3
Universidad pedaggica y tecnolgica de Colombia especializacin en
automatizacin industrial
TALLER NO.1 (FEBRERO 2015)Hctor Alfonso Rodrguez Vargas, Jorge
Alonso [email protected];
[email protected] ObjetivoIdentificar elementos,
interpretar planimetras y editar diagramas de instrumentacin
P&ID, de acuerdo a la norma ISAS5.1, aplicado a procesos de la
industria petrolera.
I. PROCEDIMIENTO
1. Describa el significado de los siguientes instrumentos.
Figura 1. Smbolos de Instrumentos.Solucin:
2. Para cada uno de los siguientes ejemplos de planos P&ID,
a) Identifique cada uno de los instrumentos, bloques funcionales y
seales presentes. b) A continuacin defina el significado de cada
uno de ellos y c) Intente interpretar el funcionamiento del proceso
mostrado en la planimetria.
2.1 Lazo de Control de dos Variables
Figura 2. Lazo de control de dos variables.
FIC 123 Control e Indicador de Caudal / lazo 123/ accesible al
operador/realiza la raz cuadrada. Entrega una seal elctrica de 4-20
mA. FT 123Trasmisor de Caudal/ lazo 123/ elemento discreto/ en
campo/ TY 123 Transductor Elctrico- neumtico /lazo 123/ no
accesible al operador/ mando compartido TT 123 Trasmisor de
Temperatura/ lazo 123/ elemento discreto/ en campo TIC 123 Control
e Indicador de Temperatura / lazo 123/ en campo/ YIC 123 Control y
Registro de Presencia / lazo 123/ PLC/ accesible al operador.
Seales elctricas de 4-20 mA Seales de Proceso Seal Neumatica
En el proceso descrito por esta planimetra se observa un
transmisor de flujo FT 123 que se comunica por medio de una seal
elctrica a FIC 123 un controlador indicador de caudal ubicado en la
sala de control o accesible al operador, donde se realiza el clculo
de la raz cuadrada de la medicin de presin diferencial del
transmisor puesto que esta es proporcional al caudal en la
tubera.La seal de salida de FIC 123 es una seal elctrica que
alimenta TY 123 que es un convertidor de una seal elctrica a una
seal neumtica, la cual regula el paso de la vlvula.Por otra parte
tenemos medicin de temperatura del Proceso por parte de TT 123 el
cual enva una seal elctrica TIC 123 que es un controlador indicador
de temperatura, el cual realiza su accin de control y se comunica
por un enlace de datos con FIC 123 donde introduce un valor en el
set point de FIC 123, por esta razn se dice que es un lazo de
control en cascada de 2 variables.YIC 123 es un PLC que controla
una vlvula de todo o nada.
2.2 Lazo de Control Realimentado Una Variable
Figura 3. Lazo de control realimentado una variable.
LE 15 sensor de nivel/ lazo 15/ en campo/ instrumento discreto.
LIT 15 Transmisor e indicador de nivel/ lazo 15/ en campo/
instrumento discreto. LC 15 controlador de nivel/ lazo 15/ en
campo/ instrumento discreto. LSH 15 Switch de nivel alto/ lazo 15/
en campo/ instrumento discreto. LAH 15 Alarma de nivel alto/ lazo
15/ en campo/ instrumento discreto. LV 15 A Vlvula de nivel/ lazo
15 lazo de control A/ en campo/ instrumento discreto. LV 15 B
Vlvula de nivel/ lazo 15 lazo de control B/ en campo/ instrumento
discreto Seales elctricas de 4-20 mA Seales de Proceso
El proceso describe el control del nivel de un tanque donde LE
15 es un sensor de nivel que enva una seal elctrica a un transmisor
indicador de nivel LIT 15 el cual enva la informacin de la medicin
a un controlador de nivel LC 15 el cual controla el paso de la
vlvula de nivel LV 15A, a su vez el transmisor tambin enva esta
seal a un switch de nivel alto LSH 15 el cual se activa cuando el
valor de la medicin est en el mximo y enva una seal que activa la
LAH 15 que es una alarma de nivel alto, y adems entrega esta seal a
un driver que controla el solenoide que regula el flujo de la
vlvula LV 15B.
2.3 Proceso Columna de destilacin.
Figura 4. Proceso columna de destilacin.
FT 321 transmisor de caudal/ lazo 321/ en campo/ elemento
discreto/ FC 321 controlador de caudal/ lazo 321/ accesible al
operador/ elemento discreto/ FFC 321 controlador fraccin de caudal/
lazo 321/ accesible al operador / elemento discreto/ FY 320 mdulo
de clculo de caudal/ lazo 320/ en campo/ elemento discreto/ FT 320
transmisor de caudal/ lazo 320/ en campo/ elemento discreto/ PT 326
transmisor de presin/ lazo 326/ en campo/ elemento discreto/ PC 326
controlador de presin/ lazo 326/ accesible al operador / elemento
discreto/ PV 326 vlvula de presin/ lazo 326/ en campo/ elemento
discreto FV 324 Vlvula de caudal/ lazo 324/ en campo/ elemento
discreto LT 327 transmisor de nivel/ lazo 327/ en campo/ elemento
discreto LC 327 controlador de nivel/ lazo 327/ accesible al
operador / elemento discreto/ FT 328 transmisor de caudal/ lazo
328/ en campo/ elemento discreto/ FC 328 controlador de nivel/ lazo
328/ accesible al operador / elemento discreto/ FV 328 Vlvula de
caudal/ lazo 328/ en campo/ elemento discreto LC 325 controlador de
nivel/ lazo 325/ accesible al operador / elemento discreto/ LT 325
transmisor de nivel/ lazo 325/ en campo/ elemento discreto FC 324
controlador de nivel/ lazo 324/ accesible al operador / elemento
discreto/ FT 324 transmisor de caudal/ lazo 324/ en campo/ elemento
discreto/ AT 323 transmisor de Anlisis/ lazo 323/ en campo/
elemento discreto/ AC 323 controlador de anlisis/ lazo 323/
accesible al operador / elemento discreto/ FFC 322 controlador
fraccin de caudal/ lazo 322/ accesible al operador / elemento
discreto/ FC 322 controlador de nivel/ lazo 322/ accesible al
operador / elemento discreto/ FT 322 transmisor de caudal/ lazo
322/ en campo/ elemento discreto/ FV 322 Vlvula de caudal/ lazo
322/ en campo/ elemento discreto. Seales elctricas de 4-20 mA
Seales de Proceso
En el proceso de la columna se observan distintos lazos de
control.
LAZO 320: Se tiene un transmisor de caudal FT 320 que enva una
seal elctrica de la medicin del flujo de vapor, esta seal se
transmite en 2 direcciones a FY 320 y a FY 322, los cuales son
mdulos de clculo del caudal. LAZO 321: tenemos un transmisor de
caudal FT 321 que mide el flujo por la tubera, y enva una seal
elctrica a FC 321 un controlador de caudal que est en un tablero
que controla la vlvula FV 321 que regula el paso del caudal, a FC
321 tambin le entra la seal de FFC 321 que es un controlador de
fraccin de flujo, es un control en cascada. LAZO 322: la seal de
clculo del caudal se transmite a FFC 322 el cual est en cascada con
el controlador FC 322 que recibe la medicin del caudal destilado de
FT 322 para controlar la vlvula FV322. LAZO 323: El transmisor de
anlisis AT 323 mide la concentracin del fluido y enva esta seal a
un controlador de anlisis, que est dispuesto en cascada con el lazo
322. LAZO 324: se tiene FT 324 que enva su medicin a FC 324 que
controla la vlvula FV 324 que regula el reflujo que se introduce en
la columna de destilacin. LAZO 325: LT 325 mide el nivel en el
acumulador y enva una seal elctrica a LC 325 que realiza su accin
de control y enva esta seal a FC 324 que controla el flujo en la
descarga del acumulador. LAZO 326: PT 326 mide la presin en la
columna de destilacin y enva esta seal a PC 326 que controla la
vlvula PV 326. LAZO 327: LT 327 mide el nivel en la columna de
destilacin de los lodos y enva una seal elctrica LC 327 que
controla el nivel de los lodos en la columna y est conectado en
cascada con FC 328. LAZO 328: FT 328 mide el flujo de los lodos que
salen de la columna de destilacin y enva esta seal FC 328 que
controla la valvula FV 328 que regula el paso del caudal de los
lodos en la tubera.
2.4 Proceso de Separacin Gas & Oil.
Figura 5. Proceso separacin Gas and OIL
PSH 02 Switch de presin alto/ lazo 2/ en campo/ elemento
discreto PT 02 transmisor de presin/ lazo 2/ en campo/ elemento
discreto PIC 02 controlador indicador de presin/ lazo 2/ en panel/
elemento discreto PV 02 vlvula de presin/ lazo 2/ en campo/
elemento discreto LSHH 02 switch de sobrenivel alto// lazo 2/ en
campo/ elemento discreto LT 02 transmisor de nivel/ lazo 2/ en
campo/ elemento discreto LXL 02 nivel bajo/ lazo 2/ en campo/
elemento discreto FQIT 01 interruptor indicador de integracin de
flujo/ lazo 1/ en campo/ elemento discreto FSL 03 Luz de seguridad
de flujo/ lazo 3/ en panel/ elemento discreto FIC 03 Controlador
indicador de flujo/ lazo 3/ en panel/ elemento discreto FT 03
transmisor de caudal / lazo 3/ en panel/ elemento discreto PSH 03
Switch de presin alto/ lazo 3/ en campo/ elemento discreto PSL 03
Switch de presin bajo/ lazo 3/ en campo/ elemento discreto LIC 02
controlador indicador de nivel / lazo 2/ en panel/ elemento
discreto LV 02 Valvula de nivel/ lazo 2/ en campo/ elemento
discreto FQIT 01 FQIT 01 interruptor indicador de integracin de
flujo/ lazo 1/ en campo/ elemento discreto FQI 04 indicador
integrador de flujo/ lazo 4/ en panel/ elemento discreto. FV 03
Valvula de caudal/lazo 3/ en campo/ elemento discreto.
El proceso describe la separacin del gas y el petrleo, para esta
planimetra se observan 4 lazos de control que se describen a
continuacin:
LAZO 02: En el separador SG-02 se tiene PT 02 que mide la presin
y enva una seal elctrica a PIC 02 que controla la PV 02 que regula
el paso del flujo del gas que sale del separador, se tienen
sensores para alarmas como son PSH 02, LSHH 02 y LXL 02, LT 02
realiza la medicin del nivel en el separador y enva una seal
elctrica a LIC 02 que controla a LV 02 que regula el flujo de
petrleo que sale del proceso.
LAZO 03: Se tienen PSH 03 y PSL 03, que miden la presin en la
tubera del petrleo que sale del separador y es bombeado, estos
sensores se utilizan por seguridad, FT 03 mide el flujo por dicha
tubera y comunica una seal a FC 03 que controla a FV 03 que regula
el flujo del petrleo que se realimenta al separador.
3. Relacione el ttulo del dispositivo descrito con su respectivo
smbolo o dibujo a continuacin:
1. (U) Pneumatic Line Symbol 2. (A) Discrete Instrument -
Primary Location Normally Accessible to Operator 3. (C) Safety
Valve 4. (P) Discrete Instrument - Auxiliary Location Normally
Accessible to Operator 5. (T) Board Mounted Electronic Level
Controller 6. (Q) Butterfly Valve 7. (J) Back Pressure Regulator -
Self Contained 8. (H) Internal System Link - Software or Data Link
9. (S) Discrete Instrument, Normally Inaccessible (Behind the
Panel) 10. (F) Shared Display or Control - Primary Location
Normally Accessible to Operator 11. (B) Electromagnetic or Sonic
Signal, Not Guided 12. (L) Electric or Electronic Signal 13. (E)
Variable Area Meter (Rotameter) 14. (G) Control Valve - Pneumatic
Actuator, Fail Open 15. (L) Electric or Electronic Signal 16. (N)
Discrete Instrument - Field Mounted 17. (Q) Control Valve, Fail
Closed 18. (R) Pneumatic Binary Signal 19. (K ) Pressure Indicator
20. (M) Programmable Logic Controller - Primary Location Normally
Accessible to Operator 21. (I) Flow Gauge
Figura 6. Smbolos P&ID
4. Mediante el uso de un Software de edicin de planos edite los
ejercicios 2.1 y 2.3 (se sugiere Microsoft Visio).
Solucin:
Figura 7. Lazo de control de dos variables realizado en el
software VISIO.
Figura 8. Proceso columna de destilacin, realizado en el
software VISIO.
III. MATERIAL SUGERIDO DE SOPORTE [1] Normas ISA S5.1. [2]
Matlab. [3] http://www.controlloopfoundation.com/ [4] Principles
and Practice of Automatic Process Control - Smith &Corripio.
3rdEdition. JhonWiley&Sons. 2005. [5] Microsoft VisioIng. FABIN
JIMNEZ LPEZ M.Sc.