Controle e Automação no Processamento Mineral

Controle e Automação no

Processamento Mineral

Prof. Dr. André Carlos SilvaUniversidade Federal de Catalão

Capítulo I –

Símbolos e Identificação

1. INTRODUÇÃO

⚫ Qualquer planta projetada para produzir

determinado produto sempre requer sistemas

de instrumentação para fazer a medição,

controle, monitoramento e alarme de suas

variáveis operacionais.

⚫ A escolha correta dos sistemas pode ser a

diferença entre sucesso e fracasso para uma

unidade, planta ou toda a companhia.

1. INTRODUÇÃO

⚫ Como existe uma rápida evolução das

tecnologias (e consequente obsolescência

das mesmas), periodicamente toda planta

requer ampliações e/ou modificações

radicais que incluem a atualização dos seus

instrumentos e de seus sistemas de controle.

1. INTRODUÇÃO

⚫ Assim, técnicos e engenheiros que trabalham

com projeto, especificação, operação e

manutenção de plantas devem estar

atualizados com a instrumentação e as

recentes tecnologias envolvidas.

Painel de uma turbina a vapor

1. INTRODUÇÃO

⚫ A simbologia de instrumentação analógica e

digital, compartilhada e integral, distribuída e

centralizada se baseia nas seguintes normas

americanas (geralmente traduzidas para o

português) :

⚫ ISA S5.1, Instrumentation Symbols and

Identification, 1984;

⚫ ISA S5.3, Graphic Symbols for Distributed

Control/Shared Display Instrumentation, Logic

and Computer Systems, 1983.

2. APLICAÇÕES

⚫ Os símbolos de instrumentação são

encontrados principalmente em:

⚫ Fluxogramas de processo e de engenharia;

⚫ Desenhos de detalhamento de instrumentação

instalação, diagramas de ligação, plantas de

localização, diagramas lógicos de controle,

listagem de instrumentos;

2. APLICAÇÕES

⚫ Painéis sinópticos e semigráficos na sala de

controle;

⚫ Diagramas de telas de vídeo de estações de

controle.

2. APLICAÇÕES

Painel Sinóptico de Controle e Automação em Edifício

2. APLICAÇÕES

Painel Sinóptico

Painel Sinóptico do controle da aeração de armazém de

soja da Fiagril (Lucas do Rio Verde-MT)

3. Roteiro da identificação

⚫ Cada instrumento (ou função) a ser

identificado é designado por um conjunto

alfanumérico denominada tag.

⚫ A parte de identificação da malha

correspondente ao número é comum a todos

os instrumentos da mesma malha. A tag

pode ainda ter sufixo para completar a

identificação.

3.1. Tag completo típico

⚫ O número da malha do instrumento pode

incluir o código da informação da área.

⚫ Por exemplo: TIC 500-103 e TIC 500-104

são dois controladores indicadores de

temperatura, ambos da área 500, sendo os

seus números sequenciais 103 e 104.

3.1. Tag completo típico

TIC 500-103 Identificação do instrumento ou tag do instrumento

T... Primeira letra: variável da malha, Temperatura

...C Última letra: identificação funcional: Controlador

...I... Modificador ou complemento da função: Indicador

500 Número da malha do sensor

103 Número sequencial da malha de temperatura

Exemplo de tag para um sensor de temperatura

3.2. Identificação funcional

⚫ A identificação funcional do instrumento (ou

seu equivalente funcional) consiste de letras

da tabela a seguir e inclui uma primeira letra,

que é a variável do processo medida (ou de

inicialização).


Letra

Primeira letra Letras subsequentes

Variável ModificadorFunção

display

Função

saídaModificador

A Análise Alarme

B Queimador Escolha Escolha Escolha

C Escolha Controle

D Escolha Diferencial

ETensão

(f.e.m.)

Elemento

sensor

F Vazão (flow)Fração ou

relação

G Escolha

Visor ou

indicador

local


Letra



display

Função

saídaModificador

HManual

(hand)Alto (high)

I Corrente Indicação

J PotênciaVarredura

(scan)

K TempoTempo de

mudança

Estação

controle

L Nível (level) Lâmpada Baixo (low)

M Escolha Momentâneo Médio

N Escolha Escolha Escolha Escolha


Letra



display

Função

saídaModificador

O EscolhaOrifício ou

Restrição

PPressão,

Vácuo

Ponto de

teste

Q QuantidadeIntegral,

Total

R Radiação Registro

SVelocidade,

FrequênciaSegurança Chave

T Temperatura Transmissão

U Multivariável Multifunção Multifunção Multifunção


Letra



display

Função

saídaModificador

V

Vibração,

Análise

mecânica

Válvula,

damper

W Força peso Poço (well)

X Ñ classific. Eixo X Ñ classific. Ñ classific. Ñ classific.

YEvento,

EstadoEixo Y

Relé,

comutação

ZPosição ou

DimensãoEixo Z

Elemento

final


⚫ A primeira letra pode ter um modificador

opcional.

⚫ Por exemplo, PT é o transmissor de pressão

e PDT é o transmissor de pressão

diferencial.


⚫ A identificação funcional do instrumento é

feita de acordo com sua função e não de sua

construção.

⚫ Assim, um transmissor de pressão diferencial

para medir nível tem a tag LT (transmissor de

nível) e não o de PDT (transmissor de

pressão diferencial).


⚫ Embora o transmissor seja construído e

realmente meça pressão diferencial, seu tag

depende de sua aplicação e por isso pode

ser LT (quando mede nível) ou FT (quando

mede vazão).


⚫ Com outro exemplo pode-se citar uma chave

atuada por pressão ligada à saída de um

transmissor pneumático de nível.

⚫ Tal chave terá uma tag LS (chave de nível) e

não PS (chave de pressão).


⚫ A tag também não depende da variável

manipulada, mas sempre depende da

variável inicializada ou medida.

⚫ Assim, uma válvula que manipula a vazão de

saída de um tanque para controlar nível, tem

tag de LV ou LCV e não de FV ou FCV.


⚫ A segunda letra tipicamente é a função do

instrumento.

⚫ Assim sendo, FT é a tag de um transmissor

(T) de vazão (F).


⚫ Também a segunda letra pode ter um ou

mais modificadores.

⚫ FIA é a tag de um indicador de vazão, com

alarme.

⚫ Alarme (A) é o modificador da função

indicação.


⚫ Também pode-se detalhar o tipo do alarme.

⚫ Por exemplo: FIAL é a tag de um indicador

de vazão com alarme de baixa.


⚫ A tag pode ter modificador da variável

(primeira letra) e de função (segunda letra).

⚫ Por exemplo: PDIAL é um indicador de

pressão diferencial (modificador de

pressão) com alarme (modificador do

indicador) de baixa (modificador do alarme).


⚫ Quando a tag possuir várias letras, pode-se

dividi-la em duas tags.

⚫ O instrumento é simbolizado por dois balões

se tangenciando e a tag por ser, por

exemplo, TIC-3 para o controlador indicador

de temperatura e TSH-3 para a chave

manual associada ao controlador.


⚫ Todas as letras de identificação de

instrumentos são maiúsculas.

⚫ Por isso, deve-se evitar usar FrC para

controlador de relação de vazões e usar

FFC, controlador de fração de vazões.


⚫ As funções de computação (+. -, x, ÷, √),

seleção (<, >), lógica e conversão (i/p, p/i

conversão de corrente em saída

pneumática e vice-versa) deve ter os

símbolos ao lado do balão, para esclarecer a

função executada.

3.3. Identificação da malha

⚫ A identificação da malha geralmente é feita

por um número, colocado ao final da

identificação funcional do instrumento

associado a uma variável de processo.

⚫ A numeração pode ser serial ou paralela.


⚫ Numeração paralela começa de 0 ou para

cada variável, TIC-100, FIC-100, LIC-100 e

AI-100.

⚫ Numeração serial usa uma única sequência

de números, de modo que se tenha TIC-100,

FIC-101, LIC-102 e AI-103.


⚫ Os instrumentos podem estar interligados

entre si para realizar uma determinada tarefa

nos processos industriais.

⚫ A associação desses instrumentos chama-se

malha e em uma malha cada instrumento

executa uma função.


Na figura acima o controlador mede a saída do processo (neste caso, a

temperatura), compara com o valor desejado (setpoint), encontra o erro, e calcula

uma saída de controle para modificar a posição da válvula de controle até que o

erro seja eliminado ou permaneça dentro de limites considerados como nulos.


⚫ A numeração pode começar de 1 ou

qualquer outro número conveniente, como

101, 1001, 1201.

⚫ Quando a malha tem mais que um

instrumento com a mesma função

(geralmente a função de condicionamento)

deve-se usar um apêndice ou sufixo ao

número.


⚫ Por exemplo, se a mesma malha de vazão

tem um extrator de raiz quadrada e um

transdutor de corrente para pneumático, o

primeiro pode ser FY-101-A e o segundo FY-

101-B.

⚫ Quando se tem um registrador multiponto,

com n pontos, é comum numerar as malhas

como TE-18-1, TE-18-2, TE-18-3 até TE-18-

n.


⚫ Quando um registrador tem penas dedicadas

para vazão, pressão, temperatura, sua tag

pode ser FR-2, PR-5 e TR-13.

⚫ Se ele registra três temperaturas diferentes,

sua tag pode ser TR-7/8/9.


⚫ Acessórios de instrumentos, como medidores

de purga, regulador de pressão, pote de

selagem e poço de temperatura, que às

vezes nem é mostrado explicitamente no

diagrama, precisam ser identificados e ter

uma tag, de acordo com sua função e deve

ter o mesmo número da malha onde é

utilizado.


⚫ Esta identificação não implica que o

acessório deva ser representada no

diagrama.

⚫ Também pode-se usar a mesma tag da

malha e colocando-se a palavra de sua

função, como SELO, POÇO, FLANGE,

PURGA. Existem acessórios que possuem

letra correspondente, como W para poço

termal.


⚫ Podem haver diferenças de detalhes de

identificação, como por exemplo, para a

malha 301 de controle de temperatura, pode-

se ter a seguinte identificação:

TE-301 sensor de temperatura

TT-301 transmissor de temperatura

TIC-301 controlador de temperatura

TCV-301 válvula de controle de temperatura


⚫ Porém, há quem prefira e use:

TIC-301-E sensor de temperatura

TIC-301-T transmissor de temperatura

TIC-301-C controlador de temperatura

TIC-301-V válvula de controle de temperatura


TE-301 sensor de temperatura

TT-301 transmissor de temperatura

TIC-301 controlador de temperatura

TCV-301 válvula de controle de temperatura

TIC-301-E sensor de temperatura

TIC-301-T transmissor de temperatura

TIC-301-C controlador de temperatura

TIC-301-V válvula de controle de temperatura


⚫ Também é possível encontrar em diagramas

a tag de TIC ou TC para o controlador de

temperatura.

⚫ Como praticamente todo controlador é

também um indicador, é comum simplificar e

usar TC.


⚫ Alguns projetistas usam pequenas diferenças

de tag para distinguir válvulas auto

controladas (ou reguladoras) de válvulas

convencionais que recebem o sinal do

controlador.

⚫ Assim, a válvula auto controlada de

temperatura tem tag de TCV e a válvula

convencional de TV.

4. Simbologia de Instrumentos

⚫ A normalização dos símbolos e identificações

dos instrumentos de medição e controle do

processo, que inclui símbolos e códigos alfa

numéricos, torna possível e mais eficiente a

comunicação do pessoal envolvido nas

diferentes áreas de uma planta manutenção,

operação, projeto e processo.

4. Simbologia de Instrumentos

⚫ Mesmo os não especialistas em

instrumentação devem saber a identificação

dos instrumentos.

4.1. Parâmetros do Símbolo

⚫ A simbologia correta da instrumentação deve

conter os seguintes parâmetros:

1. Identificação das linhas de interligação dos

instrumentos, exemplo: eletrônica física,

eletrônica por configuração, pneumática, etc.

2. Determinação do local de instalação dos

instrumentos, acessível ou não acessível ao

operador de processo.

4.1. Parâmetros do Símbolo

3. Filosofia da instrumentação, quanto ao

instrumento ser dedicado a cada malha ou

compartilhado por um conjunto de malhas de

processo;

4. Identificação (tag) do instrumento, envolvendo a

variável do processo, a função do instrumento e

o numero da malha do processo;

5. Outras informações adicionais.

4.2. Alimentação dos instrumentos

⚫ A maioria absoluta dos instrumentos de

medição e de controle requer alguma fonte

de alimentação, que lhe forneça algum tipo

de energia para seu funcionamento.

⚫ Os tipos mais comuns de alimentação são a

elétrica e a pneumática, porém há muitas

outras disponíveis.


⚫ As seguintes abreviações são sugeridas para

denotar os tipos de alimentação.

⚫ Opcionalmente, elas podem indicar também

tipos de purga.


⚫ AS – Suprimento de ar (Air supply)

⚫ ES – Suprimento elétrico (Electric supply)

⚫ GS – Suprimento de gás (Gas supply)

⚫ HS – Suprimento hidráulico (Hydraulic

supply)

⚫ NS – Suprimento de Nitrogênio (Nitrogen

supply)

⚫ SS – Suprimento de Vapor (Steam supply)

⚫ WS – Suprimento de água (Water supply)


⚫ O nível de alimentação pode ser adicionado

à linha de alimentação do instrumento.

⚫ Por exemplo, AS 100 kPa (alimentação

pneumática de 100 kPa), ES 24 V cc

(alimentação de 24 V cc para instrumento

elétrico).

4.2.1. Válvulas de controle

4.2.2. Válvulas manuais

4.2.3. Miscelânea

4.2.3. Miscelânea

4.3. Linhas entre os Instrumentos

⚫ As linhas de ligações entre os instrumentos

devem ser mais finas que as linhas de

processo da seguinte forma:

4.4. Balão do instrumento

⚫ O instrumento completo é simbolizado por

um pequeno balão circular, com diâmetro

aproximado de 12 mm.

⚫ Avanços nos sistemas de controle com

instrumentação aplicando microprocessador

e computação digital (que permitem funções

compartilhadas em um único instrumento e

utilizam ligações por programação ou por elo

de comunicação) fizeram surgir outros

símbolos de instrumentos e de interligações.

4.4. Balão do instrumentoRepresentação dos instrumentos em Diagramas P&I (Process & Instrumentation)

4.4. Balão do instrumentoLetras de identificação



4.4.1. Notas para a tabela

das letras de identificação

⚫ 1. Uma letra de escolha do usuário tem o

objetivo de cobrir significado não listado que é

necessário em uma determinada aplicação. Se

usada, a letra pode ter um significado como de

primeira letra ou de letras subsequentes. O

significado precisa ser definido uma única vez

em uma legenda. Por exemplo, a letra N pode

ser definida como módulo de elasticidade como

uma primeira letra ou como osciloscópio como

letra subsequente.



⚫ 2. A letra X não classificada tem o objetivo de

cobrir significado não listado que será usado

somente uma vez ou usado em um significado

limitado. Se usada, a letra pode ter qualquer

número de significados como primeira letra ou

como letra subsequente. O significado da letra X

deve ser definido do lado de fora do círculo do

diagrama. Por exemplo, XR pode ser registrador

de consistência e XX pode ser um osciloscópio

de consistência.



⚫ 3. A forma gramatical do significado das

letras subsequentes pode ser modificado

livremente. Por exemplo, I pode significar

indicador, ou indicação; T pode significar

transmissão ou transmissor.



⚫ 4. Qualquer primeira letra combinada com as

letras modificadoras D (diferencial), F (relação),

M (momentâneo), K (tempo de alteração) e Q

(integração ou totalização) representa uma

variável nova e separada e a combinação é

tratada como uma entidade de primeira letra.

Assim, os instrumentos TDI e TI indicam duas

variáveis diferentes: diferença de temperatura e

temperatura. As letras modificadoras são

usadas quando aplicável.



⚫ 5. A letra A (análise) cobre todas as análises

não descritas como uma escolha do usuário.

O tipo de análise deve ser especificado fora

do circulo de identificação. Por exemplo,

análise de pH, análise de O2. Análise é

variável de processo e não função de

instrumento, como muitos pensam

principalmente por causa do uso inadequado

do termo analisador.



⚫ 6. O uso de U como primeira letra para

multivariável em lugar de uma combinação de

outras primeiras letras é opcional. É

recomendável usar as primeiras letras

especificas em lugar da letra U, que deve ser

usada apenas quando o número de letras for

muito grande. Por exemplo, é preferível usar

PR/TR para indicar um registrador de pressão e

temperatura em vez de UR. Porém, quando se

tem um registrador multiponto, com 24 pontos e

muitas variáveis diferentes, deve-se usar UR.



⚫ 7. O uso dos termos modificadores alto (H),

baixo (L), médio (M) e varredura (J) é

opcional.



⚫ 8. O termo segurança se aplica a elementos

primários e finais de proteção de emergência.

Assim, uma válvula auto atuada que evita a

operação de um sistema de fluido atingir valores

elevados, aliviando o fluido do sistema tem um

tag PCV (válvula controladora de pressão).



⚫ 8. (CONTINUAÇÃO) Porém, a tag desta

válvula deve ser PSV (válvula de segurança

de pressão) se ela protege o sistema contra

condições de emergência, ou seja, condições

que são perigosas para o pessoal ou o

equipamento e que são raras de aparecer.



⚫ 8. (CONTINUAÇÃO) A designação PSV se

aplica a todas as válvulas de proteção contra

condições de alta pressão de emergência,

independente de sua construção, modo de

operação, local de montagem, categoria de

segurança, válvula de alívio ou de segurança.

Um disco de ruptura tem o tag PSE (elemento

de segurança de pressão).



⚫ 9. A função passiva G se aplica a

instrumentos ou equipamentos que fornecem

uma indicação não calibrada, como visor de

vidro ou monitor de televisão. Costuma-se

aplicar TG para termômetro e PG para

manômetro, o que não é previsto por esta

norma.



⚫ 10. A indicação normalmente se aplica a

displays analógicos ou digitais de uma

medição instantânea. No caso de uma

estação manual, a indicação pode ser usada

para o dial ou indicador do ajuste.



⚫ 11. Uma lâmpada piloto que é parte de uma

malha de instrumento deve ser designada

por uma primeira letra seguida pela letra

subsequente L. Por exemplo, uma lâmpada

piloto que indica o tempo expirado deve ter o

tag KQL (lâmpada de totalização de tempo).



⚫ 11. (CONTINUAÇÃO) A lâmpada para

indicar o funcionamento de um motor tem o

tag EL (lâmpada de voltagem), pois a

voltagem é a variável medida conveniente

para indicar a operação do motor ou YL

(lâmpada de evento) assumindo que o

estado de operação está sendo monitorado.

Não se deve usar a letra genérica X, como

XL.



⚫ 12. O uso da letra U para multifunção, vem

vez da combinação de outras letras

funcionais é opcional. Este designador não

específico deve ser usado raramente.



⚫ 13. Um dispositivo que liga, desliga ou

transfere um ou mais circuitos pode ser uma

chave, um relé, um controlador liga-desliga

ou uma válvula de controle, dependendo da

aplicação. Se o equipamento manipula uma

vazão de fluido do processo e não é uma

válvula manual de bloqueio liga-desliga, ela é

projetada como válvula de controle.



⚫ 13. (CONTINUAÇÃO) É incorreto usar o tag

CV para qualquer coisa que não seja uma

válvula de controle auto atuada. Para todas

as aplicações que não tenham vazão de

fluido de processo, o equipamento é

projetado como:

⚫ a) Chave, se for atuada manualmente;



⚫ b) Chave ou controlador liga-desliga, se for

automático e for o primeiro dispositivo na malha.

O termo chave é geralmente usado se o

dispositivo é aplicado para alarme, lâmpada

piloto, seleção, intertravamento ou segurança. O

termo controlador é usado se o dispositivo é

aplicado para o controle de operação normal;

⚫ c) Relé, se for automático e não for o primeiro

dispositivo na malha, mas atuado por uma chave

ou por um controlador liga-desliga.



⚫ 14. As funções associadas com o uso de letras

subsequentes Y devem ser definidas do lado de

fora do circulo de identificação. Por exemplo, FY

pode ser o extrator de raiz quadrada na malha

de vazão; TY pode ser o conversor corrente

para pneumático em uma malha de controle de

temperatura. Quando a função é evidente como

para uma válvula solenóide ou um conversor

corrente para pneumático ou pneumático para

corrente a definição pode não ser obrigatória.



⚫ 15. Os termos modificadores alto, baixo,

médio ou intermediário correspondem aos

valores da variável medida e não aos valores

do sinal. Por exemplo, um alarme de nível

alto proveniente de um transmissor de nível

com ação inversa deve ser LAH, mesmo que

fisicamente o alarme seja atuado quando o

sinal atinge um valor mínimo crítico.



⚫ 16. Os termos alto e baixo quando aplicados

a posições de válvulas e outras dispositivos

de abrir e fechar são assim definidos:

⚫ a) alto significa que a válvula está totalmente

aberta;

⚫ b) baixo significa que a válvula está totalmente

fechada



⚫ 17. O termo registrador se aplica a qualquer

forma de armazenar permanentemente a

informação que permita a sua recuperação

por qualquer modo.



⚫ 18. Elemento sensor, transdutor, transmissor

e conversor são dispositivos com funções

diferentes, conforme ISA S37.1.



⚫ 19. A primeira letra V, vibração ou análise

mecânica, destina-se a executar as tarefas

em monitoração de máquinas que a letra A

executa em uma análise mais geral. Exceto

para vibração, é esperado que a variável de

interesse seja definida fora das letras de tag.



⚫ 20. A primeira letra Y se destina ao uso

quando as respostas de controle ou

monitoração são acionadas por evento e não

acionadas pelo tempo. A letra Y, nesta

posição, pode também significar presença ou

estado.



⚫ 21. A letra modificadora K, em combinação

com uma primeira letra como L, T ou W,

significa uma variação de taxa de tempo da

quantidade medida ou de inicialização. A

variável WKIC, por exemplo, pode

representar um controlador de taxa de perda

de peso.



⚫ 22. A letra K como modificador é uma opção

do usuário para designar uma estação de

controle, enquanto a letra C seguinte é usada

para descrever controlador automático ou

manual.

5. Elementos do Diagrama Funcional

5. Elementos do Diagrama Funcional

6. Malha de controle

⚫ A figura abaixo ilustra como os símbolos

anteriores são combinados para descrever

uma determinada malha de controle.

⚫ Existem vários níveis de detalhamento.

⚫ À esquerda, tem-se a malha com todos os

detalhes e à direita, a malha simplificada.


Representação detalhada de uma malha de controle de pressão e a

equivalente, simplificada


⚫ Esta malha de controle e indicação de pressão

(PIC) é controlada por um sistema de controle

distribuído compartilhado.

⚫ O ponto de ajuste deste controlador é

estabelecido por um computador supervisório

através de um highway de dados

compartilhados que fornece o elo de

programação entre o computador e o sistema

de controle compartilhado.


⚫ O número da malha de controle é único e

igual a 211, que pode indicar a 11ª malha da

área 200.

⚫ Todos os componentes da malha possuem

este mesmo número, ou seja:

⚫ 1. transmissor PT 211;

⚫ 2. transdutor i/p PY 211;

⚫ 3. controlador PIC 211.


⚫ O transmissor PT 211 está ligado ao

processo através de uma válvula de bloqueio

de ½ " (13 mm) e sente a pressão de 0 a 300

psi e gera na saída o sinal padrão de

corrente eletrônica de 4 a 20 mA cc.

⚫ O sinal de saída do transmissor é recebido e

identificado no multiplexador do sistema

compartilhado como a entrada analógica #17

(AI- 17).


Representação detalhada de uma malha de controle de pressão e a

equivalente, simplificada


⚫ O controlador PIC 211 se encontra no

console #2 (C-2) do sistema compartilhado e

tem as funções de controle PI.

⚫ O sistema compartilhado também fornece um

sinal de alarme de alta e uma variação de

pressão de alta (dP/dt) desta medição (PAH).


⚫ No lado da saída do controlador, o sinal que

deixa o multiplexador do sistema é

identificado como a saída analógica (AO-21),

que ainda é o sinal de 20 mA cc que é

recebido por um transdutor i/p, que o

converte para o sinal pneumático de 20 a

100 kPa (0,2 a 1,0 kgf/cm2 ou 3 a 15 psi),

que está montado na válvula de controle

PCV 211.


⚫ A válvula em si é linear, em falha ela fecha

(fail close - FC) e possui um posicionador

(P).

⚫ O transdutor i/p requer a alimentação

pneumática (AS - air supply), típica de 140

kPa (22 psi).


⚫ O diagrama da mostrado na parte esquerda

da figura mostra uma malha de controle de

pressão, digital e compartilhada, PIC.

7. Sistemas completos

⚫ A seguir são mostrados outros exemplos

com símbolos de instrumentação.

⚫ As próximas duas figuras mostram o mesmo

sistema de controle com diferentes graus de

detalhamento.

⚫ Na segunda figura todos os elementos são

mostrados.


Simbologia total Simbologia de modo simplificado

Diagrama funcional detalhado

típico de uma malha de controle


⚫ O registro da vazão é obtido de:

1. Uma placa de orifício (elemento de vazão, FE-1,

não mostrado);

⚫ Transmissor de vazão, montado no campo, FT-1;

⚫ Extrator de raiz quadrada, montado atrás do

painel do operador;

⚫ Registrador com duas penas, uma para a vazão

(FR-1) e outra para a pressão (PR-2), montado

no painel de leitura.


⚫ O registro da pressão é obtido de:

1. Transmissor de pressão, PT-2, montado no

campo. A tomada da pressão usa a tomada de

alta ou de baixa da placa de orifício.

⚫ Todos os sinais envolvidos são pneumáticos,

padrão de 20 a 100 kPa.


⚫ A temperatura da saída do gás é medida por

um detector de temperatura a resistência

(RTD), montada em um poço, ligado

diretamente ao registrador e controlador de

temperatura (TRC-3).

⚫ A saída elétrica do controlador (4 a 20 mA

cc) modula a abertura de uma válvula de

esfera (TV-3), com atuador a cilindro.


⚫ O controlador registrador de temperatura tem

uma chave de temperatura (termostato TSL-

3), que atua um alarme no painel (TAL-3),

com a temperatura baixa.

⚫ A primeira das duas figuras (lado esquerdo)

usa uma simbologia simplificada para

mostrar que um gás é aquecido e sua

temperatura é controlada por um controlador

de painel.


⚫ O fluido de aquecimento é modulado por

uma válvula de controle e registra a vazão do

gás, pressão e temperatura de saída e há um

alarme que atua com temperatura baixa.


Simbologia total Simbologia de modo simplificado


⚫ A figura a seguir mostra a descrição

simbólica completa de um processo de

destilação.

⚫ A vazão de alimentação é medida (FE-3, FT-

3) e registrada (FR-3), mas não controlada.


⚫ A taxa de entrada de calor é proporcional à taxa

de alimentação vezes um ganho de relé (FY-

3B), que ajusta o ponto de ajuste do controlador

de vazão do óleo quente (FRC-1).

⚫ O produto leve da torre é condensado, com a

temperatura do condensado controlada

mantendo-se constante a pressão da coluna

(PRC-11).


⚫ A saída do produto leve tem vazão

controlada (FRC-4).

⚫ O ponto de ajuste do controlador é ajustado

por um relé divisor (UY-6), cujas entradas

são a vazão de alimentação, como

modificada pelo relé função (FY-3A) e a

saída do controlador de análise dos produtos

leves (ARC-5).


⚫ O controlador de análise recebe a análise do

produto de seu transmissor, que também

transmite o sinal para uma chave de análise

dual (alta/baixa), que por sua vez, atua em

alarmes correspondentes.

⚫ O nível do acumulador é mantido constante

(LIC-7) através da manipulação da vazão de

refluxo (LV-7), que é uma válvula com falha

aberta (FO).


⚫ Uma chave de nível separada atua um

alarme de nível do acumulador em alta e

baixa (LSH/L 9).

⚫ Há uma indicação de nível local através de

visor (LG 10).


⚫ São medidas temperaturas em vários pontos do

processo e os valores são registrados (6 pontos

– TJR 8-1 a 8-6) e indicados (3 pontos - TJI 9-1

a 9-3).

⚫ Alguns dos pontos de registro possuem chaves

de acionamento de temperatura baixa e alta

(por exemplo, TJSH 8-2, TAH 8-2 e TJSL 9-5 e

TAL 8-5), com respectivos alarmes.


⚫ A próxima figura ilustra o sistema de controle

para um reator químico.

⚫ O reagente A é alimentado com vazão

controlada (FC-1). As vazões de A e B são

controladas com razão constante, através do

relé de ganho (FY-1), ajustando o ponto de

ajuste do controlador de vazão B (FIC-2).


⚫ O nível do reator é mantido constante (LIC-3)

modulando a saída dos produtos pesados

(LC-3).

⚫ Se o nível é alto, ele automaticamente fecha

as válvulas de alimentação dos reagentes

(FV-1 e FV-2) através de válvulas solenóides

(UY-7A e UY-7B) e atua um alarme de nível

alto (LSH-3 e LAH-3).


⚫ Um alarme separado é atuado por nível

baixo do reator (LSL-3 e LAL3).

⚫ A reação é exotérmica e a temperatura é

controlada (T4) modulando a pressão do

refrigerante na jaqueta do reator.


⚫ Isto é feito pelo controlador de temperatura

do reator ajustando o ponto de ajuste do

controlador de pressão da jaqueta (PRC-5),

que controla a pressão do vapor gerado pela

transferência de calor para a água de

refrigeração.


⚫ A temperatura do reator, se alta, atua um

alarme.

⚫ Se a temperatura fica muito alta, ela fecha as

válvulas de alimentação A (FV-1) e B (FV-2)

e a de pressão (PV-5), enquanto abre a

alimentação d'água e as válvulas de retorno

através de válvulas piloto solenóides de

intertravamento (UY-7A, B, C, D).


⚫ A pressão do reator é controlada modulando

a ventilação dos não-condensáveis formados

na reação enquanto um disco de ruptura

protege o reator contra altas pressões

perigosas (PSE-10).


⚫ Estas válvulas de alta temperatura podem

também ser atuadas por uma chave manual

(HS-6).

⚫ Um nível constante do refrigerante é mantido

na jaqueta modulando a alimentação de

água e o nível baixo da jaqueta atua um

alarme (LSL-11 e LAL-11).

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Controle e Automação no Processamento Mineral