado a un motor.
-Todas estas señales serán enviadas a un sistema de control donde se configurará el lazo de control (FIC)
2.4.4 Representación de alarmas en P&ID
Los sistemas de control generarán alarmas, cuando se den una serie de condiciones preestablecidas. Estas alarmas aparecerán en la pantalla del operador, indicándole que tiene que realizar alguna medida correctora.
Hay varias formas de representar las alarmas, pero se debe tener en cuenta que no se suelen representar todas alarmas del sistema en los P&ID. Solo se suelen representar las alarmas generadas por algunas variables del proceso (altos o bajos valores).
Nuestra recomendación es que solo se representen las alarmas que estén involucradas en Interlocks.
Por ejemplo, se podría generar una alarma por, alto valor de temperatura (presión, caudal, PH, ...), bajo valor, muy bajo, muy alto, etc, siempre .
Para indicar alarma por alto valor, pondremos "H" junto a la variable medida.
Para indicar alarma por muy alto valor, pondremos "HH" junto a la variable medida.
Para indicar alarma por bajo valor, pondremos "L" junto a la variable medida.
Para indicar alarma por muy bajo valor, pondremos "LL" junto a la variable medida.
Nota: A veces cada alarma se representa como un bloque aparte con forma de hexágono.
2.4.5 Representación de enclavamientos de disparos y forzados en P&ID
Además de lo indicado hasta ahora, en algunas ocasiones se requiere representar en los P&ID los forzados y disparos.
Los forzados y disparos son situaciones que están fuera del funcionamiento normal del proceso.
Los forzados y disparos normalmente actuarán en los equipos sin importar que estén en modo automático o manual, forzando a los equipos a una situación prefijada.
La diferencia entre los forzados y los disparo es que cuando un equipo se dispara además de ser forzado, aunque la señal que originó el disparo de desactive, el equipo se mantendrá disparado, hasta que el operador no rearme el equipo.
Para la representación se puede usar por ejemplo, la función de Interlock general (un rombo con una "I" dentro).
Ejemplo 5:
"Representación del forzado de la válvula todo-nada, por alto nivel en el tanque"
En este ejemplo contamos con:
- Un transmisor de nivel (LIT)
- Una válvula todo-nada neumática (NV)
-Todas estas señales serán enviadas a un sistema de control donde se configurará una alarma por alto nivel y un Interlock (I) que forzará la válvula cerrándola.
2.4.6 Indicaciones y botones de paneles locales
En algunas ocasiones son representados en los P&ID las indicaciones y los botones de los paneles locales.
Ejemplo 6:
"Representación de un panel local, con un botón que controla la posición de una válvula, y una indicación luminosa que indica alto nivel en el tanque"
En este ejemplo contamos con:
- Un interruptor de nivel (LSH)
- Una válvula todo-nada neumática (NV)
- Un panel local, con un botón y una señal luminosa
Elaborado por: Julio César Fernández Losa 07/05/2016
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