Simbologia, terminologia de instrumentação, ISA 5.1, malhas e estratégias de controle de processos.

Olá pessoal boa noite e meu nome é Ednilson sou professor de tral Alagoas e hoje a nossa aula nós vamos tratar sobre alguns conhecimentos de área de instrumentação Industrial pela imagem vocês observem que nós temos aí um fluxograma de engenharia tá E nesse fluxograma a gente tem uma malha onde a gente tem aí as principais variáveis de controle estudadas na indústria a gente tem aí o nível a vazão a pressão a temperatura tá bom Então observa que a gente vai ter alguns conceitos que eu vou apresentar para vocês e vocês vão poder entender como é

que essa simbologia é tratada em um Diagrama como esse vamos observar primeiro aqui que nós temos uma primeira malha no começo da planta tá essa malha aqui é uma Malha de temperatura onde a gente tem aqui uma simbologia chamada as que nada mais significa do que Supply ar ou ar Supply entrada de ar comprimido tá bom E essa entrada de ar Ela vai para esse pequeno reservatório onde a gente tem uma resistência aqui de aquecimento Então a partir do momento que essa resistência ela é aquecida eu tenho aqui um elemento sensor né um elemento primário

de sensor de temperatura um te que nesse caso dessa planta didática nosso é uma PT 100 tá bom E isso aqui tá interligado eletricamente ente a um transmissor indicador de temperatura Lembrando que essa simbologia aqui que apresenta é um círculo sem nenhum traço significa que Esse instrumento é acessível ao operador da mesma forma que esse outro aqui tá bom se a gente for um pouquinho mais paraa frente a gente pode observar aqui ó que instrumentos discretos localmente acessível operador montado no painel local principal né acessível operador ou montado no campo então no exemplo que temos

aqui ele tá montado no campo tá bom mesma a mesma coisa para o TZ que no caso seria a temperatura a resistência aqui e o nosso conversor de potência tá que vai fazendo com que aquece Então pessoal para lembrar um pouquinho mais sobre a área instrumentação também a gente tem aqui algumas coisas importantes a serem tratadas primeiro a nossa variável aqui do processo a nossa PV é a temperatura porque eu tenho esse cara aqui lendo essa temperatura Tá certo então aqui eu tenho a nossa PV temperatura e a nossa variável manipulada é a potência elétrica

que eu vou est fazendo com que essa resistência aqu ou não Então a nossa MV é a potência elétrica que através desse desse desse e conversor de potência aqui ele faz com que essa temperatura aqui da Resistência seja aquecida né seja aumentada né através de da energia elétrica aqui então a gente tá controlando Aliás Tá variando a energia elétrica ou seja a potência para fazer com que essa temperatura atinja o ponto que a gente precisa e nós temos aqui uma outra simbologia que é bem interessante que é o nosso controlador indicador de temperatura e observe

que ele tá aqui pessoal num quadrado dentro de um de um losângulo com um traço no meio então Vamos guardar essa imagem aqui e vamos dar uma olhada aqui o que que ele significa tá vamos olhar lá controlador programável olha ele aqui novamente ó local principal normalmente acessível operador então Observe que eu tenho aqui o quadrado com losângulo e um traço no meio então esse aqui é um controlador programável Tá certo e esse controlador programável ele está nessa nossa planta didática ele está no supervisório então é o que tá mostrando aqui por exemplo local principal

locação principal normalmente acessível operador é a tela do supervisório aqui ó controlador programável ou u slp que tá fazendo Esse controle lá perfeito então aqui a gente tem essa primeira malha chamada malha de temperatura e o número dela é 105 perfeito além desta malha nós temos também aqui um outro elemento importante que indic indicado aqui por um Fi tá Então na verdade o que que significa Fi é é indicador de vazão vazão é fluxo ou flower em inglês tá certo Por isso a letra F aqui e aí pessoal mais importante ainda a gente tem um

outro elemento aqui que nos mostra também uma outra e um outro instrumento de medição da vazão tá isso aqui é uma placa de orifício interligada a um transmissor indicador de vazão na verdade esse cara aqui é nada mais nada menos do que um medidor de pressão ou um indicador de pressão só que a função de aqui é indicar a vazão Tá certo então eu tenho aqui ó esse indicador de vazão através de placa de orifício passando aqui por uma válvula solenoide esse S aqui tem uma válvula solenoide e isso vindo aqui até uma outra válvula

tá uma válvula chamada de elemento final de controle ou Nada mais nada menos do que uma válvula eletropneumática aqui comandada por um sinal de corrente tá bom e como é que eu sei que esse sinal é de corrente olha aqui ó eu tenho a letra i e a letra P então aqui na válvula vai chegar um sinal de corrente de 4 a 20 ma e isso vai ser convertido para um sinal pneumático mas como é que eu sei que esse sinal aqui é um sinal elétrico ou um sinal pneumático pessoal vamos dar uma observada aqui

também na simbologia das normas olha só aqui nós temos quando é uma linha reta a linha de processo dois traços sinal pneumático um parecido com o h um sinal hidráulico quando for desse jeito aqui a gente vai definir o sinal e o elétrico pode ser tracejado contra espaço ou três linhas na verdade se a gente voltar lá a gente tem aqui dois traços que é o sinal pneumático vamos voltar sinal pneumático certo e a linha pontilhada sinal elétrico como tá mostrando aqui ó sinal elétrico muito bem então a gente tem aqui essa primeira malha de

temperatura interligada aqui com a malha de vazão perfeito se a gente continuar o nosso estudo a gente vai ver que esse ar comprimido que veio daqui aquecido passa por essa válvula e vai aqui para esse reservatório tá dentro do tanque um quando a gente vê esse reservatório aqui ser alimentado pelo ar comprimido aqui do seu lado eh direito né No meu caso aqui lado direito nós temos aqui agora um outro instrumento também montado no campo tá que é um o que que é um lit é um transmissor indicador de nível essas duas letras pessoal indicador

e transmissor elas TM dupla função né na verdade uma indicação e outra de ação então a indicação é o próprio i e a ação é o t por isso que a gente tem a combinação dos três Aqui tá o l é a variável level o ti é nosso transmiss indicador e a 101 então observamos que nós temos a malha 105 que é temperatura a malha 104 que foi de vazão a malha 101 foi aqui para o nosso nível Tá certo muito bem então essa parte aqui a gente entendeu já esse conceito Inicial e a gente

pode também passar para o outro lado aqui falando de mais alguns componentes vamos lá aqui eu tenho a entrada do reservatório e com entrada de água podia ser qualquer outro fluido aqui tá mas como é uma planta didática né que nós construímos aqui no SENAI Para efeito de estudo eh aqui a gente utiliza sempre água ou ar e junto a ela com ar comprimido também observem pessoal que essa planta foi feita em 2012 né E nós fizemos ela para um outro sená tá bom para estudo de instrumentação muito bem vamos lá continuar Então a partir

do reservatório a gente tem uma Nossa uma bomba aqui que faz a a a sucção da água e envia essa água numa tubulação através de um podemos dizer aqui que é um capacitor né capacitor hidráulico com objetivo de reduzir ou minimizar o golpe de aríete na tubulação Então a gente tem aqui na hora que a gente liga aqui isso aqui tá com preenchido com água toda a tomada de água aqui tá tá preenchida e a gente evita esse golpe de Ariete aqui tá temos aqui um retorno também para reservatório caso a gente queira causar um

distúrbio na medição a gente consegue fazer isso também muito bem então vendo para cá nós temos mais um medidor de vazão comforme a gente viu na na na malha anterior essa malha aqui e aqui detalhe disso aqui pessoal que a gente tem um outro instrumento Observe que aqui também aparece um transmissor indicador de vazão Porém esse transmissor que tem aqui ele é diferente desse outro aqui nós estávamos utilizando um um medidor de pressão né na função de medindo vazão e aqui a gente tá usando um medidor de vazão com o destaque pra letra M essa

letra M significa que esse medidor de vazão é magnético tá bom E aí essa essa essa bomba joga essa vazão por aqui esse medidor faz essa leitura e envia para um outro controlador e aqui o fluxo vem também através de uma válvula de controle tá essa válvula de controle olha só aqui ó FV o que que essa válvula significa válvula de vazão tá também montada no campo acessível ao operador Então a gente tem também a mesma e situação que a gente tem aqui na FV da malha 104 que eu não tinha comentado mas tá aqui

também válvula de vazão válvula de vazão só que em malhas diferentes e aí quando o sinal de corrente e aqui bem indicado tá sinal de corrente aqui ó pela linha tracejada de 42 ma e a saída sinal pneumático pra válvula aqui uma pequena corre né que aqui era para C E para p porque o sinal de corrente era desse lado mas fica claro aqui que o sinal também vai ser de corrente Tá bom então voltando pra nossa malha ele permite que esse fluxo passe e venha aqui para o reservatório também muito bem completando esse ponto

aqui pessoal É bem interessante a estratégia foi fo que foi criada para a gente medir a pressão dentro desse reservatório vejam bem na hora que eu joguei aqui o ar comprimido aqui por essa tubulação esse ar comprimido tá vindo aqui pela válvula de controle e tá vindo por esse tanque aqui ou seja a gente começa a pressurizar ele com ar quente e depois que a gente pressurizar quente na hora que a gente joga aqui ele a o fluxo de água aqui por esse outro lado a gente também joga aqui água Então nesse momento eu tenho

um tanque que tá aqui com entrada de água e também com entrada de de ar comprimido e aí a soma desses dois aqui nos dá uma pressão e essa pressão é tomada aqui por esse medidor tá o nosso transmissor indicador de pressão conforme aqui indicado por Esse instrumento onde nós já Vimos que a primeira letra indica a variável então nós temos aqui um indicador transmissor transmissor indicador de pressão então até aqui nós temos as agora as quatro variáveis sendo medidas né eu tenho aqui na primeira malha 105 até temperatura na malha 104 a vazão na

malha 101 o nível e na malha 103 a pressão então o objetivo que nós tínhamos de mostrar isso aqui na planta foi alcançado tá vamos ver mais alguns itens que não foram comentados que também são bastante importantes observa bem observa que aqui eu tenho uma chave e essa chave tá com a sigla psh quando vocês observarem isso aqui pessoal o h é de High e o p de pressão e esse S aqui significa segurança ou seja nós temos uma chave de segurança de pressão por que isso porque caso essa pressão aqui que tenha nesse tanque

ela ultrapasse o valor de ajuste aqui desse desse nosso instrumento eu tenho aqui um chamado interlock ou intertravamento Isso aqui vai enviar informação para o CLP para que ele proteja né desligando o circuito para que dê de ter essa alimentação aqui do ar comprimido ou essa entrada da água aqui no reservatório para que essa pressão não seja ultrapassada Tá bom então essa função aqui dessa chave de segurança e pressão é isso da mesma forma também nós temos as chaves de nível alto e chave de nível baixo Observe que aqui agora diferente mesmo tendo o f

Aliás o s esse S aqui não é mais de segurança e sim de Suit ou de chave O que que significa esse L aqui ó eh low baixo chave ou Suit em inglês e livel ou level na verdade né indicando aqui chave de nível baixo também interloc para desligar Caso haja falta de água aqui no reservatório ou excesso de água no reservatório tá bom além disso nós temos também essa simbologia que indica aqui um silenciador para reduzir o o ruído né que tem aqui na no caso de entrada de pressão aqui que na hora que

a gente abre essa válvula aqui um pouco para reduzir esse esse ruído aqui externo tá bom muito bem então essa parte inicial do vídeo foi para mostrar um pouco da leitura de instrumentos né sejam eles instalados no campo ou em uma tela de um supervisório tá bom nessa parte agora eu vou falar um pouco das estratégias de controle que foram utilizadas nessa planta para que vocês observem bem eh não esquecendo também de lembrar de Um item importante é essa questão que a gente comentou aqui ó Toda vez que você observar aqui essa linha tracejada pela

norma Isa Ela é um sinal elétrico então a gente observou que tem sinal elétrico aqui sinal elétrico aqui aqui aqui em diversos pontos mas observem também que aparece um outro tipo de sinal esse sinal aqui que aparece com um círculo aqui no meio tá esse sinal aqui pessoal é um sinal de software que é feito via rede tá essa rede aqui pode ser uma rede Prof buz pode ser uma rede foundation Fed buz ou outra rede Industrial que queira se utilizar nessas nossas plantas didáticas essa rede aqui era de fundation Fed Boys muito bem então

vamos agora comentar um pouco sobre as estratégias de controle que foram utilizadas para essa planta tá Então observa bem aqui agora e vamos pegar e essa primeira malha aqui da vazão que a gente observa o seguinte detalhe importante eu tenho aqui um elemento que mede aqui a a diferença de pressão né entre os dois lados aqui essa diferença de pressão aqui tá na placa de orifício isso tá sendo enviado para o nosso FT Então esse sensor tá enviando essa informação para o nosso transmissor esse transmissor tá vindo para um controlador indicador de vazão isso aqui

nós já Vimos que é nada mais do que um um um uma indicação um controlador que está no CLP tá nós vimos essa simbologia aqui vamos voltar um pouquinho só para vocês lembrarem tá olha só controlador programável localização principalmente e localização principal normalmente acessível ao operador é esse símbolo aqui ó um quadrado com losângulo com traço no meio então a gente tem um cpin fazendo Esse controle aqui da vazão agora observa pessoal uma coisa importante aqui interessante eu tenho o sensor de vazão mandando essa informação para cá Só que a informação que tá vindo para

fazer o controle junto com ele diferente aqui da temperatura que eu tenho feedback ou seja o sensor tá direto no transmissor o transmissor tá vindo para um controlador o controlador tá indo direto no elemento final de controle para fazer o ajuste aqui da variável manipulada já nesse caso Observe que eu tenho aqui a vazão envi um controlador e esse controlador tá recebendo um sinal que vem do controlador de pressão Então olha aqui que que interessante esse processo vamos observar aqui na hora que eu tenho a pressão aqui vindo do da água eu tenho a pressão

vindo do do fluxo aqui de ar as duas juntas vão me dar um sinal de pressão então aqui eu tenho esse sin enviado a sa controlador pessoal que seria aqui enviada para um elemento final de controle na verdade ela tá servindo de set Point variável da vazão então o que que vai acontecer aqui nesse controlador eu vou ter a leitura da vazão vou ter o set Point variável que veio da pressão então a medida que a pressão aumenta ou diminui esse set Point aumenta ou diminui compara com o valor aqui do nosso fluxo na nossa

vazão E aí nessa comparação é tirado erro né né para que isso aqui seja enviado ao controlador para que essa válvula de controle abra um pouco mais ou menos mediante a necessidade de se controlar a pressão que exista dentro desse reservatório junto com o a vazão Então veja que eu tenho um controle que a gente chama controle em Cascata onde eu tenho a informação de um controlador sendo enviada para um outro controlador para que a nossas variáveis de processo aqui no caso a nossa variável na verdade a vazão seja controlada tá sendo controlada através da

medição da pressão e a medição da vazão perfeito então isso aqui é bem interessante é uma Malha diferente dessa malha aqui de baixo essa malha aqui a gente chama ela de malha feedback né uma malha fechada sendo a realimentação por um sensor e aqui eu tenho um elemento chamado controle em Cascata já que uma informação vem para realimentar a outra informação aqui do outro controlador muito bem então eu tenho essa a primeira parte interessante aqui desse processo nessa planta didática tá bom uma outra parte muito muito interessante é essa segunda que eu tenho aqui pessoal

observa bem da mesma forma que eu tenho aqui a a condição de verificar qual a pressão que tem nesse tanque eu também tenho um outro instrumento que me indica qual é o nível desse reservatório tá esse reservatório aqui na hora que ele faz a medição do nível ele env essa informação para um controlador indicador de nível e esse controlador indicador de nível via software ele manda isso para um controlador indicador de vazão mas veja que ele usa a mesma estratégia que foi utilizada aqui observa bem o nível aqui sendo enviado para o controlador ele vai

ter um set Point variável aqui ó que vai vir para um controlador de vazão e ele vai ter uma medição de vazão então mediante o nível e a vazão nós temos o controle que pode ser feito aí é que vem a a Jogada de mestre aqui esse controle pode ser feito utilizando ou uma válvula de controle ou o inversor de frequência então Além de eu ter um controle em Cascata aqui também nessa malha Eu ainda posso selecionar que elemento final de controle vai tá controlando a nossa malha se será a válvula de controle abrindo aqui

ou fechando aqui para manter o nível num forma que eu quero ou se será a velocidade da bomba aqui através do inversor de frequência nesse fy aqui que é o nosso conversor de vazão nada mais do que inversor de frequência controlando aqui a velocidade da bomba para que essa essa quantidade de fluido que venha para cá seja controlada aqui e aí controle também o nível que eu quero então vejo que essa planta Ela é bem completa e temos aqui a possibilidade de estudar diversas funcionalidades Tá bom então pessoal era essa videoaula que eu queria mostar

para vocês hoje espero que vocês tenham gostado e se vocês tiverem alguma dúvida podem colocar nos comentários tá bom obrigado e até mais