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Universidad pedaggica y tecnolgica de Colombia especializacin en automatizacin industrial

TALLER NO.1 (FEBRERO 2015)Hctor Alfonso Rodrguez Vargas, Jorge Alonso Plazasing.herodriguez.va@hotmail.com; Jorge.plazas01@uptc.edu.co ObjetivoIdentificar elementos, interpretar planimetras y editar diagramas de instrumentacin P&ID, de acuerdo a la norma ISAS5.1, aplicado a procesos de la industria petrolera.

I. PROCEDIMIENTO

1. Describa el significado de los siguientes instrumentos.

Figura 1. Smbolos de Instrumentos.Solucin:

2. Para cada uno de los siguientes ejemplos de planos P&ID, a) Identifique cada uno de los instrumentos, bloques funcionales y seales presentes. b) A continuacin defina el significado de cada uno de ellos y c) Intente interpretar el funcionamiento del proceso mostrado en la planimetria.

2.1 Lazo de Control de dos Variables

Figura 2. Lazo de control de dos variables.

FIC 123 Control e Indicador de Caudal / lazo 123/ accesible al operador/realiza la raz cuadrada. Entrega una seal elctrica de 4-20 mA. FT 123Trasmisor de Caudal/ lazo 123/ elemento discreto/ en campo/ TY 123 Transductor Elctrico- neumtico /lazo 123/ no accesible al operador/ mando compartido TT 123 Trasmisor de Temperatura/ lazo 123/ elemento discreto/ en campo TIC 123 Control e Indicador de Temperatura / lazo 123/ en campo/ YIC 123 Control y Registro de Presencia / lazo 123/ PLC/ accesible al operador. Seales elctricas de 4-20 mA Seales de Proceso Seal Neumatica

En el proceso descrito por esta planimetra se observa un transmisor de flujo FT 123 que se comunica por medio de una seal elctrica a FIC 123 un controlador indicador de caudal ubicado en la sala de control o accesible al operador, donde se realiza el clculo de la raz cuadrada de la medicin de presin diferencial del transmisor puesto que esta es proporcional al caudal en la tubera.La seal de salida de FIC 123 es una seal elctrica que alimenta TY 123 que es un convertidor de una seal elctrica a una seal neumtica, la cual regula el paso de la vlvula.Por otra parte tenemos medicin de temperatura del Proceso por parte de TT 123 el cual enva una seal elctrica TIC 123 que es un controlador indicador de temperatura, el cual realiza su accin de control y se comunica por un enlace de datos con FIC 123 donde introduce un valor en el set point de FIC 123, por esta razn se dice que es un lazo de control en cascada de 2 variables.YIC 123 es un PLC que controla una vlvula de todo o nada.

2.2 Lazo de Control Realimentado Una Variable

Figura 3. Lazo de control realimentado una variable.

LE 15 sensor de nivel/ lazo 15/ en campo/ instrumento discreto. LIT 15 Transmisor e indicador de nivel/ lazo 15/ en campo/ instrumento discreto. LC 15 controlador de nivel/ lazo 15/ en campo/ instrumento discreto. LSH 15 Switch de nivel alto/ lazo 15/ en campo/ instrumento discreto. LAH 15 Alarma de nivel alto/ lazo 15/ en campo/ instrumento discreto. LV 15 A Vlvula de nivel/ lazo 15 lazo de control A/ en campo/ instrumento discreto. LV 15 B Vlvula de nivel/ lazo 15 lazo de control B/ en campo/ instrumento discreto Seales elctricas de 4-20 mA Seales de Proceso

El proceso describe el control del nivel de un tanque donde LE 15 es un sensor de nivel que enva una seal elctrica a un transmisor indicador de nivel LIT 15 el cual enva la informacin de la medicin a un controlador de nivel LC 15 el cual controla el paso de la vlvula de nivel LV 15A, a su vez el transmisor tambin enva esta seal a un switch de nivel alto LSH 15 el cual se activa cuando el valor de la medicin est en el mximo y enva una seal que activa la LAH 15 que es una alarma de nivel alto, y adems entrega esta seal a un driver que controla el solenoide que regula el flujo de la vlvula LV 15B.

2.3 Proceso Columna de destilacin.

Figura 4. Proceso columna de destilacin.

FT 321 transmisor de caudal/ lazo 321/ en campo/ elemento discreto/ FC 321 controlador de caudal/ lazo 321/ accesible al operador/ elemento discreto/ FFC 321 controlador fraccin de caudal/ lazo 321/ accesible al operador / elemento discreto/ FY 320 mdulo de clculo de caudal/ lazo 320/ en campo/ elemento discreto/ FT 320 transmisor de caudal/ lazo 320/ en campo/ elemento discreto/ PT 326 transmisor de presin/ lazo 326/ en campo/ elemento discreto/ PC 326 controlador de presin/ lazo 326/ accesible al operador / elemento discreto/ PV 326 vlvula de presin/ lazo 326/ en campo/ elemento discreto FV 324 Vlvula de caudal/ lazo 324/ en campo/ elemento discreto LT 327 transmisor de nivel/ lazo 327/ en campo/ elemento discreto LC 327 controlador de nivel/ lazo 327/ accesible al operador / elemento discreto/ FT 328 transmisor de caudal/ lazo 328/ en campo/ elemento discreto/ FC 328 controlador de nivel/ lazo 328/ accesible al operador / elemento discreto/ FV 328 Vlvula de caudal/ lazo 328/ en campo/ elemento discreto LC 325 controlador de nivel/ lazo 325/ accesible al operador / elemento discreto/ LT 325 transmisor de nivel/ lazo 325/ en campo/ elemento discreto FC 324 controlador de nivel/ lazo 324/ accesible al operador / elemento discreto/ FT 324 transmisor de caudal/ lazo 324/ en campo/ elemento discreto/ AT 323 transmisor de Anlisis/ lazo 323/ en campo/ elemento discreto/ AC 323 controlador de anlisis/ lazo 323/ accesible al operador / elemento discreto/ FFC 322 controlador fraccin de caudal/ lazo 322/ accesible al operador / elemento discreto/ FC 322 controlador de nivel/ lazo 322/ accesible al operador / elemento discreto/ FT 322 transmisor de caudal/ lazo 322/ en campo/ elemento discreto/ FV 322 Vlvula de caudal/ lazo 322/ en campo/ elemento discreto. Seales elctricas de 4-20 mA Seales de Proceso

En el proceso de la columna se observan distintos lazos de control.

LAZO 320: Se tiene un transmisor de caudal FT 320 que enva una seal elctrica de la medicin del flujo de vapor, esta seal se transmite en 2 direcciones a FY 320 y a FY 322, los cuales son mdulos de clculo del caudal. LAZO 321: tenemos un transmisor de caudal FT 321 que mide el flujo por la tubera, y enva una seal elctrica a FC 321 un controlador de caudal que est en un tablero que controla la vlvula FV 321 que regula el paso del caudal, a FC 321 tambin le entra la seal de FFC 321 que es un controlador de fraccin de flujo, es un control en cascada. LAZO 322: la seal de clculo del caudal se transmite a FFC 322 el cual est en cascada con el controlador FC 322 que recibe la medicin del caudal destilado de FT 322 para controlar la vlvula FV322. LAZO 323: El transmisor de anlisis AT 323 mide la concentracin del fluido y enva esta seal a un controlador de anlisis, que est dispuesto en cascada con el lazo 322. LAZO 324: se tiene FT 324 que enva su medicin a FC 324 que controla la vlvula FV 324 que regula el reflujo que se introduce en la columna de destilacin. LAZO 325: LT 325 mide el nivel en el acumulador y enva una seal elctrica a LC 325 que realiza su accin de control y enva esta seal a FC 324 que controla el flujo en la descarga del acumulador. LAZO 326: PT 326 mide la presin en la columna de destilacin y enva esta seal a PC 326 que controla la vlvula PV 326. LAZO 327: LT 327 mide el nivel en la columna de destilacin de los lodos y enva una seal elctrica LC 327 que controla el nivel de los lodos en la columna y est conectado en cascada con FC 328. LAZO 328: FT 328 mide el flujo de los lodos que salen de la columna de destilacin y enva esta seal FC 328 que controla la valvula FV 328 que regula el paso del caudal de los lodos en la tubera.

2.4 Proceso de Separacin Gas & Oil.

Figura 5. Proceso separacin Gas and OIL

PSH 02 Switch de presin alto/ lazo 2/ en campo/ elemento discreto PT 02 transmisor de presin/ lazo 2/ en campo/ elemento discreto PIC 02 controlador indicador de presin/ lazo 2/ en panel/ elemento discreto PV 02 vlvula de presin/ lazo 2/ en campo/ elemento discreto LSHH 02 switch de sobrenivel alto// lazo 2/ en campo/ elemento discreto LT 02 transmisor de nivel/ lazo 2/ en campo/ elemento discreto LXL 02 nivel bajo/ lazo 2/ en campo/ elemento discreto FQIT 01 interruptor indicador de integracin de flujo/ lazo 1/ en campo/ elemento discreto FSL 03 Luz de seguridad de flujo/ lazo 3/ en panel/ elemento discreto FIC 03 Controlador indicador de flujo/ lazo 3/ en panel/ elemento discreto FT 03 transmisor de caudal / lazo 3/ en panel/ elemento discreto PSH 03 Switch de presin alto/ lazo 3/ en campo/ elemento discreto PSL 03 Switch de presin bajo/ lazo 3/ en campo/ elemento discreto LIC 02 controlador indicador de nivel / lazo 2/ en panel/ elemento discreto LV 02 Valvula de nivel/ lazo 2/ en campo/ elemento discreto FQIT 01 FQIT 01 interruptor indicador de integracin de flujo/ lazo 1/ en campo/ elemento discreto FQI 04 indicador integrador de flujo/ lazo 4/ en panel/ elemento discreto. FV 03 Valvula de caudal/lazo 3/ en campo/ elemento discreto.

El proceso describe la separacin del gas y el petrleo, para esta planimetra se observan 4 lazos de control que se describen a continuacin:

LAZO 02: En el separador SG-02 se tiene PT 02 que mide la presin y enva una seal elctrica a PIC 02 que controla la PV 02 que regula el paso del flujo del gas que sale del separador, se tienen sensores para alarmas como son PSH 02, LSHH 02 y LXL 02, LT 02 realiza la medicin del nivel en el separador y enva una seal elctrica a LIC 02 que controla a LV 02 que regula el flujo de petrleo que sale del proceso.

LAZO 03: Se tienen PSH 03 y PSL 03, que miden la presin en la tubera del petrleo que sale del separador y es bombeado, estos sensores se utilizan por seguridad, FT 03 mide el flujo por dicha tubera y comunica una seal a FC 03 que controla a FV 03 que regula el flujo del petrleo que se realimenta al separador.

3. Relacione el ttulo del dispositivo descrito con su respectivo smbolo o dibujo a continuacin:

1. (U) Pneumatic Line Symbol 2. (A) Discrete Instrument - Primary Location Normally Accessible to Operator 3. (C) Safety Valve 4. (P) Discrete Instrument - Auxiliary Location Normally Accessible to Operator 5. (T) Board Mounted Electronic Level Controller 6. (Q) Butterfly Valve 7. (J) Back Pressure Regulator - Self Contained 8. (H) Internal System Link - Software or Data Link 9. (S) Discrete Instrument, Normally Inaccessible (Behind the Panel) 10. (F) Shared Display or Control - Primary Location Normally Accessible to Operator 11. (B) Electromagnetic or Sonic Signal, Not Guided 12. (L) Electric or Electronic Signal 13. (E) Variable Area Meter (Rotameter) 14. (G) Control Valve - Pneumatic Actuator, Fail Open 15. (L) Electric or Electronic Signal 16. (N) Discrete Instrument - Field Mounted 17. (Q) Control Valve, Fail Closed 18. (R) Pneumatic Binary Signal 19. (K ) Pressure Indicator 20. (M) Programmable Logic Controller - Primary Location Normally Accessible to Operator 21. (I) Flow Gauge

Figura 6. Smbolos P&ID

4. Mediante el uso de un Software de edicin de planos edite los ejercicios 2.1 y 2.3 (se sugiere Microsoft Visio).

Solucin:

Figura 7. Lazo de control de dos variables realizado en el software VISIO.

Figura 8. Proceso columna de destilacin, realizado en el software VISIO.

III. MATERIAL SUGERIDO DE SOPORTE [1] Normas ISA S5.1. [2] Matlab. [3] http://www.controlloopfoundation.com/ [4] Principles and Practice of Automatic Process Control - Smith &Corripio. 3rdEdition. JhonWiley&Sons. 2005. [5] Microsoft VisioIng. FABIN JIMNEZ LPEZ M.Sc.