5/28/2018 Norma ISA 5.1

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InstrumentaoNorma ISA 5.1

Introduo:

A Norma ISA 5.1 (Instrument Society of America) estabelece umapadronizao para designar os instrumentos e sistemas de instrumentaousados para medio e controle em equipamentos e processos industriais.

Para isso a norma define smbolos, elementos grficos, cdigos deidentificao alfa e numricos, abreviaturas, blocos de funo e linhas deconexo.

A norma adequada para uso em indstrias qumicas, de petrleo, degerao de energia, refrigerao, minerao, refinao de metal, papel ecelulose e muitas outras.

A norma adequada para uso sempre que qualquer referncia a uminstrumento ou a uma funo de um sistema de controle for necessria com oobjetivo de simbolizao de identificao.

A norma destina-se a fornecer informaes suficientes a fim de permitirque qualquer pessoa, ao revisar qualquer documento sobre medio e controlede um processo industrial, possa entender as maneiras de medir e controlar oprocesso.

Esta Norma utilizada na elaborao dos seguintes documentos:- Fluxogramas de processo e mecnico;

- Diagramas de sistemas de instrumentao;

- Especificaes, listas de instrumentos;

- Identificao de instrumentao e funes de controle.

Para os Fluxogramas de Processo admite-se uma simplificao na

utilizao dos smbolos grficos recomendados por esta Norma.

Definies:

Instrumentao

a aplicao de instrumentos.

Instrumentos

Dispositivos usados direta ou indiretamente para medir ou controlar umavarivel, ou ambos.

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Processo

Qualquer operao ou sequencia de operaes envolvendo uma mudanade

estado, de composio, de dimenso ou outras propriedades que possam serdefinidas relativamente a um padro.

Alarme

Indicao da existncia de uma condio anormal por meio de um sinal sonoro,visual ou de ambos.

Atrs do Painel

Termo aplicado a instrumentos inacessveis ao operador e que normalmente

esto localizados no interior do painel ou em armrios separados.Chave (Switch)

Dispositivo que conecta, desconecta ou transfere um ou mais circuitos,manualmente ou automaticamente. Neste caso dever ser atuado diretamentepela varivel de processo ou seu sinal representativo e, sua sada poder serutilizada para acionar alarmes, lmpadas pilotos, intertravamentos ou sistemasde segurana.

ControladorDispositivo que tem por finalidade manter em um valor pr-determinado, umavarivel de processo. Esta atuao poder ser feita manual ouautomaticamente, agindo diretamente na varivel controlada ou indiretamenteatravs de outra varivel, chamada de varivel manipulada.

Varivel de Processo

Qualquer propriedade mensurvel de um processo, so sempre grandezasfsicas, tais como presso, nvel, vazo, peso, densidade etc.

Varivel Diretamente Controlada

Varivel cujo valor medido origina um sinal de modo a originar um controle de"feedback".

Varivel Manipulada

Quantidade ou condio que varia em funo do sinal de erro para mudar ovalor de uma varivel controlada.

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Controlador Programvel

Controlador com mltiplas entradas e sadas, que contm um programa quepoder ser configurado.

Conversor

Dispositivo que emite um sinal de sada padronizado modificado (ex.: 4-20 mA,1-5Vcc, 0~10Vcc), em relao natureza do correspondente sinal de entrada,tambm padronizado. O instrumento que converte o sinal de um sensor paraum sinal padronizado dever ser designado como transmissor. Dessa forma namalha de temperatura o componente ligado ao elemento primrio (TE) deverser designado como transmissor (TT) e no como conversor (TY).

Digital

Designao aplicada a dispositivos ou sinais que utilizem dgitos binrios pararepresentar valores contnuos ou estados discretos.

Elemento Final de Controle

Dispositivo que altera diretamente o valor da varivel manipulada de umamalha de controle.

Elemento Primrio ou Sensor

Parte de uma malha ou de um instrumento que primeiro sente o valor davarivel de processo e que assume um estado ou sinal de sada, pr-determinado e inteligvel, correspondente ao valor da varivel de processo.

Estao de Controle

uma estao manual de controle provida de chave de transferncia decontrole manual para automtico e vice-versa. tambm conhecida comoestao seletora auto/ manual. Como extenso, podemos dizer que a interfacehomem-mquina de um sistema de controle distribudo pode ser consideradacomo uma Estao de Controle.

Lmpada Piloto

Lmpada que indica estados operacionais de um sistema ou dispositivo.

Local

Termo que designa a localizao de um instrumento que no est montado empainel ou sala de controle. Os instrumentos locais devero estar prximos aoselementos primrios ou finais de controle.

A palavra "campo" frequentemente utilizada como sinnimo de local.

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Malha (Loop)

Combinao de dois ou mais instrumentos ou funes de controles interligadospara medir e/ou controlar uma varivel de processo.

Medio

Determinao da existncia ou magnitude de uma varivel. Todos osdispositivos usados direta ou indiretamente com esse propsito so chamadosde instrumentos de medida.

Mostrador Compartilhado

Parte do dispositivo (usualmente uma tela de vdeo) que permite apresentar aooperador as informaes de diversas malhas de controle.

Painel

um conjunto de instrumentos montados em estruturas, que abriga a interfacedo operador com o processo. O painel pode consistir de uma ou mais sees,cubculos, consoles ou mesas de operador.

Painel Local

Painel que no considerado central ou principal e que contm osinstrumentos de controle, indicao e/ou segurana de determinado

equipamento ou sistema. Em geral dever ser montado prximo doequipamento ou sistema.

Ponto de Controle/Ajuste (Set Point)

O valor desejado da varivel controlada.

Ponto de Teste

Tomada de conexo do sensor ao processo onde normalmente se instala uminstrumento em carter temporrio ou intermitente para medio de uma

varivel de processo.Rel (Relay)

Dispositivo que conecta, desconecta ou transfere um ou mais circuitos,automaticamente, no atuado diretamente pela varivel de processo ou seusinal representativo, isto , atuado por chaves, controladores de duas posiesou outros rels.

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Sistema de Controle Distribudo

Sistema que embora funcionalmente integrado, consiste de subsistemas quepodero estar fisicamente separados e montados remotamente um do outro,obedecendo a uma hierarquia configurvel.

Transmissor

Dispositivo que sente uma varivel de processo por meio de um elementoprimrio e que produz uma sada cujo valor geralmente proporcional ao valorda varivel de processo. O elemento primrio poder ser ou no parteintegrante do transmissor.

Vlvula de Controle

Dispositivo que manipula diretamente a vazo de um ou mais fludos deprocesso. No devero ser consideradas as vlvulas manuais de bloqueio e asvlvulas de reteno auto-atuadas. A designao de vlvula de controlemanual dever ser limitada a vlvulas atuadas manualmente que so usadaspara regulagem de vazes de fludos de processo ou necessitem deidentificao como instrumento.

Varredura

Funo que consiste em amostrar, intermitentemente, de uma maneira pr-determinada cada uma das variveis de um grupo. Normalmente, a finalidadede dispositivos com varredura indicar o estado ou valor de variveis, pormpodero estar associados a outras funes tais como registro e alarme.

Identificao de InstrumentosTAG

Cada instrumento ou funo programada dever ser identificado por umconjunto de letras que o classifica funcionalmente e por um conjunto dealgarismos que indica a malha a qual pertence o instrumento ou funo

programada, obedecendo a seguinte estrutura:

Identificao Funcional

A identificao funcional dever ser formada por um conjunto de letras cujosignificado est indicado na Tabela do Anexo I. O 1 Grupo de Letrasidentificar a varivel medida ou iniciadora e o 2 Grupo de Letras identificaras funes do instrumento ou funo programada.

A identificao funcional dever ser estabelecida de acordo com a funo doinstrumento ou funo programada e no de acordo com sua construo.

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Assim, um registrador de presso diferencial usado para registro de vazodever ser identificado por FR. Um indicador de presso e um pressostatoconectado sada de um transmissor de nvel devero ser identificadosrespectivamente como LI e LS.

O 2 Grupo de Letras identifica as funes do instrumento ou funoprogramada, que podero ser:

- funo passiva - elemento primrio, orifcio de restrio, poo;

- funo de informao - alarme, indicador, registrador;

- funes ativa ou de sada - controlador, transmissor, chave.

Algumas letras podero ser utilizadas como modificadoras. A letra modificadoraaltera ou complementa o significado da letra precedente.

A seleo das letras de identificao dever estar de acordo com a Tabela doAnexo I, como segue:

(a) Varivel medida ou iniciadora: 1 letra (ex.: Presso - P);

(b) Modificadora da varivel medida ou iniciadora, quando necessrio. (ex.:Diferencial - D);

(c) Funes passivas ou de informao, em qualquer ordem entre si. (ex.:

Alarme - A);(d) Modificadora das funes, quando necessrio. (ex.: Baixo - L).

Identificao da Malha

Complementando a identificao funcional, cada instrumento dever receberum nmero que identificar a malha a qual ele pertence. Este nmero deverser comum a todos os instrumentos que compem uma mesma malha.

As malhas devero ser numeradas sequencialmente por nmeros de processoe subprocesso, isto , dentro de um mesmo sequencial de processo esubprocesso haver uma sequncia numrica, para cada varivel.

Na fase inicial de um projeto as malhas devero ser preferencialmentenumeradas em sequncia crescente de acordo com o fluxo principal doprocesso. Quando no decorrer do projeto forem acrescentados novosinstrumentos, a sequncia estabelecida no dever sofrer revises, sendo asmalhas novas acrescidas sequncia existente.

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Sempre que numa malha houver mais que um instrumento com a mesmaidentificao, dever ser utilizado um sufixo para identificar cada um dosinstrumentos.

Acessrios de instrumentos tais como, reguladores de ar, rotmetros de purga

e outros que no estejam simbolizados nos fluxogramas, mas que precisam dedesignao em outros documentos, devero ser identificados pela primeiraletra de identificao funcional e pelo nmero da malha a que pertencem.

Smbolos Grficos

Os smbolos que devero ser utilizados com o objetivo de representar ainstrumentao em fluxogramas, outros desenhos, e estender sua aplicao

para uma variedade de processos.Os smbolos grficos gerais para instrumentos ou funes programadas doAnexo V so usados com finalidades distintas:

(a) representar e identificar um instrumento (ex.: controlador);

(b) identificar um instrumento que tem smbolo prprio (ex.: vlvula decontrole). Neste caso o trao que une o smbolo com identificao doinstrumento ao smbolo representativo do instrumento no dever tocar esteltimo.

O nmero de identificao de um componente de uma malha de controle noprecisar ser obrigatoriamente, colocado em todos os componentes da malha.Por exemplo, vlvulas de controle, placas de orifcios e termopares poderodeixar de ser identificados.

Os smbolos podero ser traados com qualquer orientao. As linhas de sinalpodero ser desenhadas entrando ou saindo de um smbolo em qualquerngulo.

As fontes de suprimento eltrico, pneumtico ou outras podero ser omitidas, ano ser que a sua representao seja essencial para se entender a operaode um instrumento ou malha de controle.

De um modo geral apenas uma linha de sinal suficiente para representar asinterconexes entre dois instrumentos, embora fisicamente, tais interconexesse faam atravs de vrias linhas.

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Fluxogramas

So desenhos esquemticos onde no obedecido nenhum rigor dimensional(sem escala) e tem por objetivo visualizar o funcionamento sequencial de umsistema fabril.

Os equipamentos fundamentais do processo industrial, como: britadores,moinhos, peneiras, pilhas de materiais, escavadeiras, correias,transportadoras, elevadores, etc.

Os tanques, reservatrios, vasos, torres, fornos, com as indicaesdimensionais, capacidades, presses, temperaturas, etc.

As moto-bomba, compressores, caldeiras, filtros, trocadores de calor, com suascaractersticas bsicas de vazo, presso, temperatura, carga trmica, etc.

Os equipamentos de menor porte, como: filtros, placas de orifcio,revestimentos trmicos, etc.

As tubulaes mais importantes onde so indicados como fluidos, seussentidos, e os dimetros.

As vlvulas de bloqueio, de regulagem de vazo, de controle, de segurana oude alivio, redutora de presso, etc.

Todos os instrumentos de indicao e controle.

Toda a tubulao secundria e auxiliar, de ar comprimido, ar deinstrumentao, vapor de utilidades, etc.

Terminologia

Range (Faixa de medida): Conjunto de valores da varivel analisada,compreendido dentro do limite inferior e superior da capacidade de medida ou

de transmisso do instrumento.Alcance (span): a diferena algbrica entre o valor superior e o inferior dafaixa de medida do instrumento.

Erro: a diferena entre o valor lido ou transmitido pelo instrumento emrelao ao valor real da varivel medida.

Repetibilidade: a mxima diferena entre diversas medidas de um mesmovalor da varivel, adotando sempre o mesmo sentido de variao.

Zona Morta: a mxima variao que a varivel pode ter sem que provoquealterao na indicao ou sinal de sada de um instrumento.

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Exemplo: Um instrumento com range de 0 a 200C possui uma zona morta de 1% do span.

1% = (1 / 100 x 200) = 2C

Sensibilidade: a razo entre a variao do valor indicado ou transmitido porum instrumento e a da varivel que o acionou, aps ter alcanado o estado derepouso. Denota a capacidade de resoluo do dispositivo.

Exemplo: Um termmetro de vidro com range de 0 a 500C, possui umaescala de leitura de 50cm. Sensibilidade = (50cm/500C) = 0,1cm/C

Exatido: Descreve a proximidade das medidas do valor verdadeiro ou aceito.

Preciso: Descreve as proximidades das medidas. A proximidade dosresultados que foram obtidos experimentalmente da mesma forma

Smbolos de Linhas para Instrumentao

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Smbolos de Instrumentos

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Letras de Identificao

Tipos de Suprimentos

AS - AR;

ES - ELTRICO;

GS - GS;

HS - HIDRULICO;

NS - NITROGNIO;

SS - VAPOR;

WS - GUA;