DIAGRAMAS DE FLUJO DE INGENIERA

DIAGRAMAS DE FLUJO DE INGENIERA

1.1 Diagramas de flujo en Ingeniera Qumica

Existen variados tipos de diagramas de flujo, que reflejan un grado creciente de precisin (o disminucin de la incertidumbre), necesario a lo largo de un proyecto. Se clasifican bajo distintos nombres, segn sea la fuente de informacin, y su estructura se basa en smbolos que no han sido del todo estandarizados (en concreto, cada biblioteca de smbolos suele ser nica y reflejan, de la mejor forma posible, el equipo fsico de cada caso). Hablaremos aqu de:

Diagramas en bloques

Diagramas simplificados del equipo

Diagramas detallados del equipo

Diagramas de instrumentacin y

Diagramas auxiliares

1.1.1 Diagramas en Bloques

Los diagramas en bloques son, prcticamente, ideogramas de proceso, en trminos principalmente fundamentales. Es decir, si se desea separar un compuesto "A" de una solucin, simplemente se dispondr una caja negra que corresponde a un proceso de separacin... que tal proceso sea factible y que exista la tecnologa necesaria es asunto de etapas posteriores. En cuanto la factibilidad se resuelve, la caja es reemplazada por un equipo concreto, en un tipo de diagrama posterior.

1.1.2 Diagramas simplificados de los equipos del proceso

Es el diagrama de ingeniera ms simple (es decir, no de carcter fundamental), donde se muestran (en forma de iconos) los equipos necesarios para una planta de proceso y la interconexin entre ellos se representa por lneas que enlazan un equipo con otro.

Este diagrama es apenas un pequeo paso ms detallado que el diagrama de flujo conceptual, consistente de simples cajas de funcionalidad, sin mayor preocupacin sobre la forma especfica de los transportes necesarios. Pero en este diagrama de los equipos del proceso se captura, sin embargo, cada equipo necesario para cumplir la funcionalidad de la caja negra y los sistemas de transporte, al menos de materiales. En cada equipo se especifican los grados de conversin, las eficiencias y otros parmetros gruesos que reflejan el requisito de diseo de cada uno. El ingeniero que desarrolla este diagrama sabe, previamente, que los equipos que ha puesto en el diagrama existen o que se les puede construir; sin embargo, no ha realizado clculos precisos de las dimensiones, materiales de construccin, costos detallados, etc.

Los sistemas computacionales de asistencia al diseo (CAD por Computer Aided Design) en ingeniera de procesos, suelen llegar hasta este nivel del diagrama de flujos de un proceso, si bien no existe impedimento conceptual alguno para que puedan avanzar mucho ms.

En este curso se revisar la construccin de este tipo de diagramas, sobre la base de conocimientos de fenmenos de transporte que los alumnos deben haber adquirido previamente. En particular, se debern construir diagramas utilizando los sistemas computacionales de asistencia al diseo conocidos como AutoCad o VISIO y SuperProDesign.

1.1.3 Diagramas detallados de equipos

Este diagrama incluye las tuberas del proceso, las vlvulas, los desages, las desviaciones, las ventilaciones, los reciclos y todos los equipos de proceso.

El diagrama detallado no suele ser necesario para la estimacin inicial de costos; su aporte es valioso, ms bien, en el clculo afinado de costos de la planta. Existen algunos sistemas CAD que incorporan un buen nivel de avance hacia este tipo de diagrama.

En este nivel de detalle, los costos se estiman por coeficientes globales, nacidos de la emprica. Por ejemplo, conocida la inversin en los equipos principales (desde el punto de vista de la inversin, es decir, los ms grandes y costosos), se estiman los costos de: instalaciones elctricas; instrumentacin; servicios de calor y fro; canalizaciones, operacin; de mantencin; etc. mediante coeficientes (15%, 20%, 5%, etc.)

1.1.4 Diagrama de distribucin de equipos e instalaciones (Lay-out)

Conocidos los equipos principales y las instalaciones de servicio necesarias (por ejemplo, si deben llegar camiones de despacho de productos, se deber considerar el rea necesaria para su entrada, salida y maniobras de carga o descarga), se desarrolla un diagrama que especifique donde est cada equipo y donde est cada instalacin (estacionamiento de ejecutivos, garaje, caldera, subestacin elctrica, casino, sala cuna, etc.) Este diagrama se suele conocer como el Lay-out del proyecto o de la Planta. Su precisin incide sobre la precisin de la estimacin de costos de terrenos y sobre las prdidas de carga asociadas a los equipos (las cotas pueden significar que se deban instalar bombas de impulsin que, de variar la localizacin de equipos, se podran ahorrar). En este curso se supondr que los alumnos conocen suficientemente los diagramas de distribucin de equipos e instalaciones de plantas o, en su defecto, que el concepto es suficientemente claro.

1.1.5 Diagramas de Instrumentacin y Canalizaciones

Este diagrama especifica tanto la conexin hidrulica de un equipo con otro en forma precisa (dimetro y longitud de caeras o canaletas, prdidas de carga asociadas a singularidades, etc.) como los aparatos que permiten el manejo concreto del proceso. En muchos casos se pueden indicar los requisitos de instrumentacin en los propios diagramas simplificados, pero, si la instrumentacin es compleja, resulta necesario desarrollar un diagrama ms detallado, destacando todos los reguladores e instrumentos.

El diagrama de instrumentacin, junto al diagrama simplificado de equipos, recibe el nombre de Diagrama de Instrumentacin y Canalizaciones, referido habitualmente como el P&ID (lase P and Ai D) representando la abreviacin de Piping and Instrumentation Diagram (se ver, posteriormente, que el nombre abreviado puede resultar inadecuado ya que existe un algoritmo de control de procesos, muy comn, llamado PID, por ser un algoritmo en que la accin de control es Proporcional, Integral y Derivativa respecto del error en la variables controlada).

Todos los diagramas anteriores son valiosos si disminuyen progresivamente la incertidumbre asociada a un proceso y si son tiles para generar los planos de detalle que corresponden a las etapas finales del diseo del proyecto. Puede resultar que el desarrollo pletrico de diagramas genere informacin poco expedita para una etapa temprana de desarrollo de modo que se debe tener siempre presente que los informes excesivamente verbosos son malos informes.SIMBOLOS DE INSTRUMENTACION

Smbolos y Nmeros de Instrumentacin

La indicacin de los smbolos de varios instrumentos o funciones han sido aplicados en las tpicas formas. El uso no implica que la designacin o aplicaciones de los instrumentos o funciones estn restringidas en ninguna manera. Donde los smbolos alternativos son mostrados sin una preferencia, la secuencia relativa de los nmeros no implica una preferencia.

La burbuja puede ser usada para etiquetar smbolos distintivos, tal como aquellos para vlvulas de control. En estos casos la lnea que esta conectando a la burbuja con el smbolo del instrumento esta dibujado muy cerca de l, pero no llega a tocarlo. En otras situaciones la burbuja sirve para representar las propiedades del instrumento.

Un smbolo distintivo cuya relacin con el lazo es simplemente aparentar que un diagrama no necesita ser etiquetado individualmente. Por ejemplo una placa con orificio o una vlvula de control que es parte de un sistema ms largo no necesita ser mostrado con un nmero de etiqueta en un diagrama. Tambin, donde hay un elemento primario conectado a otro instrumento en un diagrama, hace uso de un smbolo para representar que el elemento primario en un diagrama puede ser opcional.

Los tamaos de las etiquetas de las burbujas y de los smbolos de los miscelneos son los tamaos generalmente recomendados. Los tamaos ptimos pueden variar dependiendo en donde o no es reducido el diagrama y dependiendo el nmero de caracteres seleccionados apropiadamente acompaados de otros smbolos de otros equipos en un diagrama.

Las lneas de seales pueden ser dibujadas en un diagrama enteramente o dejando la parte apropiada de un smbolo en cualquier ngulo. La funcin de los designadores de bloque y los nmeros de las etiquetas podran ser siempre mostrados con una orientacin horizontal. Flechas direccionales podran ser agregadas a las lneas de las seales cuando se necesite aclarar la direccin del flujo para informacin. La aplicacin de flechas direccionales facilita el entendimiento de un sistema dado.

Elctrico, neumtico o cualquier otro suministro de energa para un instrumento no se espera que sea mostrado, pero es esencial para el entendimiento de las operaciones de los instrumentos en un lazo de control.

En general, una lnea de una seal representara la interconexin entre dos instrumentos en un diagrama de flujo siempre a travs de ellos. Pueden ser conectados fsicamente por ms de una lnea.

La secuencia en cada uno de los instrumentos o funciones de un lazo estn conectados en un diagrama y pueden reflejar el funcionamiento lgico o informacin acerca del flujo, algunos de estos arreglos no necesariamente correspondern a la secuencia de la seal de conexin. Un lazo electrnico usando una seal analgica de voltaje requiere de un cableado paralelo, mientras un lazo que usa seales de corriente analgica requiere de series de interconexin. El diagrama en ambos casos podra ser dibujado a travs de todo el cableado, para mostrar la interrelacin funcional claramente mientras se mantiene la presentacin independiente del tipo de instrumentacin finalmente instalado.

El grado de los detalles para ser aplicado a cada documento o seccin del mismo esta enteramente en la discrecin del usuario de la conexin. Los smbolos y designaciones en esta conexin pueden disearse para la aplicacin en un hardware o en una funcin en especfico. Los sketches y documentos tcnicos usualmente contienen simbolismo simplificado e identificacin. Los diagramas de flujo de un proceso usualmente son menos detallados que un diagrama de flujo de ingeniera. Los diagramas de ingeniera pueden mostrar todos los componentes en lnea, pero pueden diferir de usuario a usuario en relacin a los detalles mostrados. En ningn caso, la consistencia puede ser establecida para una aplicacin. Los trminos simplificado, conceptual, y detallado aplicado a los diagramas donde se escoge la representacin a travs de la seccin de un uso tpico. Cada usuario debe establecer el grado de detalle de los propsitos del documento especfico o del documento generado.

Es comn en la prctica para los diagramas de flujo de ingeniera omitir los smbolos de interconexin y los componentes de hardware que son realmente necesarios para un sistema de trabajo, particularmente cuando la simbolizacin elctrica interconecta sistemas.

Un globo o circulo simboliza a un instrumento aislado o instrumento discreto, pare el caso donde el circulo esta dentro de un cuadrado, simboliza un instrumento que comparte un display o un control. Los hexgonos se usan para designar funciones de computadora. Para terminar el los controles lgicos programables PLC's se simbolizan con un rombo dentro de un cuadrado.

Instrumento Discreto

Display Compartido, Control Compartido

Funcin de computadora

Control Lgico Programable

Descripcin de cmo los crculos indican la posicin de los instrumentos.Los smbolos tambin indican la posicin en que estn montados los instrumentos. Los smbolos con o sin lneas nos indican esta informacin. Las lneas son variadas como son: una sola lnea, doble lnea o lneas punteadas.Montado en TableroNormalmente accesible al operadorMontado en CampoUbicacin Auxiliar.Normalmente accesible al operador.

Instrumento Discreto o Aislado

Display compartido, Control compartido.

Funcin de Computadora

Control Lgico Programable

Las lneas punteadas indican que el instrumento esta mondado en la parte posterior del panel el cual no es accesible al operador.Instrumento Discreto

Funcin de Computadora

Control Lgico Programable

Numero de identificacin de los instrumentos o nmeros TAGCada instrumento o funcin para ser designada esta diseada por un cdigo alfanumrico o etiquetas con nmeros.La parte de identificacin del lazo del nmero de etiqueta generalmente es comn a todos los instrumentos o funciones del lazo. Un sufijo o prefijo puede ser agregado para completar la identificacin.NUMERO DE IDENTIFICACION TIPICO ( NUMERO TAG)

TIC103

T103

103

TIC

T

IC Identificacin del instrumento o nmero de etiqueta

Identificacin de lazo Nmero de lazo Identificacin de funciones Primera letra Letras Sucesivas

NUMERO DE IDENTIFICACION EXPANDIDO

10-PAH-5A

10

A Nmero de etiqueta

Prefijo opcional Sufijo opcional

Nota: Los guiones son optativos como separadores.

El nmero de lazo del instrumento puede incluir informacin codificada, tal como la designacin del rea de la planta que lo designe. Esto tambin es posible para series especficas de nmeros para designar funciones especiales.

Cada instrumento puede ser representado en diagramas por un smbolo. El smbolo puede ser acompaado por un nmero de etiqueta.IDENTIFICACIN FUNCIONAL.

La identificacin funcional de un instrumento o su equivalente funcional consiste de letras, las cuales se muestran en la tabla 1 e incluyen una primera letra (designacin de la medida o variable inicial) y una o ms letras sucesivas (identificacin de funciones).La identificacin funcional de un instrumento esta hecha de acuerdo a su funcin y no a su construccin. Un registrador de diferencia de presin usado para medir flujo se identifica como FR; un indicador de presin y un switch actuado a presin conectado a la salida de un transmisor de nivel neumtico estn identificados por LI y LS, respectivamente.En un lazo de instrumentos, la primera letra de una identificacin funcional es seleccionada de acuerdo a la medida y a la variable inicial y no de acuerdo a la variable manipulada. Una vlvula de control vara el flujo de acuerdo a lo dictaminado por un controlador de nivel, esto es una LV.La sucesin de letras en la identificacin funcional designa una o ms funciones pasivas y/o salidas de funcin. Una modificacin de las letras puede ser usada, si se requiere, en adicin a una o ms letras sucesivas. Por ejemplo, TDAL contiene dos modificadores. La variable medida D cambia a una nueva variable T, como diferencia de temperatura. La letra L restringe la lectura de la funcin A, alarma, para representar solamente una alarma baja.La secuencia de identificacin de las letras llega a ser con una primera letra seleccionada de acuerdo a la tabla 1. Las letras de funciones pasivas o activas siguen cualquier orden, y las letras de la salida funcional siguen a sta en cualquier frecuencia, excepto que la salida de la letra C (control) precede la salida de la letra V (valve), por ejemplo: PCV (vlvula controladora de presin).Un dispositivo de funcin mltiple puede ser simbolizado en un diagrama por muchas burbujas como haya variables medidas, salidas y/o funciones. Un controlador de temperatura con un switch puede ser identificado por dos burbujas una con la inscripcin TIC-3 y una con la inscripcin TSH-3. El instrumento podra estar designado como TIC-3/TSH-3 para todos los usos y sus referencias.El nmero para las letras funcionales agrupadas en un instrumento pueden mantenerse con un mnimo de acuerdo al ajuste del usuario. El nmero total de letras contenidas en un grupo no pueden exceder de cuatro.IDENTIFICACIN DEL LAZO.La identificacin del lazo consiste en la primera letra y un nmero. Cada instrumento en un lazo tiene asignado a l el mismo nmero de lazo y, en caso de una numeracin paralela, la misma primera letra. Cada lazo de instrumentos tiene un nico nmero de identificacin de lazo. Un instrumento comn a dos o ms lazos podra cargar la identificacin del lazo al cual se le considere predominante.La numeracin de los lazos puede ser paralela o serial. La numeracin paralela involucra el inicio de una secuencia numrica para cada primera letra nueva, por ejemplo: TIC-100, FRC-100, LIC-100, AL-100, etc. La numeracin serial involucra el uso de secuencias simples de nmeros para proyectar amplias secciones. Una secuencia de numeracin de un lazo puede realizarse con uno o cualquier otro nmero conveniente, tal como 001, 301 o 1201. El nmero puede incorporarse al cdigo de operacin; de cualquier manera su uso es recomendado.Si un lazo dado tiene ms de un instrumento con el mismo identificador funcional, un sufijo puede ser aadido al nmero del lazo, por ejemplo: FV-2A, FV-2B, FV-2C, etc., o TE-25-1, TE-25-2, etc. Esto puede ser ms conveniente o lgico en un instante dado para designar un par de transmisores de flujo, por ejemplo, como FT-2 y FT-3 en vez de FT-2A y FT-2B. Los sufijos pueden ser asignados de acuerdo a los siguientes puntos:1) 1) Se pueden usar sufijos tales como A, B, C, etc.2) 2) Para un instrumento tal como un multipunto que registra los nmeros por puntos de identificacin, el elemento primario puede ser numerado TE-25-1, TE-25-2, TE-25-3, etc., correspondiendo al punto de identificacin del nmero.3) 3) Las subdivisiones de un lazo pueden ser designadas serialmente alternadas con letras como sufijos y nmeros.Un instrumento que desempea dos o ms funciones puede ser designado por todas sus funciones, por ejemplo un registrador de flujo FR-2 con una presin PR-4 puede ser designada FR-2/PR-4. Y dos registradores de presin pueden ser PR-7/8, y una ventana como anunciador comn para alarmas de altas y bajas temperaturas puede ser TAHL-21. Los accesorios de instrumentacin tales como medidores de presin, equipo de aire, etc., que no estn explcitamente mostrados en un diagrama, pero que necesitan una designacin para otros propsitos pueden ser etiquetados individualmente de acuerdo a sus funciones y podra usarse la misma identificacin del lazo como estos sirven directamente al lazo. La aplicacin de una designacin no implica que el accesorio deba ser mostrado en el diagrama. Alternativamente los instrumentos pueden ser usados con el mismo nmero de etiqueta con el cual ha sido asociado el instrumento, pero aclarando las palabras agregadas.Las reglas para la identificacin del lazo no necesitan ser aplicados a los instrumentos y accesorios. Un usuario u operador puede identificar a estos por otros medios.Nomenclatura de Instrumentos

La siguiente tabla muestra las diferentes letras que se utilizan para clasificar los diferentes tipos de instrumentos.

1 Letra2 Letra

Variable medida(3)

Letra de ModificacinFuncin de lectura pasivaFuncin de SalidaLetra de Modificacin

A. Anlisis (4)Alarma

B. Llama (quemador)Libre (1)Libre (1)Libre (1)

C. ConductividadControl

D. Densidad o Peso especificoDiferencial (3)

E. Tensin (Fem.)Elemento Primario

F. CaudalRelacin (3)

G. CalibreVidrio (8)

H. ManualAlto (6)(13)(14)

I. Corriente ElctricaIndicacin o indicador (9)

J. PotenciaExploracin (6)

K. TiempoEstacin de Control

L. NivelLuz Piloto (10)Bajo (6)(13)(14)

M. HumedadMedio o intermedio (6)(13)

N. Libre(1)LibreLibreLibre

O. Libre(1)Orificio

P. Presin o vacoPunto de prueba

Q. CantidadIntegracin (3)

R. RadiactividadRegistro

S. Velocidad o frecuenciaSeguridad (7)Interruptor

T. Temperatura Transmisin o transmisor

U. Multivariable (5)Multifuncin (11)Multifuncin (11)Multifuncin (11)

V. ViscosidadVlvula

W. Peso o FuerzaVaina

X. Sin clasificar (2)Sin clasificarSin clasificarSin clasificar

Y. Libre(1)Rel o compensador (12)Sin clasificar

Z. PosicinElemento final de control sin clasificar

1. 1. Para cubrir las designaciones no normalizadas que pueden emplearse repetidamente en un proyecto se han previsto letras libres. Estas letras pueden tener un significado como primera letra y otro como letra sucesiva. Por ejemplo, la letra N puede representar como primera letra el modelo de elasticidad y como sucesiva un osciloscopio.2. 2. La letra sin clasificar X, puede emplearse en las designaciones no indicadas que se utilizan solo una vez o un nmero limitado de veces. Se recomienda que su significado figura en el exterior del crculo de identificacin del instrumento. Ejemplo XR-3 Registrador de Vibracin.3. 3. Cualquier letra primera se utiliza con las letras de modificacin D (diferencial), F (relacin) o Q (interpretacin) o cualquier combinacin de las mismas cambia su significado para representar una nueva variable medida. Por ejemplo, los instrumentos TDI y TI miden dos variables distintas, la temperatura diferencial y la temperatura, respectivamente.4. 4. La letra A para anlisis, abarca todos los anlisis no indicados en la tabla anterior que no estn cubiertos por una letra libre. Es conveniente definir el tipo de anlisis al lado del smbolo en el diagrama de proceso.5. 5. El empleo de la letra U como multivariable en lugar de una combinacin de primera letra, es opcional.6. 6. El empleo de los trminos de modificaciones alto, medio, bajo, medio o intermedio y exploracin, es preferible pero opcional.7. 7. El termino seguridad, debe aplicarse solo a elementos primarios y a elementos finales de control que protejan contra condiciones de emergencia (peligrosas para el equipo o el personal). Por este motivo, una vlvula autorreguladora de presin que regula la presin de salida de un sistema mediante el alivio o escape de fluido al exterior, debe se PCV, pero si esta misma vlvula se emplea contra condiciones de emergencia, se designa PSV. La designacin PSV se aplica a todas las vlvulas proyectadas para proteger contra condiciones de emergencia de presin sin tener en cuenta las caractersticas de la vlvula y la forma de trabajo la colocan en la categora de vlvula de seguridad, vlvula de alivio o vlvula de seguridad de alivio.8. 8. La letra de funcin pasiva vidrio, se aplica a los instrumentos que proporciona una visin directa no calibrada del proceso.9. 9. La letra indicacin se refiere a la lectura de una medida real de proceso, No se aplica a la escala de ajuste manual de la variable si no hay indicacin de sta.10. 10. Una luz piloto que es parte de un bucle de control debe designarse por una primera letra seguida de la letra sucesiva I. Por ejemplo, una luz piloto que indica un periodo de tiempo terminado se designara KI. Sin embargo, si se desea identificar una luz piloto fuera del bucle de control, la luz piloto puede designarse en la misma forma o bien alternativamente por una letra nica I. Por ejemplo, una luz piloto de marcha de un motor elctrico puede identificarse. EL, suponiendo que la variable medida adecuada es la tensin, o bien XL. Suponiendo que la luz es excitada por los contactos elctricos auxiliares del arrancador del motor, o bien simplemente L.11. 11. El empleo de la letra U como multifuncin en lugar de una combinacin de otras letras es opcional.12. 12. Se supone que las funciones asociadas con el uso de la letra sucesiva Y se definirn en el exterior del smbolo del instrumento cuando sea conveniente hacerlo as.13. 13. Los trminos alto, bajo y medio o intermedio deben corresponder a valores de la variable medida, no a los de la seal a menos que se indique de otro modo. Por ejemplo, una alarma de nivel alto derivada de una seal de un transmisor de nivel de accin inversa debe designarse LAH incluso aunque la alarma sea actuada cuando la seal cae a un valor bajo.14. 14. Los trminos alto y bajo, cuando se aplican a vlvulas, o a otros dispositivos de cierre apertura, se definen como sigue:Alto: indica que la vlvula esta, o se aproxima a la posicin de apertura completa.Bajo: Denota que se acerca o esta en la posicin completamente cerrada.Smbolos de Lneas

La sismologa de lneas representa la informacin nica y critica de los diagramas de instrumentacin y tuberas. Las lneas indican la forma en que se interconectan los diferentes instrumentos as como las tuberas dentro de un lazo de control.Las lneas pueden indicar diferentes tipos de seales como son neumticas, elctricas, pticas, seales digitales, ondas de radio etc.

Conexin a proceso, enlace mecnico, o alimentacin de instrumentos.

Seal indefinida

E.U.Internacional

Seal Elctrica

Seal Hidrulica

Seal Neumtica

Seal electromagntica o snica (guiada)

Seal electromagntica o snica (no guiada)

Seal neumtica binaria

Seal elctrica binaria

Tubo capilar

Enlace de sistema interno (software o enlace de informacin)

Enlace mecnico

Se sugieren las siguientes abreviaturas para representar el tipo de alimentacin (o bien de purga de fluidos):

ASAlimentacin de aire.

ESAlimentacin elctrica.

GSAlimentacin de gas.

HSAlimentacin hidrulica.

NSAlimentacin de nitrgeno.

SSAlimentacin de vapor.

WSAlimentacin de agua.Smbolos de Vlvulas y Actuadores

VLVULAS

Smbolos para vlvulas de control

Globo, compuerasdata u otranguloMariposaObturador rotativo o vlvula de bola

Tres vasCuatro vas

Globo

Diafragma

ACTUADORES

Smbolos para actuadores.

Diafragma con muelleDiafragma con muelle, posicionador y vlvula piloto y vlvula que presuriza el diafragma alActuar.

Preferido Opcional

Motor rotativoCilindro sin posicionador u otro piloto

Simple accin

Doble accin

Preferido para cualquier cilindro

Actuador manualElectrohidrulico

SolenoidePara Vlvula de alivioo de seguridad

Accin del actuador en caso de fallo de aire (o de potencia)

Abre en fallo

Cierra en falloAbre en fallo a va A-C

Abre en fallo a vas A-C y D-B

Se bloquea en fallo

Posicin indeterminada en fallo

Lectura de un Lazo Simple

Es posible obtener gran informacin con solo observar el Diagrama de instrumentacin y tuberias (P&ID's). Para este ejemplo tenemos por ejemplo, para el lazo que se presenta tenemos un numero de identificacin (TAG) 301. Con este numero y la primera letra identificadora T para temperatura puede determinarse que el propsito primario para este lazo es la medicin y control de temperatura de un intercambiador de calor. Los instrumentos en el lazo incluyen un transmisor de temperatura, un controlador y una vlvula. Cada una de estas funciones son designadas por la segunda o tercer letra en la identificacin.Al observar el smbolo del transmisor nos revela que esta mondado en campo, esto se asume debido a que no tiene una lnea dentro del crculo. La lnea que contiene las X's nos indica que el transmisor esta conectado al proceso por medio de un tubo capilar. La lnea punteada indica que la seal del transmisor hacia el controlador es de tipo elctrica. La lnea dentro del crculo del controlador indica que este instrumento esta situado en un tablero.La seal elctrica desde el controlador es recibida por un transductor que convierte la seal. Este a su vez manda una seal al elemento final que es una vlvula, que al observar la posicin de la flecha nos indica que si la vlvula pierde la seal automticamente se cerrara la vlvula.

Diagramas de lazos de instrumentacinLos diagramas de instrumentacin del proceso o diagramas de instrumentacin y tuberas (P&ID's) son una buena fuente de informacin incluyendo todas las variables del proceso en el sistema como tambin la informacin de cada uno de los instrumentos en los lazos.

Cuando se necesita una mas informacin especifica y detallada es necesario utilizar otros tipos de diagramas como es un diagrama de lazo de instrumentacin. El diagrama de lazo nos permite una mejor comprensin de cmo opera el lazo.

Esta informacin nos permite identificar las conexiones entre los dispositivos, la accin de los componentes y las rutas de comunicacin.

El contenido del diagrama de lazo esta compuesto por la representacin de la informacin del lazo de instrumentacin. Este contiene toda la informacin de las conexiones elctricas y de tuberas asociadas. Todas las interconexiones de punto a punto estn identificados por medio de nmeros o cdigos de colores para identificar los conductores, multitubos neumticos, y los tubos neumticos e hidrulicos. Sumado a esto el diagrama nos puede indicar informacin de gran ayuda para identificar informacin especial como caractersticas especiales, funciones de apagado de seguridad y circuitos de seguridad. Suministros de energa, fuentes de energa, suministro de aire, suministro de fluido hidrulico, tensin, presin o cualquier parmetro aplicable.

Secciones

Area de proceso de campo (Field Process Area)

La seccin de arrea de proceso de campo, muestra los instrumentos montados en campo. Si se compara el Diagrama de instrumentacin y tuberas (P&IDs) de un sistema con el diagrama de lazo de instrumentacin, se podr interpretar el lugar en que estn ubicados los instrumentos ya que aparecen los mismos smbolos.

Empalmes o Conexiones de campo (Field Junction)

La seccin de empalme de campo nos muestra las cajas de empalme o conexin para el lazo. Las cajas de conexin son los puntos intermedios de conexin entre las lneas de seal. Por lo regular estos no son mostrados en los P&ID's

Panel trasero (Rear Panel)

La seccin del panel trasero nos muestra lo ubicacin de los instrumentos o conexiones que estn localizados en la parte trasera del panel.

Panel Frontal (Panel Front)

La seccin del panel frontal muestra la ubicacin de los instrumentos montados en el tablero.

Identificacin de los smbolos para la conexin y puerto de un instrumento.

A

BEn esta seccin de diagrama de lazo se representan las conexiones o puertos del instrumento. El tipo de seal de lnea nos indica que es un lazo neumtico. En este tipo de lazos el smbolo para la conexin del instrumento es un grupo de cuadrados unidos verticalmente pegados a un circulo de instrumentacin. En el ejemplo A se representa un transmisor de flujo (FT-301) y en el B se representa un controlador indicador de flujo (FIC-301).El smbolo del puerto del instrumento indica como esta conectado el dispositivo hacia la lnea de seal o la fuente de suministro. Es esencial el poder localizar este tipo de conexiones para poder rastrear posibles problemas en el lazo. Las letras en los cuadrados indican el tipo de conexiones. Para este caso el transmisor de flujo tiene dos conexiones. La letra S indica que el puerto es un puerto de suministro (supply port). La letra O nos seala que es un puerto de salida (outlet port). Usualmente el suministro para los instrumentos neumticos es de 20 psi.El controlador de flujo tiene tres puertos de conexin. Etiquetados como I, O y S. La I y la O corresponden a entrada y salida respectivamente (in and out), mientras la S significa suministro de aire.

Los controladores electrnicos contienen una conexin positiva y negativa y la polaridad debe tomarse en cuenta al conectarlos. Las letras de identificacin sin definidas por el fabricante o por la facilidad.Descripcin de las cajas de conexin y su identificacin

Las cajas de conexin de campo son los puntos auxiliares de conexin para las lneas de seal. En un diagrama de lazo estas se encuentran usualmente en la seccin de la caja de conexin de campo y en la seccin del panel trasero.El smbolo para la caja de conexin de campo se compone por un grupo de cuadrados conectados verticalmente que indican los puntos de conexin. En el cuadro superior contiene las letras JB (junction box) y un nmero de identificacin. Para los ejemplos las cajas de conexin estn etiquetadas como JB 100 y JB 200. Cada cuadro adicional en una caja de conexin deber contener un nmero. Los nmeros son designados por la facilidad de interpretacin y son puntos especficos de conexin en los instrumentos. Los nmeros que aparecen en las cajas son idnticos a los nmeros de los instrumentos. El numero de cuadros nos indica las conexiones disponibles en la caja, si algn cuadro no tuviera numero esto indicara que esta sin usar ese punto de conexin. Identificacin del smbolo para el suministro de energa del lazo.

Los diagramas de lazo tambin nos proveen la informacin acerca del suministro de energa del lazo. En un lazo neumtico, el suministro de energa esta representado por las letras AS (Air Supply) seguido por la cantidad de presin requerida para la operacin del instrumento. Esta informacin esta conectada por una lnea slida hacia el instrumento. En las figuras se muestra un suministro de energa de 20 psig.Identificacin del punto de ajuste (set-point) y del rango de operacin del instrumento.

Por medio del diagrama de lazo de instrumentacin se puede identificar el punto de ajuste y rango de operacin de los instrumentos.Para la informacin acerca del rango de operacin del instrumento se localiza dentro de un rectngulo horizontal cerca del instrumento, al que se esta haciendo referencia, mientras que la informacin acerca del punto de ajuste o set point se muestra en un rombo ubicado cerca del controlador.Identificacin e Interpretacin del smbolo de accin de control.Otra importante informacin en el saber como responden los instrumentos. La accin de control es mostrada por medio de una flecha apuntando hacia a arriba o hacia abajo. La flecha esta localizada cerca del smbolo del instrumento o abajo del rectngulo que contiene la informacin sobre el rango de operacin del instrumento.La flecha indicando hacia arriba indica que el al incrementarse el valor de la seal de entrada aumenta el valor de la salida tambin aumenta. Cuando la flecha apunta hacia abajo funciona de forma contraria, el valor de la salida disminuye mientras el valor de entrada aumenta.Lazos Electrnicos

Interpretacin de los lazos electrnicos por medio de los smbolos de instrumentacin

Una de las ventajas de los diagramas de lazo es el poder hacer un seguimiento lgico a travs del lazo. Por lo regular el punto de inicio para leer un diagrama es por el lado izquierdo, el propsito es poder encontrar el elemento primario. Por ejemplo el siguiente ejemplo se refiere a un lazo diseado para la medicin del flujo por medio de una placa de orificio.El transmisor etiquetado como FT-101 sensa y mide la diferencia de presin causada por la restriccin de la placa de orificio. El transmisor tambin produce una seal que representa esta cada, la cual es proporcional al flujo promedio.Los puntos de conexin del transmisor son terminales elctricas. Los signos positivo y negativo indican la polaridad de las terminales. Este transmisor transmite una seal de 4 a 20 mA. La flecha apuntando hacia arriba nos indica que es un instrumento que acta directamente. El ovalo alrededor de las lneas de seal indica que esta blindada la seal para evitar interferencia elctrica que pueda ocasionar una lectura errnea en los indicadores.

La seal del transmisor pasa a trabes de 3 cajas de conexin. Estas estn ubicadas en el rea del campo de proceso, en el rea de campo de conexin y en la seccin del panel trasero.Las cajas de conexin estn mostradas en grupos de cuadros conectados verticalmente, etiquetadas con JB y con un nmero de identificacin en la parte superior. EN este lazo las etiquetas de las cajas son JB300, JB400 y JB500. Los nmeros dentro de los cuadros corresponden a los puntos de conexin. Las notas en el diagrama indican informacin especfica el nmero de cable. Por ejemplo el cable 10 entra en JB400 y el cable 30 sale desde JB400.Utilizando la siguiente figura podemos observar que en el punto 22, el cable no. 1 va desde ese punto hasta el punto de conexin 8 el cual es mostrado en la seccin frontal del panel.

En el punto 1 y 2 se puede observar que existe un suministro de energa elctrica ES (electrical supply) y a su vez se indica la tensin y frecuencia del suministro. Por ultimo observando el rectngulo podemos decir que el controlador indicador de flujo FIC-101 convierte la seal elctrica recibida a galones por minuto.Lazos Neumticos

Los diagramas de lazo estn organizados de tal forma que puedan ser ledos indiferentemente de la fuente de suministro. Los diagramas lazos neumticos sin similares a los lazos electrnicos. La mayora si no es que todos utilizan el mismo tipo de simbologa. A continuacin se muestra un ejemplo.Interpretacin de los lazos neumticos por medio de los smbolos de instrumentacin

La informacin general se presenta en el titulo del dibujo mientras que las notas estn en la parte inferior. Como en los lazos electrnicos, la informacin se lee generalmente de izquierda a derecha.

En este caso el elemento primario del lazo es un orificio, este esta instalado en una tubera de 1 1/2 de pulgada. La identificacin as como el radio estn indicados en el dibujo. El material del proceso es agua. El transmisor, etiquetado como FT-301 tiene dos terminales de conexin, etiquetadas como S para suministro y O para el puerto de salida. El rango de operacin del instrumento es de 0 a 100" H2O, lo cual esta indicado en el rectngulo horizontal cercano al instrumento. El suministro de aire es de 20 psig. La flecha apuntando hacia arriba nos indica que es un transmisor que acta directamente, esto es, si aumenta la seal de salida, la seal de entrada tambin aumenta.La seal neumtica del transmisor pasa a travs de una caja de empalme que esta montada en campo (JB 100), del punto 1 continua a la caja JB-200 que esta situada en la parte posterior del panel. Cabe sealar que las cajas de empalme o conexin para los lazos neumticos son cuadrados unidos verticalmente tales como los usados en los lazos electrnicos.La notacin de la lnea de identificacin adyacente al JB100, indica que la lnea es un tubo del no.28. Esta lnea en particular es designada como 28-1, que quiere decir que es el primer tubo de la lnea 28. De JB200 va conectada a la parte posterior del panel, los tubos estn conectados a los cuadros correspondientes al extractor etiquetado como FY-301. Este ltimo tiene un suministro de aire.

De el extractor FY-301 la seal tiene dos ramificaciones, Es necesario seguir estas dos hasta llegar a la seal de lnea principal. La primera ramificacin se conecta a la entrada de un registrado etiquetado como FR-301. La segunda se controla a la entrada de un controlador designado como FIC-301. Este tiene un punto de ajuste de 80 gpm que es visto en el rombo cerca del controlador mientras que la flecha apuntando hacia abajo indica que acta inversamente. En el rectngulo horizontal se muestra el rango de operacin que es de 0 a 100 gpm. La salida del controlador es representada como 28-2. Los dos instrumentos tanto el registrador como el controlador tienen un suministro de aire de 20 psig.

Utilizando como referencia la figura inicial de los lazos neumticos, se puede observar que la salida del controlador va conectada al elemento final el cual es una vlvula actuador con diafragma. Cuando el elemento final recibe una seal del controlador, la vlvula ajusta el flujo para mantener el valor del punto de ajuste.UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTNFACULTAD DE INGENIERA DE PROCESOS

ESCUELA DE INGENIERA QUMICA

SEGURIDAD E HIGIENE INDUSTRIAL

INTEGRANTES:BLANCO GALVEZ ALEXIZ MOISES

RIVERA QUIONEZ YANDARIER ALBERTO

CASCASI FLORES LUIS ANTONIO

CAIRA TICONA RAL GRINSTER

CALCINA MINGA EDSON JAVIER

AO 2007