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Termos e Símbolos ISA

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Teoria

Introdução

Até aqui, nós já vimos bastante o que é um sistema de controle e como eles são classificados. Vimos quais elementos (instrumentos) estão presentes numa malha de controle e como representar os processos e instrumentos matematicamente usando uma função de transferência.

Vimos também, que existe uma maneira bem fácil e simples de representar uma malha de controle, que é o diagrama de blocos. Para um sistema de controle em feedback clássico, teremos o seguinte diagrama de blocos representando a malha:

Entretanto, em um diagrama de blocos, não fica muito visível e claro como e onde os instrumentos vão ser instalados e como eles vão interagir entre si. As coisas ficam meio abstratas e de difícil visualização.

Para conseguir visualizar melhor a malha de controle, a melhor maneira de representa-la é através de um diagrama P&ID:

Os diagramas P&ID representam todos os equipamento e instrumentos de uma planta industrial. Para fazer essa representação nós usamos a norma ISA 5.1 que é um conjunto de regrinhas que ditam como representar um equipamento ou instrumento no diagrama P&ID.

Vamos então aprender essas regras para que você consiga ler qualquer diagrama P&ID e até mesmo esboçar o seu próprio diagrama P&ID.

Identificação funcional

Cada instrumento na planta é identificado por uma série de letras e número que é chamada de TAG.

A TAG é composta por letras e números, abaixo temos um exemplo de TAG:

Na TAG a primeira letra indica a variável medida pelo instrumento e as letras seguintes indicam o tipo de instrumento. O número que vem no final indica em que malha de controle o instrumento está inserido. Essa numeração é importante porque muito comumente na prática industrial, existem várias malhas de controle agindo simultaneamente e, por isso, identificar as malhas com número se torna fundamental.

Um detalhe: a identificação deve sempre vir com a variável que a malha de controle está controlando. Sendo assim, se o controle é de nível por exemplo e é usado um transmissor de pressão diferencial para fazer a medição de nível, a primeira letra da TAG deve ser L e não PD.

Além disso, o elemento final de controle, sempre deve vir com a primeira letra também da variável que está sendo controlada e não da variável manipulada pelo elemento final de controle.

Ainda é possível que existam letras modificadoras tanto da variável quanto do instrumento. Essas letras modificadoras devem vir sempre após a letra que está sendo modificada. A tabela abaixo mostra as principais letras para as variáveis, instrumentos e modificações.

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Símbolos

A norma ISA também define regras para os símbolos que devemos representar os sinais no diagrama P&ID. Existem diferentes formas pelas quais um instrumento pode mandar um sinal para outro elemento. Por exemplo, um sensor de pressão pode transmitir a informação lida para o controlador através de um sinal pneumático, de um sinal elétrico ou até mesmo de um sinal digital. Cada tipo de sinal é representado por uma linha diferente no diagrama P&ID

A tabela abaixo mostra os símbolos para os diferentes tipos de sinal.

Outra norma importante é com relação ao símbolo que envolve a TAG. Cada formato geométrico e tipo de linha indica uma coisa diferente, como pode ser visto na tabela abaixo:

A geometria do símbolo indica o tipo de instrumento e a linha no meio indica o local onde o instrumento está instalado.

Vamos analisar o instrumento abaixo:

Trata-se de um controlador indicador de pressão da malha de controle 15. Este instrumento é um instrumento do tipo discreto e está localizado atrás do painel de controle.

Identificação funcional

Símbolos

Exercícios Resolvidos

Exercício Resolvido #1

Elaboração própria

Identifique o tipo de instrumento da figura abaixo:

Passo 1

Primeiramente vamos analisar qual é o instrumento.

Podemos fazer isso identificando as letras da TAG. Nesse instrumento, temos as letras LT. Vamos olhar a figura abaixo para identificar o que essas letras querem dizer:

A primeira letra indica a variável medida. Sendo asssim, “L” identifica nível (level).

A segunda letra indica o tipo de instrumento, sendo assim, “T” significa transmissor.

Portanto, o instrumento é um transmisso der nível.

O número 06 indica que o instrumento se encontra na malha 06 da planta.

Passo 2

Vamos agora analisar o local onde esse instrumento está instalado. Nós faremos isso, analisando as formas presentes na figura.

O formato indica o tipo de instrumento. Como a TAG está dentro de um círculo, podemos ver que na tabela acima que isso indica que é um instrumento discreto.

O tipo de linha no centro indica o local do instrumento. Como temos uma linha pontilhada, isso quer dizer que o instrumento está localizado no painel de controle.

Resposta

Transmissor de nível da malha 06. Instrumento discreto localizado no painel de controle.

Exercício Resolvido #2

Elaboração própria

Identifique o instrumento da figura abaixo:

Passo 1

Primeiramente vamos analisar qual é o instrumento.

Vamos começar identificando o significado das três letras que aparecem na parte de cima do símbolo. Vamos usar a figura abaixo para isso:

A letra “P” é a letra que indica a variável, ou seja, pressão.

A segunda letra, nesse caso, é um modificador da variável do instrumento. A letra “D” significa diferencial.

Por fim, a última letra é o tipo de instrumento. A letra “I” faz referência ao instrumento indicador. Portanto, temos aqui um indicador diferencial de pressão.

O número 12 indica que o instrumento se encontra na malha 12 da planta.

Passo 2

Vamos agora analisar o tipo e o local onde esse instrumento está instalado. Nós faremos isso, analisando as formas presentes na figura.

O formato indica o tipo de instrumento. Como a TAG está dentro de um círculo, podemos ver que na tabela acima que isso indica que é um instrumento discreto.

O tipo de linha no centro indica o local do instrumento. Como não existe nenhuma linha nesse símbolo, o instrumento se encontra no campo.

Resposta

Indicador de pressão diferencial discreto no campo

Exercício Resolvido #3

Elaboração própria

Identifique o instrumento da figura abaixo:

Passo 1

Começando pelas letras, temos aqui LAL, vamos ver o que essas letras significam através da figura abaixo.

A primeira letra, “L”, se refere sempre à variável. Nesse caso, “L” é de level que significa nível.

A segunda letra pode ser ou o tipo de instrumento ou um modificador da variável. Como a segunda letra é “A”, ela só pode representar o tipo de instrumento, já que não temo um modificador com essa letra. A letra “A” significa, portanto, alarme.

A terceira letra, por fim, é um modificador do instrumento. A letra “L” aqui vem de Low (baixo) e indica que o instrumento está localizado próximo ao chão.

Sendo assim, o instrumento é um alarme de nível baixo.

Passo 2

Vamos agora analisar o tipo e o local onde esse instrumento está instalado. Nós faremos isso, analisando as formas presentes na figura.

O formato indica o tipo de instrumento. Como a TAG está dentro de um círculo, que por sua vez está dentro de um quadrado, o instrumento é do tipo compartilhado.

Como no centro existem duas linhas, o instrumento encontra-se localizado no paine local ou no painel do próprio equipamento.

Resposta

Alarme de nível baixo compartilhado no painel local

Exercício Resolvido #4

CESGRANRIO – 2010 – Petrobras

De acordo com a Norma Técnica ANSI/ISA-5.1-1984 (R1992), analise as regras de designação de instrumentos e de sistemas de instrumentação a seguir.

I - Todas as letras de identificação funcional devem ser maiúsculas e o número total de letras agrupadas para um instrumento não deve exceder a quatro.

II - Um instrumento que realiza duas ou mais funções deve ser designado apenas pela sua função principal.

III - Em uma malha, a primeira letra de identificação funcional é selecionada de acordo com a variável medida, e não de acordo com a variável manipulada.

De acordo com a Norma Técnica ANSI/ISA-5.1-1984 (R1992), é(são) correta(s) a(s) regra(s) de designação:

  1. I, apenas
  2. II, apenas
  3. I e III, apenas
  4. II e III, apenas
  5. I, II e III

Passo 1

Vamos analisar cada uma das informações.

A primeira diz respeito sobre as letras de identificação da TAG. A afirmativa diz que todas as letras devem ser maiúsculas e devem existir no máximo quatro letras.

A afirmativa está certa. Todas as letras da TAG devem ser maiúsculas, e devem ser no máximo quatro, sendo que a primeira é a da variável, que pode ou não ser seguida de uma modificador, em seguida vem uma letra indicando o instrumento que também pode ou não ser seguido de um modificador.

Portanto, deve existir no mínimo duas e no máximo quatro letras.

A afirmativa é correta.

Passo 2

A segunda afirmativa, diz respeito sobre os instrumentos que realizam mais de uma função.

Nesses casos, o instrumento deve possuir mais de uma etiqueta identificadas uma ao lado da outra, conforme a imagem abaixo:

Portanto, a afirmativa está incorreta.

Passo 3

A última afirmativa diz respeito sobre qual variável deve ser identificada na TAG.

A variável identificada pela primeira letra deve ser sempre a variável controlada, ou seja, a variável que é medida, e nunca a variável controlada.

Portanto, a afirmativa também é correta.

Resposta

c) I e III apenas

Exercício Resolvido #5

Origem desconhecida

Três tipos de linhas são identificados por um técnico ao ler o desenho de instrumentação de um processo.

P - mecânica

Q - dados ou software

R - pneumático binário

S - elétrico

Associe os tipos de linhas a seus significados, segundo a norma ISA 5.1., apresentados acima.

a) I – P , II – R e III – S

b) I – Q , II – S e III – P

c) I – R , II – P e III – Q

d) I – P , II – Q e III – R

e) I – Q , II – P e III – S

Passo 1

Vamos consultar nossa tabela de linhas de sinais para conseguir identificar os três símbolos que foram dados no enunciado.

Com essa tabela, podemos ver que o primeiro símbolo se refere a uma ligação meânica.Já o segundo, é uma ligação interna por software ou dado.

Por fim, a terceira linha indica um sinal pneumático binário.

Sendo assim, a resposta correta é a alternativa d).

Resposta

d) I – P , II – Q e III – R

Exercício Resolvido #6

CESGRANRIO – 2010 – Petrobras

Um técnico de manutenção está lendo o fluxograma de uma instalação industrial quando se depara com a figura acima. Sabendo-se que o fluxograma foi realizado com base na Norma ISA 5.1, esse é um instrumento de medição e registro de:

  1. Temperatura no painel, com transmissão elétrica
  2. Temperatura no painel, com transmissão pneumática
  3. Pressão no painel, com transmissão elétrica
  4. Pressão no painel, com transmissão pneumática
  5. Nível no painel, com transmissão elétrica

Passo 1

Para resolver essa questão, devemos identificar três coisas principais: qual a variável do processo, onde os instrumentos esyão localizados e qual o tipo de sinal entre os dois instrumentos.

Vamos uma coisa de cada vez. A variável do processo é sempre indicada pela primeira letra das etiquetas. Olhando para a figura, podemos ver que a primeira letra é “T” indicando temperatura.

Passo 2

A segunda coisa que devemos identificar, é o local dos equipamentos. Isso é indicado pelo tipo de linha no centro da etiqueta.

Como na imagem vemos que existe uma única linha contínua no centro das etiquetas, isso indica que o indicador e o registrador se encontram no painel.

Passo 3

Por fim, devemos identificar o tipo de sinal do indicador para o registrador. Isso pode ser feito analisando o tipo de linha que existe entre os dois símbolos.

Os tipos de sinais estão descritos na tabela abaixo:

Na figura da questão, vemos que a linha entre o indicador e o registrador é tracejada, indicando um sinal elétrico.

Resposta

  1. Temperatura no painel, com transmissão elétrica

Exercício Resolvido #7

CESGRANRIO – 2010 – Petrobras

Analise as afirmativas a respeito da simbologia de linhas de sinal e instrumentos, ilustrada abaixo:

I) Os símbolos 1 e 2 representam um sinal elétrico e um sinal hidráulico, respectivamente.

II) O símbolo 3 representa um CLP montado em locação principal.

III) O símbolo 4 representa um instrumento discreto montado no campo.

De acordo com a norma técnica ANSI/ISA-5.1-1984(R1992), está(ão) correta(s) a(s) afirmativa(s)

  1. I, apenas.
  2. II, apenas.
  3. I e II, apenas
  4. II e III, apenas
  5. I, II e III

Passo 1

Os dois primeiros símbolos da figura são símbolos oara sinais. Sendo assim, vamos consultar a nossa tavela de sinais para identificar quais símbolos são esses:

Pela tabela podemos ver que o primeiro símbolo representa um sinal indefinido, enquanto o segundo, representa um sinal hidráulico.

Portanto, a afirmativa I está incorreta.

Passo 2

Os símbolos 3 e 4 por sua vez, indicam o local e o tipo de intrsumento. Eles podem ser consultados na tabela abaixo:

Podemos vez que o terceiro símbolo é um controlador programável (CLP) que está instalado no painel principal de controle, ou em locação principal, como é dito no enunciado da questão.

Já o último spimbolo nem na tabela aparece. O enunciado diz que ele é um instrumento discreto localizado no campo, entretanto podemos ver que esse tipo de instrumento é representado como um círculo simples.

Sendo assim, a afirmativa II é correta e a afirmativa III é incorreta.

Resposta

  1. II, apenas.

Exercício Resolvido #8

CESGRANRIO – 2010 – Petrobras – Técnico de Projetos, Construção e Montagem Junior. Adaptado

Um técnico de manutenção está lendo o fluxograma de uma instalação industrial quando se depara com a figura acima. Sabendo que o fluxograma foi realizado com base na Norma ISA 5.1, esse é um:

  1. controlador de temperatura tipo cego comandando uma válvula de controle, com transmissão pneumática.
  2. instrumento combinado de registro e controle de temperatura, no painel, comandando uma válvula de controle, com transmissão elétrica.
  3. instrumento combinado de registro e controle de temperatura, no painel, comandando uma válvula de controle, com transmissão pneumática.
  4. indicador-controlador de temperatura comandando uma válvula de controle, com transmissão elétrica.
  5. indicador-controlador de temperatura, comandando uma válvula de controle, com transmissão pneumática.

Passo 1

Primeiramente vamos identificar o instrumento:

Para isso, vamos consultar a tabela abaixo:

A primeira letra se refere sempre à variável que está sendo controlada. Nesse caso, olhando a tabela, podemos ver que a letra “T” é de temperatura.

As letras subsequentes “C” e “I” significam controlador e indicador respectivamente.

Sendo assim, o instrumento é um controlador indicador de temperatura.

Passo 2

Vamos agora interpretar esse instrumento aqui

Novamente consultando a tabela, podemos ver que se trata de uma válvula de controle de temperatura.

Passo 3

Por fim, precisamos analisar o tipo de sinal que é usado na malha. Para isso, vamos consultar a tabela abaixo:

Pela tabela, podemos ver que o tipo de sinal utilizado na malha é do tipo pneumático. Com isso, já temos tudo que precisamos para responder a questão.

Resposta

e) indicador-controlador de temperatura, comandando uma válvula de controle, com transmissão pneumática.