Controllo degli Impianti termiciControllo degli Impianti termici

Modulo - Schemi P&I e Fogli di specifica

Docente - Prof. Elio USAI eusai@diee.unica.it Dipartimento di Ingegneria Elettrica ed Elettronica

Università di Cagliari

Ottobre 2018

Riferimenti bibliografici

G.A. MAGNANI, G. FERRETTI, P. ROCCOG.A. MAGNANI, G. FERRETTI, P. ROCCOTecnologie dei sistemi di controllo – seconda edizioneMcGraw-Hill, Milano

ANSI/ISA – 5.-1 – 1984 (R1992)ANSI/ISA – 5.-1 – 1984 (R1992)Instrumentation Symbols and IdentificationISA-The instrumentation, Systems and Automation Society, 1992

Controllo degli impianti termici – Schemi P&I e Fogli di specifica

Sommario

• P&I

• Fogli di specifica

• Esempio: Lettura di un P&I

• Esempio: Impianto di pompaggio

Controllo degli impianti termici – Schemi P&I e Fogli di specifica

P & I

I Process and Instrumentation diagrams (P&I) definiscono le relazioni tra l’impianto ed il sistema di controllo

Dalla loro lettura si evincono:

i sensori e gli attuatori installati

i loop di controllo realizzati

la struttura/tipologia di ciascun loop di controllo

le modalità di collegamento della strumentazione

Non è possibile rilevare:

la legge di controllo

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P & I

Utilizzano una simbologia standard

• Italiani (Norme UNI/CEI) – scarsamente utilizzati

• Americani (Norme ANSI/ISA) – comunemente utilizzati e diventati standard internazionali de facto

http://www.isa.org/

La norma ANSI/ISA – 5.1 è stata pubblicata nel 1984 e successivamente confermata nel luglio 1992

La sua diffusione deriva dalla applicazione nell’industria di processo, e petrolchimica in particolare

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P & ILa norma è utilizzabile per:• Schemi di progetto • Diagrammi della strumentazione del sistema di controllo• Loop diagrams• Diagrammi di flusso logico• Diagrammi del flusso di processo• Disegni costruttivi• Fogli di specifica• Ordini• Identificazione della strumentazione• Etc….

L’ambito di utilizzo è principalmente l’industria di processo.

Non sono considerati campi specifici quali quelli medico, astronomico e della navigazione

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P & IPer l’identificazione di ogni strumento o funzione viene utilizzato un codice alfanumerico comprendente

• identificativo funzionale

una sequenza di lettere che indicano la funzione svolta dallo strumento

FR (Flow Recorder)

• identificativo del loop di controllo

un numero identificante il loop di controllo che può essere parallelo

FE-100, FT-100, FC-100, FR-100

oppure seriale

FE-100, FT-101, FC-102, FR-103

Possono essere utilizzati prefissi o suffissi per completare l’identificazione

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P & I

Lo schema viene tracciato utilizzando simboli codificati. In alcuni casi sono indicati simboli equivalenti (specie per la parte di processo).

Le etichette devono essere poste per lo più in orizzontale e possono utilizzarsi delle frecce per rendere più chiaro il flusso logico e/o di processo.

Possono prevedersi brevi esplicazioni (ad esempio i campi in un controllo split-range)

La sequenza con cui è connessa la strumentazione dovrebbe seguire il flusso logico del loop di controllo

A meno che non sia strettamente necessario vengono sempre omesse le alimentazioni di potenza (ad esempio le linee elettriche di alimentazione dei motori)

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P & IStruttura del tag identificativo

Prima lettera Lettere successive

Variabile misurata modificatore Funzione aggiuntiva

Funzione d’uscita

modificatore

C uso utente controllo

D uso utente differenza

F portata rapporto

H manuale alto

I corrente elettrica indicazione

J potenza scan

L livello luce basso

P pressione, vuoto

R radiazione registrazione

S velocità, frequenza sicurezza interruttore

T temperatura transmettitore

W peso, forza

Z posizione, dimensione asse z attuatore

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P & IBlocchi funzionali

Somma

Media/n

Differenza

Integrale

Derivatad/dt

k Proporzione

Moltiplicazionex

Divisione

Radice quadrata

Scelta del maggiore>

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P & ILinee

Connessione al processo o alimentazione dello strumento

Segnale di tipo non definito

Segnale pneumatico

Segnale elettrico. Anche

Segnale idraulico

Segnale elettromagnetico o sonoro in guida d’onda

Segnale elettromagnetico o sonoro non guidato (in spazio aperto)

Connessione interna, oppure connessione dati (bus)

Tubo capillare

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P & IStrumenti

Posizione primaria

Montato in campo

Posizione secondaria

Strumento discreto

Visualizzazione o controllo condiviso

Funzione su elaboratore

P.L.C.

Qualora lo strumento non sia accessibile le linee media orizzontali sono tratteggiate

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Fogli di specifica

Contengono tutte le indicazioni utili nella vita di una apparecchiatura:

l’acquisto

installazione

manutenzione

Sono riportate le condizioni di funzionamento:

valori caratteristici del processo (min, max e nominale)

materiali di costruzione

valori di taratura

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Fogli di specifica

Ogni apparecchiatura deve essere corredata del suo foglio di specifica

Qualora più apparecchiature abbiano le medesime caratteristiche può essere stilato un unico foglio di specifica su cui sono riportate tutte le loro sigle

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Fogli di specifica

È opportuno prevedere fogli specifica con campi differenti per le diverse tipologie di dispositivi

In fase di richiesta di offerta può essere opportuno lasciare alcuni campi liberi per permettere al fornitore di adattare la sua offerta

Solo specifiche non vincolanti possono essere omesse

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Esempio: Lettura del P&I

• Si consideri il processo di separazione delle due componenti principali, C3 e C4, di una miscela di idrocarburi, realizzato mediante una colonna di distillazione.

• Lo schema e le condizioni nominali di esercizio sono riportate nello schema e nelle tabelle allegate, come pure i fogli di specifica relativi alla strumentazione utilizzata.

• Per ciascun loop di controllo se ne definisca la struttura in termini di schema a blocchi, e se ne discutano le caratteristiche fondamentali.

• Si analizzino i fogli di specifica allegati.

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Esempio: Lettura del P&I

FUEL - GAS VR5 1 VR5 2 T20

E10 17 18 MISCELA 20 VR4 D10 IN

CARICA 32 33 35 VR3 E13 VAPORE B.P. E11 E14 MP10 VR2

PROPANO A STOCCAGGIO

VR1 BUTANO A STOCCAGGIO E12

TC 4

LT 2

TT 4

FT 4

PT 5

PY 5

PC 5

TC 3

TT 3

FT 3

LT 1

LC 2

LC 1

LSH 2

LSL 2

LSL 1

LSH 1

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Esempio: Lettura del P&I

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Esempio: Lettura del P&I

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Esempio: Lettura del P&I

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Esempio: Lettura del P&I

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Esempio: Impianto di pompaggio

L’utilizzo delle pompe deve tener conto dei livelli nei serbatoi e dei consumi nei vari periodi dell’anno e nelle varie fasce orarie

Le procedure di avviamento delle pompe devono tener conto dello stato dell’impianto

Le pompe devono avere, in media, lo stesso numero di ore di marcia

La stazione di pompaggio deve poter essere comandata a distanza e la sua modalità di funzionamento monitorata

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Esempio: Impianto di pompaggio

S2

S1

P1

VZ1

P2

VZ3

V02

VZ2

V01

V11 V12

V03

V41

V43

V42

V04

V22 V21

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Esempio: Impianto di pompaggio

S2

S1

P1

VZ1

P2

V03

VZ3

V01

LSL 0

V43

LSH 0

V02

M ZSL 0

ZSH 0

V11

M ZSL 11

ZSH 11

V21

M ZSL 21

ZSH 21

V3

M ZSL 3

ZSH 3

V12

M ZSL 12

ZSH 12

JT 1

VZ2

JT 2

FT 2 PT

2

FT 1 PT

1

LSL 4

V42

M

M

FQT 3

V22

M ZSL 22

ZSH 22

V41 LSH

4

PLC

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