REPRESENTAR INTERLOCKS EN LOS P&ID

Nota: A continuación, se explican algunos ejemplos, de representación de INTERLOCKS (o enclavamientos) en los P&ID.

En este artículo, no se pretende establecer la forma correcta de representación de los INTERLOCKS en los P&ID, por que la realidad es que habrá que adaptarse a la simbología de cada proyecto.

 El objetivo de este artículo es mostrar algunos ejemplos para ofrecer al lector cierta perspectiva, que le ayude a decidir, si se debería representar o no, los Interlocks en un determinado proyecto y como se podría hacer.

1. QUÉ ES UN INTERLOCK
2. REPRESENTACIÓN GENÉRICA DE UN INTERLOCK
3. REPRESENTAR UN INTERLOCK PARTIENDO DE UNA MATRIZ CAUSA EFECTO
4. EJEMPLOS DE REPRESENTACIÓN DE INTERLOCKS EN P&ID
5. CODIFICACIÓN DE UN INTERLOCK
6. QUÉ SE RECOMIENDA REPRESENTAR EN UN P&ID
7. ¿SE DEBEN REPRESENTAR LOS INTERLOCKS EN MI PROYECTO?

1. QUÉ ES UN INTERLOCK

Un “Interlock” (o enclavamiento) son un conjunto de funciones lógicas que generan señales discretas.

Nota: Una señal discreta (digital )es una señal que sólo puede tener dos estados (“Uno” o “Cero”).

Toda lógica de control que interviene en la generación de una o varias señales digitales de salida (cableadas o comunicadas), se puede agrupar bajo un Interlock.

Por ejemplo, una válvula todo-nada, normalmente se controlará a través de una señal discreta generada desde el sistema de control que le ordenará abrir o cerrar.

Las funciones lógicas se pueden resumir en una tabla llamada matriz causa efecto. Cada Interlock se representaría en una matriz. 

2. REPRESENTACIÓN GENÉRICA DE UN INTERLOCK

A continuación se muestra un ejemplo de una representación genérica de un Interlock:

Dicho ejemplo consta de un transmisor de nivel “LIT-1000” y de una válvula todo-nada “NV-1000”

El transmisor de nivel "LIT-1000" envía el valor medido al sistema de control (0%, 10%, 20%...) informando sobre el nivel actual del depósito.

La válvula "NV-1000" es una válvula todo-nada (o está abierta o está cerrada).

Dicha válvula es gobernada desde el sistema de control con una señal digital de salida.

En este caso el programador del sistema de control ha configurado la siguiente lógica.

(Página 12 del Diagrama Lógico)

Cuando el nivel supere el 60% se forzará el cierre de la válvula.

Como se explicaba antes, la lógica que interviene en la generación de esta señal de salida, puede agruparse bajo un Interlock.

Para la representación del ejemplo se utiliza una representación genérica de un “Interlock” (un rombo con una "I" dentro).

La más común es que cada Interlock este relaccionado con una matriz causa efecto, por lo que todo Interlock constar de causas (generadores) y efectos (salidas).

En este ejemplo, hay un sólo generador (causa) que es el nivel "LIT-1000".

En el P&ID, los generadores se representarán con una flechas y que entran en la función "Interlock".

En este caso hay un sólo "efecto" del Interlock que es el cierre de la válvula. Dicho efecto se representa con una línea que sale del Interlock y entra en el equipo que recibe la señal.

A través de la representación del ejemplo, sabemos que la medida del instrumento de nivel “LIT-1000”, actúa sobre la válvula “NV-1000”, abriéndola o cerrándola.

Sólo con la representación del Interlock, no se sabe en detalle como interactúa cada señal, pero sabemos que interviene de alguna forma. Para saber en detalle como interviene, normalmente se tendrá que acudir a algún otro documento del proyecto como podría ser en este caso el diagrama lógico (por ejemplo el dibujo de más arriba "pag. 12 del diagrama lógico").

Nota: Sin disponer de matrices causa efecto no se recomienda representar ningún Interlocks en los P&ID, si aún así fuera mandatorio representar algo, por ejemplo se podría reflejar sólo los disparos más relevantes de la planta. 


3. REPRESENTAR UN INTERLOCK PARTIENDO DE UNA MATRIZ CAUSA EFECTO

Cuando se parte de matrices causa efecto la representación de los Interlocks es más razonable.

Siguiendo el ejemplo anterior, contábamos con una válvula todo-nada "NV-1000" (efecto) y un transmisor de nivel "LIT-1000" (causa), la matriz sería algo así:

En esta tabla se representa todo el control discreto de la válvula (permisivos, forzados, odenes de abrir/cerrar...)

Basándonos en dicha matriz se realizaría la siguiente representación del Interlock "330 I-011".

En este caso, ya podemos representar el código del "Interlock" 330 I-011, que corresponde a una hoja de la matriz causa efecto.

4. EJEMPLOS DE REPRESENTACIÓN DE INTERLOCKS EN P&ID

Ejemplo 1:

Tenemos:
- Una moto-bomba "P-1000"
- Un transmisor de nivel "LT-1000"
- Un transmisor de presión "PT-1000"

Cuando el transmisor de nivel "LT-1000" llegue un valor por encima del 60%, se arrancará la moto-bomba "P-1000"

Cuando el transmisor de nivel "LT-1000" llegue un valor por debajo del 40%, se detendrá la moto-bomba "P-1000"

Cuando el transmisor de nivel "LT-1000" llegue un valor por debajo del 20% y el transmisor de presión "PT-1000" llegue a un valor por debajo del 0,5 bar, se detendrá la moto-bomba "P-1000" con paro por protección.

La matriz causa efecto sería algo así:

La representación en el P&ID podría ser algo así:

Ejemplo 2:

Tenemos:
- Una válvula de control "FV-1982"
- Dos transmisores de caudal "FT-1982A" y "FT-1982B" redundantes
- Un transmisor de presión "PT-1982"

Cuando el transmisor de presión "PT-1982" llegue un valor por encima del 100bar. forzaremos la válvula 0% (totalmente cerrada) 

La matriz causa efecto sería algo así:

La representación en el P&ID podría ser algo así:

Ejemplo 3:

Ejemplo de representación de Interlocks en un P&ID real:

Nota: Ejemplo real de un P&ID saturado de interlocks.

5. CODIFICACIÓN DE UN INTERLOCK

A cada Interlock se le suele nombrar con un código para poder identificarlo y distinguirlo del resto y de esta forma poder localizar rápidamente, su matriz causa efecto correspondiente, dentro de la documentación del proyecto.

El método de codificación de los interlock, difiere en cada proyecto. A continuación se explica un ejemplo típico de codificación.

El código del interlock puede comenzar por el código de la unidad de la planta en la que interviene. Por ejemplo "Unidad-330".

Nota: Para hacer frente a un problema tan complejo como puede ser desarrollar una gran planta industrial, es muy común dividir cada proyecto en distintas partes llamadas "Unidades".

Además de la unidad se suele poner una letra. Por ejemplo, "I" / "S" / "E".

"I" -> Interlock general
"E" -> Interlock del sistema de seguridad
"S" -> Secuencia (Ver nota Nota más abajo)

Y después de la letra se incluirá un número consecutivo para distinguir el Interlock del resto, ejemplo "023".

Interlock = "330-I-023"

Nota: "S" Secuencia. Aunque en un proyecto, se intente reflejar toda la lógica discreta, en matrices causa efecto, suele haber alguna parte, que resulta necesario representar como una secuencia, usando por ejemplo un gráfico tipo Grafcet. En este caso se indicará con una "S" para reflejar que esas señales están vinculadas a una secuencia.

6. QUÉ SE RECOMIENDA REPRESENTAR EN UN P&ID

En primer lugar, ¿qué dice los estánderes (ISA) sobre cómo representar los P&ID?

La estándares son un conjunto de recomendaciones que dice muchas cosas pero no obliga a nada.

Agrupa símbolos que dan la posibilidad de poder representar prácticamente todo lo que se nos ocurra, pero esto no quiere decir que se tenga que usar todo en todos los proyectos.

Antes de decidir la simbología a utilizar en un proyecto, los ingenieros deberían establecer que resultará útil representar en esos P&ID y que no resultaría útil representar.

Para establecer que simbología es útil representar, se puede empezar por acordar que utilidad tendrá el P&ID antes, durante y tras la ejecución del proyecto.

La utilidad de los P&ID, es algo que puede cambiar en cada proyecto.

Por ejemplo, nos podemos encontrar proyectos en los que a falta de otros documentos de implantación podría ser necesario representar en el P&ID que instrumentos se ubicarán de forma local, cuales se ubicarán en paneles o cuales se ubicarán en la sala de control y sin embargo en muchos otros proyectos se evita representar esta información.

Si durante alguna de esas fases (antes, durante y después), se establece necesario, implementar en los P&ID, cualquier tipo de símbolo que se considere relevante (interlocks, lazos de control, detalles neumáticos, pulsadores, alarmas…), se puede utilizar el estandar ISA para representarlo.

7. ¿SE DEBEN REPRESENTAR LOS INTERLOCKS EN MI PROYECTO?

La respuesta más moderada es "depende".

En el sector de la ingeniería de plantas industriales el concepto de Interlock está muy ligado a las matrices causa efecto principalmente desarrolladas en el sector petroquímico.

Hace años (cuando se contaba con muchas más horas para hacer un proyecto industrial) era más usual que las ingenierías desarrollasen en todos los proyectos los “diagramas lógicos”.

Nota: Los diagramas lógicos son varios documentos que definen con todo detalle, la lógica que se programará en un controlador de la planta.

Actualmente se siguen desarrollando los lógicos de las plantas de energía, pero cada vez es menos común que las ingenierías desarrollen los lógicos de control para proyectos petroquímicos.

La razón principal es que la lógica de control de las plantas de energía, resulta más compleja interaccionando mucho más unos lazos con otros, además cada vez se pretende automatizar en mayor medida los arranques de este tipo de planta y todo esto hace que se necesite un documento muy detallado que muestre la lógica de control esperada.

Sin embargo la lógica requerida para poner en marcha una plantas petroquímica resulta más sencilla. En este tipo de plantas los lazos de control suelen interaccionan mucho menos entre sí y además no se suele requerir a las ingenierías que implementen durante el diseño inicial un arranque automático.

Nota: En el párrafo anterior se ha indicado en negrita "para poner en marcha una planta petroquímica", para matizar que el control de las plantas no finaliza tras poner en marcha un proyecto industrial. Posteriormente comienzan muchas tareas de optimización de lazos y desarrollo de control avanzado. Haciendo que el control final de una planta petroquímica pueda acabar siendo tan interesante o más que cualquier planta de energía.

Por todo esto últimamente en los proyectos de petroquímica no resultaba práctico desarrollar desde las ingenierías los lógicos de  control y se acuerda elaborar unas sencillas tablas (llamadas matrices causa efecto) que serán interpretadas por el programador que programe directamente la lógica en los controladores (PLC o en el DCS). 

Como parte de la información para comprender mejor estas matrices, se incluye la representación de los Interlocks en los P&ID.

Sin embargo en las plantas de energía al contar con los lógicos detallados de control, en la mayoría de las veces se evitará representar los Interlocks en los P&ID.

Como reflexión: Actualmente es una necesidad para sobrevivir, ser flexibles y saber adaptarnos a los cambios. Una muestra de falta de adaptación son todas las empresas que no se dan cuenta que los nuevos tiempos requieren nuevas formas de hacer las cosas y nuevas formas de representar la información. Si las horas de ingeniería cada vez son más escasas, habrá que invertirlas en las tareas que generen más valor.

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Comentarios: David Espinos Palenque 21/10/2017
Elaborado por: Julio César Fernández Losa 08/10/2017