NORMATIVIDAD

La normatividad empleada en la Diagramación de tuberías e instrumentación es la propuesta en las diferentes secciones de ANSI/ISA, donde ISA (Instrument Society of America) es la sociedad compuesta por ingenieros, técnicos, comerciantes, educadores y estudiantes, fundada en Pittsburgh- EEUU, el 28 de Abril de 1945. Conocida hoy en día como “International Society of Automation”

Las secciones estudiadas fueron:

ISA-S5.1-1984 (R1992): Identificación y símbolos de instrumentación. ISA-S5.3: Símbolos gráficos para control distribuido, sistemas lógicos y

computarizados.

1. ISA-S5.1-1984 (R1992) : Identificación y símbolos de instrumentación.

El propósito general de esta norma es establecer un medio de unificación para la designar los instrumentos y sistemas utilizados en la medición y en el control. Dicha designación abarca la simbología y presenta un código para el nombramiento de los instrumentos y sistemas. La norma fue reafirmada el 13 de Julio de 1992 y se dio una nueva versión en el 2009.

En otro aspecto, dado que en todo proceso intervienen diferentes usuarios y especialidades, para reconocer esta realidad y mantener de forma consistente los objetivos de la norma, la estandarización debe entregar métodos para realizar una simbología alternativa. Dicha simbología no se abarca con totalidad en esta norma, se estudiará con detalle en la ISA S5.3.

La importancia de la estandarización es una realidad para diferentes campos industriales, donde la instrumentación haga parte de todos los procesos empleados. Algunas de las áreas son la industria química, la generación eléctrica, aires acondicionados, industria petrolera, refinadoras, etc. Además de la inclusión de campos como la astronomía, la medicina, la navegación, entre otras.

El estándar propuesto en ISA S5.1 se utiliza cuando sea necesario referenciar instrumentos o funciones específicas de un sistema, teniendo en cuenta que la identificación y simbolización permiten recrear un esquema técnico legible para cualquier persona que no tenga necesariamente conocimientos avanzados en instrumentación y procesos.

a) Definiciones

Las definiciones más importantes a tener en cuenta en este estándar pueden ser:

ALARMA: Son dispositivos o funciones que indican la existencia de condiciones anormales mediante un cambio discreto de audio y/o visualización con el fin de atraer la atención. Provee una indicación visible o audible cuando el valor de una medida o variable está por fuera de los límites establecidos, cambiando de condiciones seguras a inseguras, pueden ser binarias o analógicas. Por ejemplo: las sirenas, campanas, luces parpadeantes o displays.

FUNCION: EL objetivo, o la acción realizada por, un dispositivo o software de aplicación.

MEDICION: La determinación de la existencia o magnitud de una variable de proceso.

INSTRUMENTO: Un dispositivo usado para medición directa o indirecta, monitoreo o control de una variable.

LUZ PILOTO: Una luz que indica que número de condiciones normales de un sistema o dispositivo existen. No es una alarma que indica condiciones anormales.

INSTRUMENTACION: Una colección de instrumentos, dispositivos, hardware o funciones, que tienen el propósito de medir, monitorear, o controlar un proceso industrial, o máquina o cualquier combinación de estos.

SENSOR: Una parte o función, separada o entera, de un loop o instrumento, que percibe el valor de una variable de proceso, que asume un estado correspondiente, predeterminado e inteligible, o genera una señal de salida que indica una proporción respecto de la variable de proceso.

PROCESO: Alguna operación o secuencia de operaciones que involucran un cambio e energía, estado, composición, dimensión otras propiedades que pueden ser definidas respecto a cero o cualquier otro valor inicial definido.

VARIABLE DE PROCESO: Alguna propiedad medible de un proceso; Aplica para todas las variables diferentes a las señales de instrumentos entre los dispositivos de un loop.

LAZO: Una organización de dos o más instrumentos o funciones, de modo que las señales pasan de uno a otro con el propósito de medir e indicar, controlar una variable de proceso.

b) Generalidades del sistema de identificación

Como ya se describió la aplicación de este estándar a toda clase de mediciones en instrumentación para el control de procesos. También se pueden emplear para describir funciones de sistemas análogos de alcance mayor.

Los instrumentos o funciones que se van a identificar son designados por códigos alfanuméricos o un número de etiqueta, como se indica en la siguiente figura. Generalmente se identifican con una etiqueta común cuando los instrumentos o funciones haces parte de un mismo loop. La típica identificación como se muestra a continuación.

Figura x: Sistema de Identificación

i) Identificación funcional:

Promueve la organización de los bloques de instrumentos y funciones mediante una tabla ordenada alfabéticamente, permitiendo la identificación fácil y concisa. Por ejemplo: FDE – 2A, FDE – 2B, donde la primera letra indica la variable de proceso y las posteriores el tipo de medición y funciones del instrumento.

Figura x+1: Identificación Funcional

ii) Identificación grafica:

Se estandarizan las formas gráficas de los bloques de construcción que se usarán para los diagramas de lazos de control y medición

c) Símbolos P&ID

El uso de diagramas pictóricos puede ser informativo, sin embargo, no es practico, especialmente implementado en un proceso de múltiples bucles. Los símbolos y diagramas son usados en el control de procesos para indicar:

La aplicación en el proceso El tipo de señales empleadas La secuencia de componentes interconectadas La instrumentación empleada

2. ISA-S5.3: Símbolos gráficos para control distribuido, sistemas lógicos y computarizados.

La instrumentación está basada muchas veces por instrumentos formados por ordenadores, controladores programables, miniordenadores y sistemas a microprocesador que disponen de control compartido, visualización compartida y otras características de interface. Por lo tanto, la documentación necesaria para especificar esta clase de instrumentos, está dada por la norma ISA-S5.3, aprobada en el año de 1983.

El propósito general de esta norma es establecer una documentación para los tipos de instrumentación consistente en computadores, controladores programables y sistemas basados en microprocesadores. Además de Interconectar el computador con el sistema, a través de una simbología especial que permita, de una forma clara, el entendimiento de los sistemas de control Y satisfacer los requerimientos necesarios para la representación simbólica de las funciones.

a) Definiciones

Algunas definiciones importantes son:

SISTEMA DE CONTROL POR PC: Un sistema en el que todas las acciones de control se realizan dentro de un computador

SISTEMA DE CONTROL DISTRIBUIDO: EL tipo de instrumentación que además de cumplir con sus funciones de control establecidas, también permite la transmisión de control, medición y operación de sistemas desde, una única o múltiples locaciones, conectadas por un lazo de comunicación.

b) Simbología

Los símbolos propuestos en esta sección, son consistentes con los de la norma s 5.1, es decir, también se encuentran propuestos en dicha norma.

Figura x+2: Tabla de combinaciones de letras típicas

Figura x+3: Tablas de función de bloques

BIBLIOGRAFIA:

[1] "ANSI/ISA-5.1-2009: Instrumentation Symbols and Identification.”. AMERICAN NATIONAL STANDARD, 23 July 2009. Web. 3 June 2014. <http://bit.ly/Uld2Kg>.

[2] "ANSI/ISA-5.1-2009: Instrumentation Symbols and Identification.”. Adaptación y traducción de las normas ANSI/ISA para instrumentación. Universidad Técnica Federico Santa María, 2003.

[2] "ANSI/ISA-5.3-1983: Graphic Symbols for Distributed Control/Shared Display Instrumentation, Logic and Computer Systems.” Postgrado en automatización e instrumentación por el Ing. Freddy Zambrano

APUNTES VARIOS

En instrumentación y control, se emplea un sistema especial de símbolos con el objeto de transmitir de una forma más fácil y específica la información. Esto es indispensable en el diseño, selección, operación y mantenimiento de los sistemas de control.

Un sistema de símbolos ha sido estandarizado por la ISA (Sociedad de Instrumentistas de América). La siguiente información es de la norma: ANSI/ISA-S5.1-1984(R 1992).

Las necesidades de varios usuarios para sus procesos son diferentes. La norma reconoce estas necesidades, proporcionando métodos de simbolismo alternativos. Se mantienen varios ejemplos agregando la información o simplificando el simbolismo, según se desee.

Los símbolos de equipo en el proceso no son parte de esta norma, pero se incluyen para ilustrar aplicaciones de símbolos de la instrumentación.

APLICACIÓN EN ACTIVIDADES DE TRABAJO. La norma es conveniente para usar siempre cualquier referencia de un instrumento o de una función de sistema de control se requiere para los propósitos de simbolización e identificación. Pueden requerirse tales referencias para los usos siguientes, así como otros:

ð         Bocetos del plan ð         Ejemplos instrucción ð         Papeles técnicos, literatura y discusiones ð         Diagramas de sistemas de instrumentación, diagramas de vuelta, diagramas lógicosð         Descripciones funcionales ð         Diagramas de flujo: Procesos, Mecánicos, Ingeniería, Sistemas, que Conduce por tuberías (el Proceso) e instrumentación ð         Dibujos de construcción ð         Especificaciones, órdenes de compra, manifiestos, y otras listas ð         Identificación (etiquetando) de instrumentos y funciones de controlð         Instalación, operación e instrucciones de mantenimiento, dibujos, y archivos

El simbolismo y métodos de identificación proporcionados en esta norma son aplicables a todas las clases de medida del proceso e instrumentación de control.

Ellos no sólo son aplicables a la descripción discreta de instrumentos y sus funciones, pero también para describir las funciones análogas de sistemas que son "despliegue compartido," "control compartido", "control distribuido" y "control por computadora".

DIAPO 5 (INTRO NOMRATIVIDAD)

La normatividad empleada en la Diagramación de tuberías e instrumentación es la propuesta en las diferentes secciones de ANSI/ISA

ISA (Instrument Society (CESAIDI) of América) es la sociedad compuesta por ingenieros, técnicos, comerciantes, educadores y estudiantes, fundada en Pittsburgh- EEUU, el 28 de Abril de 1945. Conocida hoy en día como “International Society of Automation”

Las secciones estudiadas fueron:

ISA-S5.1-1984 (R1992): Identificación y símbolos de instrumentación. ISA-S5.3: Símbolos gráficos para control distribuido, sistemas lógicos y

computarizados.

DIAPO 6 (PROPOSITO 5.1)

El propósito general de esta norma es establecer un medio de unificación para la designar los instrumentos y sistemas utilizados en la medición y en el control.

Dicha designación abarca la simbología y presenta un código para el nombramiento de los instrumentos y sistemas.

La norma fue reafirmada el 13 de Julio de 1992 y se dio una nueva versión en el 2009.

App: La norma es conveniente para el uso en la química, petróleo, generación de poder, aire acondicionado, refinando metales, y otros numerosos procesos industriales.

Ciertos campos, como la astronomía, navegación, y medicina, usan instrumentos muy especializados, diferentes a los instrumentos de procesos industriales convencionales. Se espera que la norma sea flexible, lo bastante para encontrarse muchas de las necesidades de campos especiales. _____

En otro aspecto, dado que en todo proceso intervienen diferentes usuarios y especialidades, para reconocer esta realidad y mantener de forma consistente los objetivos de la norma, la estandarización debe entregar métodos para realizar una simbología alternativa. Dicha simbología no se abarca con totalidad en esta norma, se estudiará con detalle en la ISA S5.3.

El estándar propuesto en ISA S5.1 se utiliza cuando sea necesario referenciar instrumentos o funciones específicas de un sistema, teniendo en cuenta que la identificación y simbolización permiten recrear un esquema técnico legible para cualquier persona que no tenga necesariamente conocimientos avanzados en instrumentación y procesos.

DIAPO 12 (SIMBOLOS P$ID)

El uso de diagramas pictóricos puede ser informativo, sin embargo, no es práctico, especialmente implementado en un proceso de múltiples bucles.

Los ejemplos en estas normas que ilustran símbolos, son con el propósito de identificar la instrumentación en los diagramas y planos.

Se entregan métodos para aplicar estos símbolos y sus identificaciones.

Los ejemplos muestran la identificación típica para instrumentación y las interrelaciones funcionales y aparecen en sus aplicaciones y formas típicas.

DIAPO 13 (APLICACIÓN SIMBOLOS)

Los símbolos y diagramas son usados en el control de procesos para indicar:

La aplicación en el proceso El tipo de señales empleadas La secuencia de componentes interconectadas La instrumentación empleada

Los símbolos pueden tener cualquier orientación. Las líneas de las señales se pueden dibujar en los diagramas entrando o saliendo en una forma apropiada a un símbolo y en un ángulo cualquiera.

DIAPO 14 (ID DEL INSTRUMENTO)

Como ya se describió, la aplicación de este estándar va a toda clase de mediciones en instrumentación para el control de procesos. También se pueden emplear para describir funciones de sistemas análogos de alcance mayor.

Los instrumentos o funciones que se van a identificar son designados por códigos alfanuméricos o un número de etiqueta TAG

Generalmente se identifican con una etiqueta común cuando los instrumentos o funciones haces parte de un mismo loop. La típica identificación como se muestra a continuación.

DIAPO 15 (ID FUNCIONAL)

Promueve la organización de los bloques de instrumentos y funciones mediante una tabla ordenada alfabéticamente, permitiendo la identificación fácil y concisa.

Por ejemplo: FDE – 2A, FDE – 2B,

Así un registrador diferencial de presión usado en la medición de flujo se identifica como FR. Un indicador de presión y un interruptor actuado por presión conectado a la salida de un transmisor neumático de nivel se identifica como LI y LS respectivamente

La primera letra indica la variable de proceso y las posteriores el tipo de medición y funciones del instrumento.

DIAPO 16 (IMAGEN EJEMPLO ID FUNCI)

DIAPO 17 (ID GRAFICA)

•Se estandarizan las formas gráficas de los bloques de construcción que se usarán para los diagramas de lazos de control y medición

• La identificación en los lazos consiste de: una primera letra y luego un número.

• Cada instrumento dentro del lazo tiene asignado el número correspondiente al lazo, este es único, y en el caso de numeración paralela es la misma letra.

• Un instrumento común a varios lazos llevaría la identificación del lazo predominante.

La numeración de los lazos puede ser paralela o en serie.

La numeración paralela se inicia con una secuencia numérica por cada nueva letra por ejemplo: TIC – 100, FRC –100, AI – 100 , etc

Si un lazo tiene varios instrumentos con la misma identificación funcional, se puede agregar un sufijo al número del lazo por ejemplo: FV – 2,FV – 2B , FV – 2C o TE – 25 –1 , TE – 25 – 2 etc.

DIAPO 18 (PROPOSITO 5.3)

La instrumentación está basada muchas veces por instrumentos formados por ordenadores, controladores programables, miniordenadores y sistemas a microprocesador que disponen de control compartido, visualización compartida y otras características de interface.

Por lo tanto, la documentación necesaria para especificar esta clase de instrumentos, está dada por la norma ISA-S5.3, aprobada en el año de 1983.

El propósito general de esta norma es establecer una documentación para los tipos de instrumentación consistente en computadores, controladores programables y sistemas basados en microprocesadores.

Además de Interconectar el computador con el sistema, a través de una simbología especial que permita, de una forma clara, el entendimiento de los sistemas de control Y satisfacer los requerimientos necesarios para la representación simbólica de las funciones.

DIAPO 19 (DEFINICIONES)

DIAPO 20 (DEF 5.3)

Algunas definiciones importantes son:

SISTEMA DE CONTROL POR PC: Un sistema en el que todas las acciones de control se realizan dentro de un computador

SISTEMA DE CONTROL DISTRIBUIDO: EL tipo de instrumentación que además de cumplir con sus funciones de control establecidas, también permite la transmisión de control, medición y operación de sistemas desde, una única o múltiples locaciones, conectadas por un lazo de comunicación.

DIAPO 21 (SIMBOLOS D12-13)

Los símbolos propuestos en esta sección, son consistentes con los de la norma s 5.1, es decir, también se encuentran propuestos en dicha norma.

DIAPO 22( TAG )

Una variedad de combinaciones de letras son frecuentemente usadas para identificar detalles no estandarizados por la ISA. Por ejemplo, un analizador químico frecuentemente tiene su conexión para la entrada de muestras representado con la combinación de letras “SC”, a pesar de que esto no aparezca en ninguna parte del estándar ISA 5.1.

En la siguiente lista, se muestran algunos ejemplos de tags comúnmente usados:

EJMPLOSFFI = Flow Ratio Indicator (Ej. Un dispositivo que nos indica la proporción entre aire y combustible para un motor industrial) • PDT = Pressure Differential Transmitter (Ej. Un transmisor de presión que puede sensar la diferencia de presión entre dos puntos de un proceso) • LSHH = Level Switch, i.e.-i.e. (Ej. Switch de nivel para detectar un nivel alto de nivel de liquido y que puede iniciar un apagado o enclavamiento automático) • ESL = Voltage Switch, Low (Ej. Un switch usado para detectar condiciones de bajo voltaje en sistema eléctrico de potencia) • ZXI, ZYI, and ZZI = Position Indicators for X, Y, and Z axes respectively (Ej.Indicadores que muestran sus posiciones en los tres ejes para una parte de una maquina CNC)

OTROS:

AIT = Analytical Indicating Transmitter (ejm, un analizar de concentración de oxigeno con un display incluido que muestra el porcentaje de concentración)

• FIC = Flow Indicating Controller (Ej Un controlador designado para indicar flujo a los operadores)

• HC = Hand Controller (Ej Un dispositivo que permite al operador fijar una señal de control deseada de nivel, usualmente una válvula)

• JQR = Power Totalizing Recorder (Ej. Registrador de potencia, y seguimiento de la energía usada)

• LT = Level Transmitter (Ej Un transmisor de nivel)

• PIT = Pressure Indicating Transmitter (Ej un transmisor de presión que tiene incluido un display que muestra la presión en la unidad de ingeniería requerida)

• PV = Pressure Valve (Ej. Un válvula de control instalada en un lazo donde la variable principal es la presión)

• TE = Temperature Element (Ej. un sensor de temperatura, como una termocupla, termistor, termómetro bimetalito, etc.)

• TKAH = Temperature Rate-of-change Alarm, High (Ej. Un dispositivo de alarma que se activa cuando la proporción de cambio de la temperatura excede un limite fijado)

• TV = Temperature Valve (Ej. Una válvula de control instalada en un lazo donde la variable de proceso es la temperatura).

• TY = Temperature Converter (Ej.Un trasductor I/P en un lazo de temperatura)

• VSH = Vibration Switch, High (Ej. Un switch usado para detectar niveles altos de vibración en una bomba)