normas p&i diagramas

Instrumentación Industrial

22

1.3.1 En función del instrumentoDe acuerdo con la función del instrumento, obtenemos las formas siguientes:

Instrumentos ciegos (� gura 1.11), son aquellos que no � enen indicación visible de la variable. Hay que hacer notar que son ciegos los instrumentos de alarma, tales como presostatos y termostatos (interruptores de presión y temperatura respec� vamente) que poseen una escala exterior con un índice de selección de la variable, ya que sólo ajustan el punto de disparo del interruptor o conmu-tador al cruzar la variable el valor seleccionado. Son también instrumentos ciegos los transmisores de caudal, presión, nivel y temperatura sin indicación.

Figura 1.11 Instrumentos ciegos

Los instrumentos indicadores (� gura 1.12) disponen de un índice y de una escala graduada en la que puede leerse el valor de la variable. Según la amplitud de la escala se dividen en indicadores concéntricos y excéntricos. Existen también indicadores digitales que muestran la variable en for-ma numérica con dígitos.

Figura 1.12 Instrumentos indicadores

Los instrumentos registradores (� gura 1.13) registran con trazo con� nuo o a puntos la variable, y pueden ser circulares o de grá� co rectangular o alargado según sea la forma del grá� co.

Los registradores de grá� co circular suelen tener el grá� co de 1 revolución en 24 horas mientras que en los de grá� co rectangular la velocidad normal del grá� co es de unos 20 mm/hora.

A señalar que los registradores sin papel (paperless recorders) � enen un coste de operación reduci-do, una mejor exac� tud y pueden incorporar funciones de captura de datos, lo que los hace ideales para procesos discon� nuos (batch process). Se pueden conectar a una red LAN, lo que permite un fácil acceso de los datos a los varios departamentos de la empresa.

www.FreeLibros.me

Capítulo 1. Generalidades

23

Figura 1.13 Instrumentos registradores (circular y rectangular sin papel). Fuente: Honeywell

Los sensores captan el valor de la variable de proceso y envían una señal de salida predeterminada. El sensor puede formar parte de otro instrumento (por ejemplo, un transmisor) o bien puede estar separado. También se denomina detector o elemento primario (� gura 1.14) por estar en contacto con la variable, con lo que u� liza o absorbe energía del medio controlado para dar, al sistema de medición, una indicación en respuesta a la variación de la variable. El efecto producido por el ele-mento primario puede ser un cambio de presión, fuerza, posición, medida eléctrica, etc.

Por ejemplo: en los elementos primarios de temperatura de bulbo y capilar, el efecto es la varia-ción de presión del � uido que los llena y en los de termopar se presenta una variación de fuerza electromotriz.

Figura 1.14 Sensores y elementos primarios

Los transmisores (� gura 1.15) captan la variable de proceso a través del elemento primario y la transmiten a distancia en forma de señal neumá� ca de margen 3 a 15 psi (libras por pulgada cua-drada) o electrónica de 4 a 20 mA de corriente con� nua o digital. La señal neumá� ca de 3 a 15 psi equivale a 0,206-1,033 bar por lo cual, también se emplea la señal en unidades métricas 0,2 a 1 bar. Asimismo, se emplean señales electrónicas de 1 a 5 mA c.c., de 10 a 50 mA c.c. y de 0 a 20 mA c.c., si bien la señal normalizada es de 4-20 mA c.c.

La señal digital es la más ampliamente u� lizada y es apta directamente para las comunicaciones, ya que u� liza protocolos estándar.

www.FreeLibros.me


24

Figura 1.15 Transmisores

El sensor puede formar parte integral, o no, del transmisor; el primer caso lo cons� tuye un trans-misor de temperatura de bulbo y capilar y el segundo un transmisor de caudal con la placa ori� cio como elemento primario.

Los transductores reciben una señal de entrada función de una o más can� dades � sicas y la con-vierten modi� cada o no a una señal de salida, es decir, convierten la energía de entrada de una forma a energía de salida en otra forma. Son transductores, un relé, un elemento primario, un transmisor, un conver� dor PP/I (presión de proceso a intensidad), un conver� dor PP/P (presión de proceso a señal neumá� ca), etc.

Los conver� dores son aparatos que reciben una señal de entrada neumá� ca (3-15 psi) o electrónica (4-20 mA c.c.) procedente de un instrumento y después de modi� carla (conver� rla) envían la resul-tante en forma de señal de salida estándar. Ejemplo: un conver� dor P/I (señal de entrada neumá� ca a señal de salida electrónica, un conver� dor I/P (señal de entrada eléctrica a señal de salida neumá-� ca).

Conviene señalar que a veces se confunde conver� dor con transductor. Este úl� mo término es general y no debe aplicarse a un aparato que convierta una señal de instrumentos.

Los receptores reciben las señales procedentes de los transmisores y las indican o registran. Los re-ceptores controladores envían otra señal de salida normalizada a los valores ya indicados 3-15 psi en señal neumá� ca o 4-20 mA c.c. en señal electrónica, que actúan sobre el elemento � nal de control.

Los controladores (� gura 1.16) comparan la variable controlada (presión, nivel, temperatura) con un valor deseado y ejercen una acción correc� va de acuerdo con la desviación. La variable contro-lada la pueden recibir directamente como controladores locales o bien indirectamente en forma de señal neumá� ca, electrónica o digital procedente de un transmisor.

El elemento � nal de control (� gura 1.17) recibe la señal del controlador y modi� ca su posición variando el caudal de � uido.

En el control neumá� co, el elemento suele ser una válvula neumá� ca o un servomotor neumá-� co que efectúan su acción completa de 3 a 15 psi (0,2-1 bar). En el control electrónico o digital, la válvula o el servomotor anteriores son accionados a través de un conver� dor de intensidad a presión (I/P) o señal digital a presión que convierte la señal electrónica de 4 a 20 mA c.c. o digital a neumá� ca 3-15 psi.

www.FreeLibros.me


25

Figura 1.16 Controladores

Figura 1.17 Elemento final de control

En el control eléctrico el elemento suele ser una válvula motorizada que efectúa su carrera comple-ta accionada por un servomotor eléctrico.

En el control electrónico y, en par� cular, en regulación de temperatura de hornos eléctricos pueden u� lizarse rec� � cadores de silicio (� ristores). Estos se comportan esencialmente como bobinas de impedancia variable y varían la corriente de alimentación de las resistencias del horno, en la misma forma en que una válvula de control cambia el caudal de � uido en una tubería.

Las señales neumá� ca (3-15 psi o 0,2-1 bar) y electrónica (4-20 mA c.c.) permiten el intercambio entre instrumentos de la planta. En los instrumentos de señal de salida digital (transmisores, contro-ladores) las señales son propias de cada suministrador, si bien estas señales están normalizadas por parte de las � rmas de instrumentos de control (Bailey, Foxboro, Honeywell, Rosemount y otros) que aplican un lenguaje o protocolo de comunicaciones (HART, Pro� bus, y FOUNDATION(TM) � eldbus).

www.FreeLibros.me


26

El comité ISA 103 con la norma de interfase entre instrumentos de campo y los sistemas de control IEC-65C/398/NP, se integra en lo que se llama FDT (Field Device Tool) como sistema universal de automa� zación de las plantas.

Otras normalizaciones se realizan en procesos discon� nuos. La norma NAMUR fue creada por em-presas químicas y farmacéu� cas tales como AK20, BASF, BAYER, CIBA-GEIGY, etc., que de� nen la misma programación para fábricas dis� ntas con el � n de obtener productos con la misma calidad.

1.3.2 En función de la variable de procesoExpresados en función de la variable del proceso, los instrumentos se dividen en instrumentos de caudal, nivel, presión, temperatura, densidad y peso especí� co, humedad y punto de rocío, viscosi-dad, posición, velocidad, pH, conduc� vidad, frecuencia, fuerza, turbidez, etc.

Esta clasi� cación corresponde especí� camente al � po de las señales medidas siendo independien-te del sistema empleado en la conversión de la señal de proceso. De este modo, un transmisor electrónico o digital de temperatura del � po de bulbo y capilar es un instrumento de temperatura a pesar de que la medida se efectúa convir� endo las variaciones de presión del � uido que llena el bulbo y el capilar; el aparato receptor de la señal electrónica o digital del transmisor anterior es un instrumento de temperatura, si bien, al ser receptor electrónico o digital lo podríamos consi-derar instrumento de presión, caudal, nivel o cualquier otra variable, según fuera la señal medida por el transmisor correspondiente; un registrador potenciométrico puede ser un instrumento de temperatura, de conduc� vidad o de velocidad, según sean las señales medidas por los elementos primarios de termopar, electrodos o dínamo.

Asimismo, esta clasi� cación es independiente del número y � po de transductores existentes entre el elemento primario y el instrumento � nal. Así ocurre en el caso de un lazo de control de nivel compuesto por un transmisor digital de nivel, un receptor controlador con salida de 4-20 mA c.c., un conver� dor intensidad-presión (I/P) que transforma la señal de 4-20 mA c.c. a neumá� ca de 3-15 psi y la válvula neumá� ca de control; todos estos instrumentos se consideran de nivel.

En la designación del instrumento se u� lizan, en el lenguaje común, las dos clasi� caciones expues-tas anteriormente. Y de este modo, se consideran instrumentos tales como transmisores ciegos de presión, controladores registradores de temperatura, receptores indicadores de nivel, receptores controladores registradores de caudal, etc.

Los instrumentos se consideran instrumentos de campo y de panel (� gura 1.18). La primera desig-nación incluye los instrumentos locales situados en el proceso o en sus proximidades (es decir, en tanques, tuberías, secadores, etc.), mientras que la segunda se re� ere a los instrumentos monta-dos en paneles, armarios o pupitres situados en zonas aisladas o en zonas del proceso.

1.3.3 Código de identificación de los instrumentosPara designar y representar los instrumentos de medición y control se emplean normas muy varia-das que a veces varían de industria en industria. Esta gran variedad de normas y sistemas u� lizados en las organizaciones industriales indica la necesidad universal de una normalización en este cam-po. Varias sociedades han dirigido sus esfuerzos en este sen� do, y entre ellas se encuentran, como más importantes, la ISA (Instrument Society of America) de la Sociedad de Instrumentos de Estados Unidos y la DIN alemana, cuyas normas � enen por objeto establecer sistemas de designación (có-digo y símbolos) de aplicación a las industrias químicas, petroquímicas, aire acondicionado, etc.

www.FreeLibros.me


27

Figura 1.18 Instrumentos de campo y de panel

Hay que señalar al lector que estas normas no son de uso obligatorio sino que cons� tuyen una recomendación a seguir en la iden� � cación de los instrumentos en la industria.

Figura a con� nuación un resumen de las normas sobre instrumentación de medición y control ISA-S5.1-84 de ANSI/ISA del año 1984 con una revisión el 13 de julio del año 1992, de las normas sobre símbolos de operaciones binarias de procesos (Binary Logic Diagrams for Process Opera� ons) ISA-S5.2-76 del año 1976 revisadas el 13 de julio de 1992, de las normas sobre símbolos de sistemas de microprocesadores con control compar� do (Graphic Symbols for Distributed Control/Shared Dis-play Instrumenta� on, Logic and Computer Systems) ISA-S5.3 1983, ejemplos de diagramas de lazos de control según la norma ANSI/ISA-S5.4-1991 del 9 de sep� embre de 1991, el estándar de colores de visualización de procesos ANSI/ISA-S5.5-1985 (aprobada el 3 de febrero de 1986).

1.3.3.1 Resumen norma ISA-S5.1-84 (R-1992)A) Cada instrumento debe iden� � carse con un código alfanumérico o número de tag (tag num-

ber) que contenga el número de iden� � cación del lazo. Una iden� � cación representa� va es la siguiente:

TIC 103 - Identificación del instrumento

T 103 - Identificación del lazo

103 - Número del lazo

TIC - Identificación funcional

T - Primera letra

IC - Letras sucesivas

www.FreeLibros.me


28

B) El número de letras funcionales para un instrumento debe ser mínimo, no excediendo de cua-tro. Para ello conviene:

1) Disponer las letras en subgrupos. Por ejemplo, un controlador de temperatura con un interruptor de alarma puede iden� � carse con dos círculos, uno el TIC-3 y el otro TSH-3.

2) En un instrumento que indica y registra la misma variable medida puede omi� rse la letra I (indicación).

C) La numeración de bucles puede ser paralela o serie. La numeración paralela inicia una secuen-cia numérica para cada nueva primera letra (TIC-100, FRC-100, LIC-100, AI-100, etc.). La nume-ración serie iden� � ca los bucles de instrumentos de un proyecto o secciones de un proyecto con una secuencia única de números, sin tener en cuenta la primera letra del bucle (TIC-100, FRC-101, LIC-102, AI-103, etc.).

La secuencia puede empezar con el número 1 o cualquier otro número conveniente, tal como 001, 301 o 1201 y puede incorporar información codi� cada tal como área de planta; sin em-bargo, se recomienda simplicidad.

D) Si un bucle dado � ene más de un instrumento con la misma iden� � cación funcional, es prefe-rible añadir un su� jo, ejemplo FV-2A, FV-2B, FV-2C, etc., o TE-25-1, TE-25-2, TE-25-3, etc.

Estos su� jos pueden añadirse obedeciendo a las siguientes reglas:

1. Deben emplearse letras mayúsculas A, B, C, etc.

2. En un instrumento tal como un registrador de temperatura mul� punto que imprime nú-meros para iden� � cación de los puntos, los elementos primarios pueden numerarse TE-25-1, TE-25-2, TE-25-3, etc.

3. Las subdivisiones interiores de un bucle pueden designarse por su� jos formados por le-tras y números.

E) Un instrumento que realiza dos o más funciones puede designarse por todas sus funciones. Por ejemplo, un registrador de caudal FR-2 con pluma de presión PR-4 puede designarse FR-2/PR-4. Un registrador de presión de dos plumas como PR-7/8; y una ventanilla de alarma para temperatura alta y baja como TAH/L-21.

F) Los accesorios para instrumentos tales como rotámetros de purga, � ltros manorreductores y potes de sello que no están representados explícitamente en un diagrama de � ujo, pero que necesitan una iden� � cación para otros usos, deben tenerla de acuerdo con su función y deben emplear el mismo número del bucle que el del instrumento asociado.

Alterna� vamente, los accesorios pueden emplear el mismo número de iden� � cación que el de sus instrumentos asociados, pero con palabras aclaratorias. Por consiguiente, una brida para una placa-ori� cio FE-7 debe designarse como FX-7 o bien como FE-7 BRIDAS.

Un rotámetro regulador de purga asociado con un manómetro PI-8 puede iden� � carse como PI-8 PURGA. Una sonda empleada con un termómetro TI-9 será TW-9, o bien, TI-9 SONDA.

www.FreeLibros.me


29

PRIMERA LETRA (4) LETRAS SUCESIVAS (3)

Variable medida o inicial

Letra demodificación

Lectura o función de

lectura pasiva

Función desalida

Letra demodificación

A Análisis(5, 19) Alarma

B Quemador, com-bustión

Libre(1) Libre(1) Libre(1)

C Libre (1) Control (13)

D Libre (1) Diferencial (4)

E Tensión (f.e.m.) Sensor (Elemento primario)

F Caudal Relación (4)

G Libre (1) Vidrio, Dispositivo visión (9)

H Manual Alto (7,15,16)

I Corriente (eléctrica) Indicar (10)

J Potencia Exploración (7)

K Tiempo, program-ación tiempo

Variación de tiempo (4,21)

Estación de control (22)

L Nivel Luz (11) Bajo (7,15,16)

M Libre (1) Momentáneo (4) Medio, Intermedio (7,15)

N Libre (1) Libre (1) Libre (1) Libre (1)

O Libre (1) Orificio, Restricción

P Presión, Vacío Punto (Ensayo) Conexión

Q Cantidad Integrar, Totalizar (4)

R Radiación Registro (17)

S Velocidad, Frecuencia Seguridad (8) Interruptor (13)

T Temperatura Transmisión (18)

U Multivariable (6) Multifunción (12) Multifunción (12) Multifunción (12)

V Vibración, Análisis mecánico (19)

Válvula, Regulador tiro, Persiana (13)

W Peso, fuerza Vaina, Sonda

X Sin clasificar (2) Eje X Sin clasificar (2) Sin clasificar (2) Sin clasificar (2)

Y Evento, Estado o Presencia (20)

Eje Y Relé, Cálculo, Con-versión (13,14,18)

Z Posición, Dimensión Eje Z Motor, Actuador, Elemento final de

control sin clasificar

Tabla 1.7 Código de identificación de instrumentos. ISA-S5.1-84 (R-1992)

www.FreeLibros.me


30

Notas explica� vas:

(1) Para cubrir las designaciones no normalizadas que pueden emplearse repe� damente en un proyecto se han previsto letras libres. Estas letras pueden tener un signi� cado como primera letra y otro como letra sucesiva. Por ejemplo, la letra N puede representar como primera letra el “módulo de elas� cidad” y como sucesiva un “osciloscopio”.

(2) La letra sin clasi� car X puede emplearse en las designaciones no indicadas que se u� licen sólo una vez o un número limitado de veces. Se recomienda que su signi� cado � gure en el exterior del círculo de iden-� � cación del instrumento. Ejemplo: XR-2 puede ser un registrador de presión y XX-4 un osciloscopio de tensión.

(3) La forma grama� cal de los signi� cados de las letras sucesivas puede modi� carse según se requiera. Por ejemplo, “indicar” puede aplicarse como “indicador” o “indicación”, “transmi� r” como “transmisor” o “transmi� endo”, etc.

(4) Cualquier primera letra, u� lizada con las letras de modi� cación D (diferencial), F (relación), M (momen-táneo), K (variación de � empo) o Q (integración o totalización) o cualquier combinación de las mismas, � ene por objeto representar una nueva variable medida. Por ejemplo, los instrumentos TDI y TI indican dos variables dis� ntas, la temperatura diferencial y la temperatura.

(5) La letra A para análisis abarca todos los análisis no indicados por una letra “libre”. Es conveniente de� nir el � po de análisis al lado del símbolo.

(6) El empleo de la letra U como “mul� variable” en lugar de una combinación de primeras letras, es opcio-nal.

(7) El empleo de los términos de modi� caciones: “alto”, “bajo”, “medio” o “intermedio” y “exploración”, es opcional.

(8) El término “seguridad” sólo debe aplicarse a elementos primarios y a elementos � nales de control que protejan contra condiciones de emergencia (peligrosas para el personal o el equipo). Por este mo� vo, una válvula autorreguladora de presión que regula la presión de salida de un sistema, mediante el alivio o escape de � uido al exterior, debe ser PCV, pero si esta misma válvula se emplea contra condiciones de emergencia, se designa PSV.

La designación PSV se aplica a todas las válvulas proyectadas para proteger contra condiciones de emer-gencia de presión sin tener en cuenta si las caracterís� cas de la válvula y la forma de trabajo la colocan en la categoría de válvula de seguridad, válvula de alivio o válvula de seguridad de alivio. Un disco de ruptura se designa PSE.

(9) La letra de función pasiva G se aplica a los instrumentos que proporcionan una visión directa no calibrada del proceso, por ejemplo, niveles visuales y monitores de televisión.

(10) La letra “indicación” se re� ere a la lectura de una medida real analógica o digital de proceso. En el caso de un ajuste manual puede emplearse para la indicación del dial o del ajuste, por ejemplo, el valor de la variable de iniciación.

(11) Una luz piloto que es parte de un bucle de control debe designarse por una primera letra seguida de la letra sucesiva L. Por ejemplo, una luz piloto que indica un período de � empo terminado se designará KQL. Si se desea iden� � car una luz piloto fuera del bucle de control, la luz piloto puede designarse en la misma forma. Por ejemplo, una luz piloto de marcha de un motor eléctrico puede iden� � carse EL, suponiendo que la variable medida adecuada es la tensión, o bien YL suponiendo que se vigila el estado de la opera-ción. La letra sin clasi� car X debe usarse sólo para aplicaciones con límites de� nidos. La designación XL no debe usarse para luces piloto de motores, siendo fac� ble usar las letras, M, N u O para la luz piloto de un motor cuando el signi� cado está previamente de� nido. Si se usa M debe quedar claro que la letra no representa la palabra “motor”, sino que pertenece a un estado de monitorización.

(12) El empleo de la letra U como “mul� función” en lugar de una combinación de otras letras, es opcional.

(13) Un aparato que conecta, desconecta o trans� ere uno o más circuitos, puede ser un interruptor, un relé, un controlador TODO-NADA o una válvula de control, dependiendo de la aplicación.

www.FreeLibros.me


31

(14) Se supone que las funciones asociadas con el uso de la letra sucesiva Y se de� nirán en el exterior del símbolo del instrumento cuando sea conveniente hacerlo así.

(15) Los términos: “alto”, “bajo” y “medio” o “intermedio” deben corresponder a valores de la variable me-dida, no a los de la señal, a menos que se indique de otro modo. Por ejemplo, una alarma de nivel alto derivada de una señal de un transmisor de nivel de acción inversa debe designarse LAH, incluso aunque la alarma sea actuada cuando la señal cae a un valor bajo.

(16) Los términos “alto” y “bajo”, cuando se aplican a válvulas, o a otros disposi� vos de cierre-apertura, se de� nen como sigue: “alto” indica que la válvula está o se aproxima a la posición de apertura completa y “bajo” denota que se acerca o está en la posición completamente cerrada.

(17) La palabra “registro” se aplica a cualquier forma de almacenamiento de información que permite su recuperación por otros sistemas.

(18) El término “transmisor” se aplica a un instrumento que capta una señal de proceso a través de un sensor y la transmite de acuerdo con una función predeterminada de la variable de proceso, en una forma de señal de salida de instrumentos (neumá� ca, electrónica o digital), mientras que un conver� dor la recibe en una forma de señal de instrumentos y la convierte a otra forma de señal de instrumentos (por ejem-plo, recibe 0,2 a 1 bar y la pasa a 4-20 mA c.c.).

(19) La primera letra V, “vibración o análisis mecánico” se reserva para monitorización de maquinaria más que la letra A que está reservada para un análisis más general.

(20) La primera letra Y se usa para la monitorización de respuestas repuestas ligadas a eventos en lugar de estar ligadas al � empo o a la programación de � empo. La letra Y también puede signi� car presencia o estado.

(21) La letra de modi� cación K en combinación con una primera letra tal como L, T, W, signi� ca una variación en el � empo de la variable medida o iniciadora. Por ejemplo, la variable WKIC puede representar un controlador de variación de pérdida de peso.

(22) La letra sucesiva K es una opción del usuario (letra libre) para designar una estación de control, mientras que la letra sucesiva C se emplea para describir controladores manuales o automá� cos.

Los símbolos a emplear en los planos y dibujos de representación de instrumentos:

* Se sugieren las siguientes abreviaturas para representar el � po de alimentación (o bien de purga de � uidos):

AS Alimentación de aire HS Alimentación hidráulica

IA – Aire de instrumentos NS Alimentación de nitrógeno

www.FreeLibros.me


32

PA – Aire de planta SS Alimentación de vapor

ES Alimentación eléctrica WS Alimentación de agua

GS Alimentación de gas

** El símbolo de señal neumá� ca se aplica también a cualquier señal que emplee gas como medio de transmi-sión. Si se emplea un gas dis� nto del aire debe iden� � carse con una nota al lado del símbolo o bien de otro modo.

*** Los fenómenos electromagné� cos incluyen calor, ondas de radio, radiación nuclear y luz.

Tabla 1.8 Símbolos generales de funciones o de instrumentos

www.FreeLibros.me


33

Tabla 1.9 Símbolos de cuerpos de válvulas de control y de persianas

Tabla 1.10a Símbolos de actuadores

www.FreeLibros.me


34

Tabla 1.10b Símbolos de actuadores

Tabla 1.11a Símbolos de autoreguladores

www.FreeLibros.me


35

Tabla 1.11b Símbolos de autoreguladores

www.FreeLibros.me


36

Tabla 1.11c Símbolos de autoreguladores

Tabla 1.12 Símbolos de acción del actuador en caso de fallo en la alimentación (mostrado típicamente para una válvula de control de diafragma)

www.FreeLibros.me


37

Tabla 1.13a Símbolos de elementos primarios

www.FreeLibros.me


38

Tabla 1.13b Símbolos de elementos primarios

www.FreeLibros.me


39

Tabla 1.13c Símbolos de elementos primarios

www.FreeLibros.me


40

Tabla 1.13d Símbolos de elementos primarios

www.FreeLibros.me


41

Tabla 1.13e Símbolos de elementos primarios

www.FreeLibros.me


42

Tabla 1.13f Símbolos de elementos primarios

www.FreeLibros.me


43

Tabla 1.13g Símbolos de elementos primarios

Tabla 1.14a Ejemplos de funciones

www.FreeLibros.me


44

Tabla 1.14b Ejemplos de funciones

www.FreeLibros.me


45

Tabla 1.14c Ejemplos de funciones

www.FreeLibros.me


46

Tabla 1.14d Ejemplos de funciones

www.FreeLibros.me


47

Tabla 1.14e Ejemplos de funciones

www.FreeLibros.me


48

Tabla 1.15 Ejemplo de combinaciones complejas

1. SIMBOLISMO TÍPICO PARA DIAGRAMAS SIMPLIFICADOS

Tabla 1.16 Ejemplo de grado de detalle

www.FreeLibros.me


49

2. SIMBOLISMO TÍPICO PARA DIAGRAMAS CONCEPTUALES


3. SIMBOLISMO TÍPICO PARA DIAGRAMAS DETALLADOS


www.FreeLibros.me


50

1.3.3.2 Resumen norma ISA-S5.2-76 (R-1992)Esta norma lista los símbolos lógicos que representan operaciones con enclavamientos binarios y sis-temas secuenciales para el arranque, operación, alarma y paro de procesos y equipos en la industria química, petroquímica, centrales de potencia, aire acondicionado y en otras numerosas industrias. Las operaciones binarias pueden ser realizadas por cualquier clase de hardware, ya sea eléctrico, electrónico, � uidico, neumá� co, hidráulico, mecánico, manual, óp� co u otros.

La existencia de una señal lógica puede corresponder � sicamente a la existencia o no de una señal de instrumentos, dependiendo del � po par� cular del sistema de hardware y de la � loso� a del diseño del circuito. Por ejemplo, el proyec� sta puede diseñar una alarma de alto caudal para que sea accionada por un interruptor eléctrico en el que los contactos abran, o bien cierren, cuando el caudal es alto. Por lo tanto, la condición de caudal alto puede ser representada � sicamente por la ausencia o por la presencia de una señal eléctrica.

El � ujo de información está representado por líneas que interconectan estados lógicos. La dirección normal del � ujo es de izquierda a derecha o de arriba a abajo. Para mayor claridad del diagrama, y siempre que sea necesario, pueden añadirse � echas a las líneas de � ujo.

Es posible que una condición lógica especí� ca no sea comprendida cuando trate a un aparato con dos estados alterna� vos especí� cos. Por ejemplo, si una válvula no está cerrada, puede ser debi-do a que la válvula está totalmente abierta, o bien a que la válvula no está cerrada y está en una posición intermedia entre casi cerrada y totalmente abierta. La interpretación literal del diagrama indica que la segunda posibilidad es la correcta.

En las válvulas todo-nada el diagrama debe especi� car exactamente lo proyectado. De este modo, si la válvula debe estar abierta, así debe establecerse; no debe indicarse que la válvula está no cerrada.

En contraste, un disposi� vo tal como una bomba accionada por un motor, siempre está funcionan-do o parada salvo algunas situaciones especiales. El señalar que una bomba no está en funciona-miento signi� ca que está parada.

Las siguientes de� niciones se aplican a los aparatos que � enen posiciones abiertas, cerradas o intermedias:

• Posición abierta: posición que está 100% abierta.

• Posición no abierta: posición que es menor de 100% abierta.

• Posición cerrada: posición que es 0% abierta.

• Posición no cerrada: una posición que es mayor que 0% abierta.

• Posición intermedia: una posición especi� cada que es mayor de 0% y menor de 100% abierta.

• Posición no intermedia: una posición especi� cada que es superior o inferior a la posición in-termedia especi� cada.

En un sistema lógico que tenga un estado de entrada derivado de modo inferencial o indirecto, puede presentarse una condición que conduzca a una conclusión errónea. Por ejemplo, la suposi-ción de que existe caudal si una bomba está funcionando puede ser falsa porque una válvula puede estar cerrada, o porque el eje de la bomba esté roto o por otra causa.

La pérdida de alimentación –eléctrica, neumá� ca u otra– a memorias o a otros elementos lógicos puede afectar la operación del proceso, por lo que la fuente de alimentación o su pérdida debe in-troducirse como entrada lógica al sistema o a los elementos lógicos individuales. En las memorias,

www.FreeLibros.me


51

la fuente de alimentación puede introducirse como una entrada lógica o en la forma indicada en los diagramas de “memoria � ip-� op”. También puede ser necesario mostrar el efecto de la restau-ración de la alimentación.

De� niciones

En la tabla 1.17 que aparece en las páginas siguientes se representan y de� nen los símbolos lógi-cos; los símbolos con tres entradas A, B y C son � picos de funciones lógicas con cualquier número de dos o más entradas. En las tablas de verdad, 0 indica la no existencia de la entrada lógica o de la señal de salida o el estado dado en la cabecera de la columna. 1 indica la existencia de la señal o estado de entrada lógica. D indica la existencia de la señal o estado de salida lógica como resultado de las entradas lógicas apropiadas.

Tabla 1.17a Símbolos lógicos

www.FreeLibros.me


52

Tabla 1.17b Símbolos lógicos

www.FreeLibros.me


53

Tabla 1.17c Símbolos lógicos

www.FreeLibros.me


54

1.3.3.3 Resumen norma ISA-S5.3-1983El objeto de esta norma es documentar los instrumentos formados por ordenadores, controladores programables, miniordenadores y sistemas de microprocesador que disponen de control compar� -do, visualización compar� da y otras caracterís� cas de interfase.

Los símbolos representan la interfase con los equipos anteriores de la instrumentación de campo, de la instrumentación de la sala de control y de otros � pos de hardware.

El tamaño de los símbolos debe ser conforme a la norma ISA-S5.1, a la que complementa.

Símbolos de visualización del control distribuido/compar� do

1. Accesible normalmente al operador-indicador/controlador/registrador o punto de alarma.

(1) Visualización compar� da

(2) Visualización y control compar� dos

(3) Acceso limitado a la red de comunicaciones

(4) Interfaz del operador en la red de comunicaciones

2. Disposi� vo de interfase auxiliar del operador.

(1) Montado en panel, carátula analógica; no está montado normalmente en la consola principal del operador

(2) Controlador de reserva o estación manual

(3) El acceso puede estar limitado a la red de comunicaciones

(4) Interfaz del operador en la red de comunicaciones

3. No accesible normalmente al operador.

(1) Controlador ciego compar� do

(2) Visualización compar� da instalada en campo

(3) Cálculo, acondicionamiento de señal en controlador compar� do

(4) Puede estar en la red de comunicaciones

(5) Normalmente operación ciega

(6) Puede ser alterado por la con� guración

Símbolos del ordenador

A u� lizar cuando los sistemas incluyen componentes iden� � cados como ordenadores, diferentes de un procesador integral que excita las varias funciones de un sistema de control distribuido.

El componente ordenador puede ser integrado en el sistema, vía la red de datos, o puede ser un ordenador aislado.

4. Normalmente accesible al operador-indicador/controlador/registrador o punto de alarma. U� lizado usualmente para indicar la pantalla de vídeo.

www.FreeLibros.me


55

5. Normalmente no accesible al operador.

(1) Interfase entrada/salida

(2) Cálculo/acondicionamiento de señal de un ordenador

(3) Puede usarse como controlador ciego o como módulo de cálculo de so� ware

Símbolos de control lógico y secuencial

6. Símbolo general. Para complejos no de� nidos interconectando control lógico o secuencial (ver ISA–S5.1-84).

7. Control distribuido interconectando controladores lógicos con funciones lógicas binarias o secuenciales.

(1) Paquete de controlador lógico programable o controladores lógicos digitales integrales con el equipo de control distribuido

(2) No accesible normalmente al operador

8. Control distribuido interconectando un controlador lógico con funciones lógicas binarias o secuenciales.

(1) Paquete de controlador lógico programable o controladores lógicos digitales integrales con el equipo de control distribuido

(2) No accesible normalmente al operador

Símbolos de funciones internas del sistema

9. Cálculo/acondicionamiento de señal.

(1) Para iden� � cación de bloque consulte ISA-S5.1-84 tabla 2 "Designaciones de funciones para relés"

(2) Para requerimientos de cálculo amplíos, use la designación "C". Escriba aclaraciones en la documentación suplementaria

(3) U� lizado en combinación con válvulas de alivio s/ ISA-S5.1-84

Símbolos comunes

10. Red del sistema.

(1) Usadoo para indicar una red de so� ware o conexiones entre funciones suministradas en el sistema del fabricante

(2) Alterna� vamente, la red puede ser mostrada implícitamente por símbolos con� guos

(3) Puede u� lizarse para indicar una red de comunicaciones a opción del usuario

www.FreeLibros.me


56

Registradores y otros sistemas de retención de datos históricos

Los registradores convencionales, tales como los de grá� co de banda se mostrarán de acuerdo con ISA-S5.1-84.

En los registradores asignables, u� lice el símbolo del párrafo 1. Accesible normalmente al opera-dor-indicador/controlador/registrador o punto de alarma.

El almacenamiento en masa de largo plazo de una variable de proceso mediante memorias digi-tales como cinta, disco, etc., debe representarse de acuerdo con los símbolos de visualización de control distribuido/compar� do o símbolos de ordenador de esta norma, dependiendo de la loca-lización del aparato.

Iden� � cación

Los códigos de iden� � cación de esta norma deben cumplir con ISA-S5.1 con las siguientes adiciones.

Alarmas de so� ware

Las alarmas de so� ware pueden ser iden� � cadas situando letras de designación de la tabla 1.1 de ISA-S5.1-84 en las líneas de señal de entrada o de salida de los controladores, o de otro componen-te especí� co integral del sistema. Ver la sección "Alarmas" que aparece posteriormente.

Con� güidad de los símbolos

Pueden unirse dos o más símbolos para expresar los signi� cados siguientes, además de los mos-trados en ISA-S5.1:

1. Comunicación entre los instrumentos asociados, por ejemplo, hilos de conexión, redes internas del sistema, reserva.

2. Instrumentos integrados con funciones múl� ples, por ejemplo, registrador mul� punto, válvula de control con controlador incorporado.

La aplicación de símbolos con� guos es una opción del usuario. Si su aplicación no es absolutamente clara, los símbolos con� guos no deben u� lizarse.

Alarmas

Generalidades

Todos los aparatos y alarmas cableados, dis� ntos de los aparatos y alarmas cubiertos especí� ca-mente por esta norma, deben estar de acuerdo con ISA-S5.1.

Alarmas de sistemas de Instrumentos

Las alarmas cubiertas por esta norma deben iden� � carse.

Figura 1.19 Alarmas cubiertas por la norma

www.FreeLibros.me


57

Ejemplo de control de combus� ón:

Figura 1.20 Control de combustión

Ejemplo de diagrama de � ujo y lógico de un control en cascada con alarmas:

Figura1.21 Diagrama de flujo y lógico de un control en cascada con alarmas

www.FreeLibros.me


58

1.3.3.4 Resumen norma ISA-S5.4-1991Los diagramas de lazos de control se u� lizan ampliamente en la industria presentando en una hoja toda la información necesaria para la instalación, comprobación, puesta en marcha y mantenimien-to de los instrumentos, lo que facilita la reducción de costes, la integridad del lazo, la exac� tud y un mantenimiento más fácil del sistema. Figuran a con� nuación algunos ejemplos de diagramas de lazos de control.

Figura 1.22 Diagrama de control neumático

Figura 1.23 Diagrama de control electrónico

www.FreeLibros.me


59

Figura 1.24 Diagrama de control por ordenador

1.3.3.5 Resumen norma ISA-S5.5-1985En la tabla 1.18 se encuentra el estándar de colores de visualización de procesos de la norma ANSI/ISA-S5.5-1985 (aprobada el 3 de febrero de 1986).

Tabla 1.18 Colores procesos en panel (norma ANSI/ISA-S5.1-1985)

www.FreeLibros.me


60

1.3.3.6 Normas DIN e ISOLas normas DIN se dividen en dos grupos:

• DIN 19227-1 Símbolos grá� cos y letras de iden� � cación en control de procesos.

• DIN 19227-2 Símbolos grá� cos y letras de iden� � cación en control de procesos, representación de detalles.

• DIN V 44366:2004-12 Especi� caciones de ingeniería de control de procesos en los diagramas P&I e intercambio de datos entre P&ID y PCE-CAE.

Las normas ISO son parecidas a las ISA-S5.1:

• ISO 3511 Industrial process measurement control func� ons and instrumenta� on - Symbolic representa� on, partes 1 (año 77), 2 (año 84), 3 (año 84) y 4 (año 85).

• ISO 14617-1 a 15 Graphical symbols for diagrams, año 2002 a 2005.

Tabla 1.19 Códigos de identificación de la norma DIN 19227

www.FreeLibros.me


61

Notas de la tabla:

(1) Las letras que � enen una signi� cación como letra complementaria no pueden u� lizarse como letras sucesivas.

(2) Emplear solamente letras mayúsculas.

(3) Las primeras letras A, S, C, I, J y Z se reservan para una denominación futura.

(4) Las letras N, O e Y son libres. Esto signi� ca que se pueden asignar a una variable de proceso de la planta, siempre que no estén contenidas en las primeras letras. Si se trata de un valor individual no asignado, debe emplearse la letra X.

(5) Valores de calidad o de propiedad del producto. Por ejemplo concentración, pH, conduc� bilidad, valor calorí� co, punto de in� amación, índice de refracción, consistencia.

(6) Siempre que no puedan representarse con las primeras letras.

(7) El registro es la salida con función de memoria.

(8) A las combinaciones de las letras consecu� vas SH, SN, SL pueden añadirse las letras CI para “con” y CO para “des”.

(9) Letras de medición fuera del punto de medición y control.

Ejemplos de proceso:

TRCAH1L - COH2 -113: regulación de la temperatura por regulador primario con registro y alarma, con valor límite superior H1 y valor límite inferior L; función cut-o� con valor límite superior H2 en central de medida.

FICAL -114: regulación de paso por regulador secundario, con indicación y alarma con valor límite inferior L en central de medida; elemento de ajuste cierra con fallo de la energía auxiliar.

FFIC -115: regulación proporcional con regulador primario (proporción determinada por QRAHL -117), indicación y regulación en central de medida.

FIC -116: regulación de paso por regulador secundario, en la central de medida, elemento de ajuste abre con fallo de la energía auxiliar.

QRAJIL / O2 -117: analizador de oxigeno con registro y alarma con valor límite superior H y valor límite inferior L, en central de medida, valor teórico para regulador proporcional FFIC -115.

XA -118: control de llamas con alarma, local.

www.FreeLibros.me

www.FreeLibros.me

normas p&i diagramas

Documents