Documentação de Instrumentação - HD UTIL
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<strong>Documentação</strong> <strong>de</strong><br />
<strong>Instrumentação</strong><br />
Aplicação <strong>de</strong> Símbolos e I<strong>de</strong>ntificação<br />
2 a edição<br />
Marco Antônio Ribeiro<br />
VXT<br />
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A<br />
VI<br />
4<br />
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B<br />
VI<br />
5<br />
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A
<strong>Documentação</strong> <strong>de</strong><br />
<strong>Instrumentação</strong><br />
Aplicação <strong>de</strong> Símbolos e I<strong>de</strong>ntificação<br />
2 a edição<br />
Marco Antônio Ribeiro<br />
Quem pensa claramente e domina a fundo aquilo <strong>de</strong> que fala, exprime-se<br />
claramente e <strong>de</strong> modo compreensível. Quem se exprime <strong>de</strong> modo obscuro e<br />
pretensioso mostra logo que não enten<strong>de</strong> muito bem o assunto em questão<br />
ou então, que tem razão para evitar falar claramente (Rosa Luxemburg)<br />
© 1998, 2003, Tek Treinamento & Consultoria Ltda.<br />
Salvador, BA
Dedicado a Andréa Conceição, quem muito me ensina<br />
<strong>Instrumentação</strong>, <strong>de</strong> modo simples e direto
Prefácio<br />
A <strong>Instrumentação</strong> é um assunto que interessa e é tratada por pessoas com<br />
interesses e formações técnicas muito diferentes. O especialista <strong>de</strong> instrumentação<br />
é chamado indistintamente <strong>de</strong> Engenheiro <strong>de</strong> Sistema <strong>de</strong> Controle, Engenheiro <strong>de</strong><br />
<strong>Instrumentação</strong> e Controle, Engenheiro <strong>de</strong> Instrumento e mais recentemente,<br />
Engenheiro <strong>de</strong> Automação.<br />
Não apenas o engenheiro e técnico <strong>de</strong> instrumentação estão interessados neste<br />
assunto, mas também projetistas, operadores, pessoal <strong>de</strong> compra, almoxarife e<br />
especialista em informática. Quando todas estas pessoas querem ou precisam se<br />
comunicar entre si para discutir instrumentação e controle é necessário haver um<br />
meio <strong>de</strong> comunicação que seja entendido por todos. No exercício <strong>de</strong> suas várias e<br />
variadas funções eles utilizam símbolos e códigos <strong>de</strong> i<strong>de</strong>ntificação como meio <strong>de</strong><br />
comunicação. Para haver um entendimento completo, sem ambigüida<strong>de</strong>, lacunas e<br />
discordâncias, todos <strong>de</strong>vem usar as mesmas ferramentas gráficas, que embora<br />
simplificadas consigam conceituar as idéias iniciais <strong>de</strong> engenharia. Estas<br />
ferramentas são essenciais ao processo criativo, ao <strong>de</strong>senvolvimento lógico dos<br />
conceitos <strong>de</strong> medição, controle e automação e para a comunicação <strong>de</strong>stes conceitos<br />
entre todos os envolvidos.<br />
O objetivo <strong>de</strong>ste trabalho é o <strong>de</strong> apresentar o simbolismo e a i<strong>de</strong>ntificação da<br />
instrumentação e dos equipamentos associados e especialistas e leigos do assunto.<br />
Espera-se que seja usado para ajudar qualquer pessoa interessada a encontrar as<br />
ferramentas necessárias para a execução <strong>de</strong> seu trabalho relacionado com a<br />
instrumentação.<br />
Este livro é o resultado <strong>de</strong> um curso ministrado pelo autor na Petrobrás, Fafen-<br />
BA.<br />
Sugestões e críticas <strong>de</strong>strutivas são benvidas, no en<strong>de</strong>reço: Rua Carmem<br />
Miranda 52, A 903, CEP 41820-230, Fone (071) 359-3195 e Fax (071) 359-3058 e<br />
no e-mail: marcotek@uol.com.br<br />
Marco Antônio Ribeiro<br />
Salvador, Verão 2003<br />
4
Autor<br />
Marco Antônio Ribeiro se formou no ITA, em 1969, em<br />
Engenharia <strong>de</strong> Eletrônica blablablá, blablablá, blablablá, blablablá,<br />
blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá,<br />
blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá.<br />
Durante quase 14 anos foi Gerente Regional da Foxboro, em<br />
Salvador, BA, período da implantação do polo petroquímico <strong>de</strong><br />
Camaçari blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá,<br />
blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá,<br />
blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá.<br />
Fez vários cursos no exterior e possui <strong>de</strong>zenas <strong>de</strong> artigos<br />
publicados nas áreas <strong>de</strong> <strong>Instrumentação</strong>, Controle <strong>de</strong> Processo,<br />
Automação, Segurança, Vazão e Metrologia e Incerteza na Medição<br />
blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá,<br />
blablablá, blablablá, blablablá, blablablá.<br />
Des<strong>de</strong> 1987, é diretor da Tek Treinamento & Consultoria Ltda.<br />
blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá,<br />
blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá, blablablá,<br />
blablablá, firma que presta serviços nas áreas <strong>de</strong> <strong>Instrumentação</strong> e<br />
Controle <strong>de</strong> Processo.<br />
5
<strong>Documentação</strong> <strong>de</strong><br />
<strong>Instrumentação</strong><br />
1. Ferramentas <strong>de</strong> Comunicação<br />
2. Elementos do Simbolismo<br />
3. Elementos da I<strong>de</strong>ntificação<br />
4. Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Processo<br />
5. Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Engenharia<br />
6. Simbologia <strong>de</strong> Controle Multivariável<br />
7. Simbolismo Lógico<br />
8. Diagramas <strong>de</strong> Malha<br />
9. Diagramas <strong>de</strong> Fiação<br />
10. Diagrama Lad<strong>de</strong>r<br />
11. Detalhes <strong>de</strong> Instalação<br />
12. Folhas <strong>de</strong> Especificação <strong>de</strong> Instrumentos<br />
6
Introdução<br />
Ferramentas <strong>de</strong> Comunicação<br />
Este capítulo mostra as bases prática e<br />
filosófica para o simbolismo e para os<br />
métodos <strong>de</strong> i<strong>de</strong>ntificação. Nenhum<br />
exemplo gráfico é dado – <strong>de</strong>liberadamente.<br />
O entendimento completo, por<br />
necessida<strong>de</strong>, prece<strong>de</strong> a aplicação racional.<br />
Símbolos e I<strong>de</strong>ntificação<br />
Na engenharia <strong>de</strong> controle <strong>de</strong> processo,<br />
símbolos e i<strong>de</strong>ntificadores são usados<br />
como representações gráficas <strong>de</strong><br />
conceitos, idéias acerca <strong>de</strong> coisas<br />
(equipamentos) ou funções (ações<br />
executadas pelos equipamentos). Os<br />
símbolos e i<strong>de</strong>ntificadores são usados com<br />
dois objetivos:<br />
1. conceituar o processo<br />
2. comunicar a informação<br />
Além <strong>de</strong> serem ferramentas <strong>de</strong><br />
comunicação direta, os símbolos e<br />
i<strong>de</strong>ntificadores ajudam na conceituação e<br />
registro da informação acerca dos<br />
sistemas <strong>de</strong> instrumentos.<br />
Audiência<br />
Estas ferramentas <strong>de</strong> comunicação são<br />
<strong>de</strong> interesse <strong>de</strong> uma gran<strong>de</strong> varieda<strong>de</strong> <strong>de</strong><br />
pessoas tecnicamente orientadas, tais<br />
como<br />
1. Engenheiros <strong>de</strong> processo<br />
2. Engenheiros e projetistas <strong>de</strong><br />
sistemas <strong>de</strong> controle<br />
3. Engenheiros mecânicos, eletricistas<br />
e <strong>de</strong> tubulação<br />
4. Pessoal <strong>de</strong> inspeção <strong>de</strong><br />
equipamento<br />
5. Compradores<br />
6. Ven<strong>de</strong>dores<br />
7. Fabricantes <strong>de</strong> equipamentos<br />
1<br />
8. Pessoal do almoxarifado<br />
9. Instaladores<br />
10. Engenheiros e técnicos <strong>de</strong><br />
montagem<br />
11. Pessoal <strong>de</strong> manutenção<br />
12. Engenheiros <strong>de</strong> segurança<br />
13. Programadores <strong>de</strong> computador<br />
14. Pessoal <strong>de</strong> calibração e teste<br />
O usuário final para quem se quer<br />
colocar as representações gráficas <strong>de</strong><br />
conceitos <strong>de</strong>ve ser claramente <strong>de</strong>finido,<br />
para que a comunicação tenha sucesso.<br />
Conceitos, não imagens, são o assunto do<br />
processo <strong>de</strong> comunicação. Conceitos, não<br />
imagens, são a base para as normas bem<br />
sucedidas (bem aceitas). A simplicida<strong>de</strong><br />
ajuda.<br />
É necessário saber o que se quer<br />
comunicar e para quem. A escolha do<br />
documento, o grau <strong>de</strong> <strong>de</strong>talhe, o<br />
simbolismo e a i<strong>de</strong>ntificação padrão a ser<br />
usada <strong>de</strong>vem ser claramente <strong>de</strong>finidos.<br />
Simbolismo, i<strong>de</strong>ntificação e<br />
documentação<br />
Símbolos e i<strong>de</strong>ntificadores po<strong>de</strong>m<br />
representar tanto um equipamento como<br />
as funções <strong>de</strong> um equipamento. O grau <strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>talhes usado para representar o<br />
equipamento e suas funções <strong>de</strong>pen<strong>de</strong> do<br />
objetivo do comunicador e das<br />
necessida<strong>de</strong>s da audiência pretendida.<br />
Como os símbolos e i<strong>de</strong>ntificadores são<br />
ferramentas gráficas, sempre serão<br />
encontrados em uma superfície que é<br />
capaz <strong>de</strong> suportar uma imagem gráfica.<br />
Esta superfície por ser papel, ma<strong>de</strong>ira,<br />
plástico. Atualmente, é cada vez mais<br />
freqüente a mídia eletrônica, por exemplo,<br />
em monitores <strong>de</strong> ví<strong>de</strong>o. Em um sentido<br />
amplo, todos estes meios po<strong>de</strong>m ser<br />
7
consi<strong>de</strong>rados como documentos, <strong>de</strong>s<strong>de</strong><br />
que todos são usados para expressar<br />
informação.<br />
Continuida<strong>de</strong> <strong>de</strong> conceito<br />
Em projeto e em engenharia é comum<br />
proce<strong>de</strong>r do geral para o especifico: um<br />
conceito geral, esquemas, diagramas mais<br />
<strong>de</strong>talhados, especificações narrativas,<br />
folhas <strong>de</strong> dados individuais. Deve haver<br />
uma continuida<strong>de</strong> <strong>de</strong> conceito através <strong>de</strong><br />
todos os vários estágios do processo <strong>de</strong><br />
projeto.<br />
Esta continuida<strong>de</strong> é evi<strong>de</strong>nte em graus<br />
<strong>de</strong> <strong>de</strong>talhe: o mesmo conceito, o mesmo<br />
equipamento, a mesma função, mas em<br />
níveis diferentes <strong>de</strong> <strong>de</strong>talhes e enfoques.<br />
Estes diferentes níveis <strong>de</strong> <strong>de</strong>talhe são<br />
geralmente representados por diferentes<br />
documentos: Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong><br />
Processo, Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong><br />
Engenharia, diagramas <strong>de</strong> tubulação e<br />
instrumentos, diagramas <strong>de</strong> malhas, folhas<br />
<strong>de</strong> especificação <strong>de</strong> instrumento, <strong>de</strong>talhes<br />
<strong>de</strong> instalação. Quando se vai <strong>de</strong><br />
documento para outro não se <strong>de</strong>ve alterar<br />
o símbolo do mesmo conceito<br />
radicalmente, pois isso provoca mal<br />
entendidos e atrapalha a comunicação.<br />
Por exemplo, alterar um símbolo circular<br />
para um símbolo quadrado para o mesmo<br />
equipamento ou função em dois<br />
documentos com enfoques diferentes é<br />
uma transição abrupta que <strong>de</strong>ve ser<br />
evitada.<br />
A escolha da documentação<br />
acompanha e po<strong>de</strong> variar muito, <strong>de</strong>s<strong>de</strong><br />
esquemas conceituais simples até<br />
diagramas <strong>de</strong> sistemas com <strong>de</strong>talhes<br />
minuciosos (número <strong>de</strong> terminais <strong>de</strong> uma<br />
borneira, por exemplo). Quando se move<br />
<strong>de</strong> um tipo <strong>de</strong> documento para outro, nesta<br />
escada <strong>de</strong> <strong>de</strong>talhes, implica em pequena<br />
modificação <strong>de</strong> símbolos e i<strong>de</strong>ntificadores<br />
usados e não uma mudança radical <strong>de</strong>les.<br />
Linguagem comum<br />
As fontes dos símbolos e dos métodos<br />
<strong>de</strong> i<strong>de</strong>ntificação aplicados são usualmente<br />
alguma forma <strong>de</strong> normas: da companhia,<br />
institucional, nacional ou internacional.<br />
Des<strong>de</strong> que o principal uso <strong>de</strong> símbolos e<br />
i<strong>de</strong>ntificadores é para a comunicação com<br />
outros, são necessárias normas comuns.<br />
Ferramentas <strong>de</strong> Comunicação<br />
As normas ISA, em geral, são as mais<br />
usadas, conhecidas e por isso são a<br />
principal fonte <strong>de</strong> métodos <strong>de</strong> simbolismo e<br />
i<strong>de</strong>ntificação.<br />
As principais normas sobre símbolos e<br />
i<strong>de</strong>ntificação são as seguintes:<br />
1. ANSI/ISA S5.1 (1984, R1992),<br />
Instrumentation Symbols and<br />
I<strong>de</strong>ntification.<br />
2. ANSI/ISA S5.2 (1976, R1992),<br />
Bynary Logic Diagrams for Process<br />
Operations<br />
3. ANSI/ISA S5.3 (1983), Graphic<br />
Symbols for Distributed Control-<br />
Shared display Instrumentation,<br />
Logic, and Computer Systems<br />
4. ANSI/ISA S5.4 (1991), Instrument<br />
Loop Diagrams<br />
5. ANSI/ISA S5.5 (1986), Graphic<br />
Symbols for Process Displays<br />
Instrumentos e Equipamentos<br />
Este trabalho é dirigido para a aplicação<br />
<strong>de</strong> símbolos e i<strong>de</strong>ntificação <strong>de</strong><br />
instrumentos. Porém, o instrumentista não<br />
po<strong>de</strong> <strong>de</strong>sempenhar sua função isolada do<br />
processo e do equipamento associado com<br />
a instrumentação <strong>de</strong> medição e controle e<br />
este fato justifica e explica a inclusão <strong>de</strong><br />
símbolos e i<strong>de</strong>ntificadores <strong>de</strong> outros<br />
equipamentos. Assim, por questão <strong>de</strong><br />
completu<strong>de</strong>, serão incluídos símbolos <strong>de</strong><br />
equipamentos <strong>de</strong> processo (reatores,<br />
trocadores <strong>de</strong> calor), tubulações,<br />
equipamentos elétricos (motores,<br />
geradores) e mecânicos (compressores,<br />
bombas).<br />
Símbolos, I<strong>de</strong>ntificadores e Palavras<br />
Além dos símbolos e i<strong>de</strong>ntificadores,<br />
<strong>de</strong>vem ser usadas poucas e escolhidas<br />
palavras. Os símbolos e seus<br />
i<strong>de</strong>ntificadores associados fornecem a<br />
categoria geral a qual o equipamento<br />
pertence e as palavras fornecem o<br />
qualificador que especifica o equipamento.<br />
Ou seja, a combinação <strong>de</strong> um símbolo, um<br />
i<strong>de</strong>ntificador e uma ou duas palavras<br />
criteriosamente escolhidas po<strong>de</strong> comunicar<br />
um conceito <strong>de</strong> modo mais claro e explícito<br />
do que apenas símbolos, i<strong>de</strong>ntificadores ou<br />
palavras isoladas.<br />
8
Blocos constituintes<br />
A instrumentação do processo não<br />
existe sem um processo para medir ou<br />
controlar. Muitos instrumentistas se<br />
preocupam tanto com os instrumentos que<br />
esquecem o fato básico que o importante é<br />
a operação do processo. A aplicação da<br />
instrumentação na medição e controle do<br />
processo é o importante, sendo secundário<br />
o trabalho interno dos instrumentos. A<br />
escolha dos símbolos e i<strong>de</strong>ntificadores se<br />
torna mais fácil com esta consi<strong>de</strong>ração.<br />
A aplicação <strong>de</strong> instrumentação em<br />
medição e controle <strong>de</strong> processo <strong>de</strong>ve ser o<br />
ponto focal da representação simbólica <strong>de</strong><br />
sistemas <strong>de</strong> medição e controle. A<br />
tecnologia envolvida é secundária.<br />
Simbolização é um processo <strong>de</strong><br />
abstração em que as características<br />
salientes <strong>de</strong> um equipamento ou <strong>de</strong> uma<br />
função são retratadas por alguma<br />
construção geométrica simples. Este<br />
processo <strong>de</strong> abstração tem sido difícil para<br />
o entendimento <strong>de</strong> muitas pessoas, <strong>de</strong>s<strong>de</strong><br />
que as funções, até recentemente, tem<br />
sido usualmente associadas com<br />
equipamentos específicos. O controle por<br />
computador e o controle compartilhado<br />
forçam uma aceitação mais fácil do uso <strong>de</strong><br />
símbolos para funções que não são<br />
facilmente i<strong>de</strong>ntificadas com uma única<br />
peça <strong>de</strong> equipamento. Há porém,<br />
geralmente uma necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> pensar<br />
em termos <strong>de</strong> equipamento e <strong>de</strong>screver<br />
este equipamento mais especificamente.<br />
Na escolha dos símbolos para<br />
representar idéias, é sensato lembrar que<br />
a pessoa que recebe a comunicação <strong>de</strong>ve<br />
Elementos do Simbolismo<br />
2<br />
enten<strong>de</strong>r os símbolos e não <strong>de</strong>ve ficar<br />
confusa ou irritada com eles, pois neste<br />
caso a transferência <strong>de</strong> comunicação é<br />
impedida. As normas internacionais da ISA<br />
são uma boa fonte <strong>de</strong> simbolismo <strong>de</strong>s<strong>de</strong><br />
que elas satisfizeram o teste do consenso,<br />
ou seja, elas têm sido usadas com gran<strong>de</strong><br />
concordância por um gran<strong>de</strong> número <strong>de</strong><br />
usuários com enfoques diferentes. Os<br />
símbolos e i<strong>de</strong>ntificação usados nas<br />
normas <strong>de</strong>vem passar pelo teste do<br />
consenso. Se o usuário não gosta <strong>de</strong> um<br />
<strong>de</strong>terminado símbolo, antes <strong>de</strong> inventar um<br />
novo, <strong>de</strong>ve se parar para perguntar se este<br />
símbolo antipático é aceito geralmente<br />
como uma ferramenta <strong>de</strong> comunicação. Se<br />
for, ele <strong>de</strong>ve mudar sua atitu<strong>de</strong> em relação<br />
ao símbolo e usá-lo; com o tempo ele se<br />
acostumará e passará a aceitar o símbolo.<br />
Fig. 2.1. Governador da máquina <strong>de</strong> vapor<br />
Fig. 2.2. Válvula <strong>de</strong> alívio <strong>de</strong> pressão<br />
9
Fig. 2.3. Instrumento montado no painel <strong>de</strong> leitura<br />
FT<br />
Fig. 2.4. Transmissor eletrônico <strong>de</strong> vazão<br />
Fig. 2.5. Linha <strong>de</strong> sinal eletrônico, 4 a 20 mA cc<br />
Fig. 2.6. Válvula <strong>de</strong> controle, tipo borboleta<br />
FIC<br />
1<br />
Fig. 2.7. Controlador indicador <strong>de</strong> vazão, eletrônico,<br />
<strong>de</strong>dicado, montado no painel <strong>de</strong> leitura<br />
FIC<br />
1<br />
Fig. 2.8. Controlador indicador <strong>de</strong> vazão, eletrônico,<br />
compartilhado, montado no painel <strong>de</strong> leitura<br />
Fig. 2.9. Válvula <strong>de</strong> controle com atuador<br />
pneumático<br />
Elementos do Simbolismo<br />
f(x)<br />
Fig. 2.10. Elemento final SAMA (em <strong>de</strong>suso)<br />
Figuras geométricas<br />
Desenhos com linhas com formatos<br />
geométricos simples representam funções,<br />
equipamentos e sistemas. Certas figuras<br />
geométricas representam certos conceitos<br />
em <strong>de</strong>terminados tipos <strong>de</strong> <strong>de</strong>senhos.<br />
Círculos<br />
Círculos po<strong>de</strong>m ser usados para<br />
representar um instrumento (ou função) ou<br />
como uma ban<strong>de</strong>irola. Como símbolo <strong>de</strong><br />
instrumento, ele representa o conceito <strong>de</strong><br />
um equipamento ou função. Como<br />
ban<strong>de</strong>irola, ele fornece informação acerca<br />
<strong>de</strong> outro símbolo que representa um<br />
equipamento ou função. Assim, usa-se um<br />
circulo como ban<strong>de</strong>irola ao lado <strong>de</strong> uma<br />
válvula <strong>de</strong> controle.<br />
PI<br />
1<br />
Fig. 2.11. Circulo como instrumento ou função<br />
Fig. 2.12. Circulo como ban<strong>de</strong>irola<br />
FV 2<br />
10
Fig. 2.13. Ban<strong>de</strong>irola e instrumento<br />
Fig. 2.14. Instrumento geral<br />
PI<br />
1<br />
Fig. 2.15. Instrumento em painel <strong>de</strong> leitura<br />
FY 3<br />
Fig. 2.16. Instrumento em painel cego ou atrás do<br />
painel <strong>de</strong> leitura<br />
FI<br />
3<br />
FT<br />
3<br />
PI<br />
1<br />
FE<br />
3<br />
Fig. 2.17. Instrumento em painel <strong>de</strong> leitura, auxiliar<br />
Elementos do Simbolismo<br />
Fig. 2.18. Instrumento atrás <strong>de</strong> painel <strong>de</strong> leitura<br />
auxiliar<br />
TIC<br />
1<br />
TIC<br />
2<br />
TY<br />
1<br />
FY<br />
4<br />
P1 P2 P3<br />
WIC<br />
1<br />
SIC<br />
1<br />
C1 C2 C3<br />
WIC<br />
2<br />
SIC<br />
2<br />
R1 R1 R2<br />
TY<br />
2<br />
WY<br />
2<br />
Fig. 2.19. Designadores <strong>de</strong> locais <strong>de</strong> montagem:<br />
P – Painel<br />
C – Console<br />
R – Rack (armário cego)<br />
Pequenos quadrados<br />
Pequenos quadrados são usados para<br />
simbolizar funções (ou instrumentos) ou<br />
como <strong>de</strong>signadores <strong>de</strong> função (uma forma<br />
<strong>de</strong> ban<strong>de</strong>irola). Linhas são usadas para<br />
representar fluxo <strong>de</strong> sinal. Alguns graus <strong>de</strong><br />
flexibilida<strong>de</strong> no nível <strong>de</strong> <strong>de</strong>talhes po<strong>de</strong>m<br />
ser escolhidos para mostrar conceitos e<br />
por isso é uma boa idéia usar uma legenda<br />
para <strong>de</strong>finir as intenções do projetista.<br />
11
S<br />
Fig. 2.20. Instrumento em painel <strong>de</strong> leitura<br />
Fig. 2.21. Atuador <strong>de</strong> pistão, ação simples<br />
Fig. 2.22. Atuador <strong>de</strong> pistão, ação dupla<br />
E<br />
Fig. 2.23. Atuador eletropneumático<br />
X<br />
P<br />
Fig. 2.24. Atuador não classificado<br />
Elementos do Simbolismo<br />
Fig. 2.25. Válvula com posicionador<br />
FY<br />
5<br />
Fig. 2.26. Somador (sigma) original<br />
FY<br />
5<br />
Fig. 2.27. Somador (sigma) <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> uma caixa<br />
Σ<br />
Σ<br />
Fig. 2.28. Somador (sigma) como símbolo <strong>de</strong> função<br />
FIC<br />
2<br />
Σ<br />
Fig. 2.29. Símbolo da função controle compartilhado<br />
12
Fig. 2.30. Medidor <strong>de</strong> vazão intrusivo<br />
LCV<br />
2<br />
Fig. 2.31. Purgador (válvula controladora <strong>de</strong> nível)<br />
Gran<strong>de</strong>s quadrados<br />
Com o advento do controle e display<br />
compartilhado, apareceu também a<br />
necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> se diferenciar o<br />
instrumento discreto convencional<br />
(<strong>de</strong>dicado) das funções <strong>de</strong> controle e<br />
display compartilhadas que fazem o<br />
mesmo trabalho mas que não facilmente<br />
percebidas como pertencentes a um<br />
mesmo invólucro. A solução foi <strong>de</strong>senhar<br />
um quadrado externo ao circulo que<br />
representava o instrumento (Fig. 2.32).<br />
O circulo simbolizando o instrumento<br />
permanece. Muitos quiseram aboli-lo, mas<br />
outros acham mais confortável manter o<br />
círculo <strong>de</strong>ntro do quadrado.<br />
PIC<br />
2<br />
Fig. 2.32. Símbolo controle e display compartilhados<br />
Fig. 2.33. Bloco <strong>de</strong> função<br />
FIC<br />
2<br />
T<br />
FE<br />
9<br />
Fig. 2.34. Designador <strong>de</strong> função<br />
Elementos do Simbolismo<br />
FIC<br />
2<br />
A combinação <strong>de</strong> gran<strong>de</strong>s quadrados<br />
(simbolizando funções compartilhadas)<br />
com pequenos quadrados (representando<br />
funções <strong>de</strong> condicionamento <strong>de</strong> sinais) é<br />
possível e realizada <strong>de</strong> diferentes modos.<br />
Po<strong>de</strong>-se colocar os dois blocos colados<br />
(Fig. 2.33) ou tangenciando em apenas um<br />
ponto (Fig. 2.34).<br />
Triângulos e suas combinações<br />
Combinações <strong>de</strong> triângulos são usadas<br />
nos símbolos <strong>de</strong> corpos <strong>de</strong> válvulas. O<br />
símbolo geral para qualquer tipo <strong>de</strong> corpo<br />
<strong>de</strong> válvula é a gravata borboleta formada<br />
por dois triângulos isósceles, com as duas<br />
pontas se tocando.<br />
Os símbolos <strong>de</strong> válvula angular (Fig.<br />
2.36), válvula <strong>de</strong> três vias (Fig. 2.37) e <strong>de</strong><br />
quatro vias (Fig. 2.38) utilizam triângulos.<br />
O triângulo também aparece na<br />
representação do disco <strong>de</strong> ruptura (Fig.<br />
2.39). O triângulo <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> um quadrado<br />
representa medidor <strong>de</strong> vazão <strong>de</strong> área<br />
variável (Fig. 2.40).<br />
Fig. 2.35. Símbolo <strong>de</strong> válvula com atuador<br />
pneumático<br />
Fig. 2.36. Símbolo <strong>de</strong> válvula angular<br />
13
Fig. 2.37. Símbolo <strong>de</strong> válvula <strong>de</strong> três vias<br />
Fig. 2.38. Símbolo <strong>de</strong> válvula <strong>de</strong> quatro vias<br />
Fig. 2.39. Disco <strong>de</strong> ruptura<br />
FI<br />
2<br />
Fig. 2.40. Medidor <strong>de</strong> vazão <strong>de</strong> área variável<br />
Elementos do Simbolismo<br />
Losangos<br />
Losangos são usados para representar<br />
conexões em painéis (Fig. 2.41), purgas <strong>de</strong><br />
instrumentos (Fig. 2.42), funções <strong>de</strong> reset<br />
(Fig. 2.43), símbolos genéricos <strong>de</strong> intertravamento<br />
(Fig. 2.44), portas lógicas simples<br />
em outros <strong>de</strong>senhos lógicos mais<br />
complexos (Fig. 2.45 e 2.46).<br />
Fig. 2.41. Conexão <strong>de</strong> borneira <strong>de</strong> painel<br />
Fig. 2.42. Purga<br />
Fig. 2.43. Função reset (rearme)<br />
Fig. 2.44. Intertravamento genérico<br />
Fig. 2.45. Fig. Porta AND em diagrama <strong>de</strong> fluxo<br />
Fig. 2.46. Fig. Porta OR em diagrama <strong>de</strong> fluxo<br />
I<br />
C<br />
12<br />
R<br />
P<br />
AND<br />
OR<br />
14
Retângulos<br />
Retângulos com outras linhas internas<br />
representam retificadores<br />
(tranquilizadores) <strong>de</strong> vazão (linhas<br />
horizontais retas, Fig. 2.47), selos químicos<br />
em diafragma (linhas onduladas, Fig. 2.48)<br />
ou alguma função genérica (linhas<br />
substituídas por palavras, Fig. 2.49).<br />
Fig. 2.47. Retificador ou tranquilizador <strong>de</strong> vazão<br />
Fig. 2.48. Selo diafragma (químico)<br />
SP manual<br />
Fig. 2.49. Função genérica<br />
Semicírculo ou curvas<br />
O uso mais comum do semicírculo é<br />
para representar o atuador pneumático<br />
com diafragma (similar a um guarda chuva,<br />
Fig. 2.50). Dois semicírculos justapostos<br />
representam um atuador com dupla ação<br />
(Fig. 2.51).<br />
Fig. 2.50. Semicírculo como atuador pneumático<br />
Elementos do Simbolismo<br />
Fig. 2.51. Atuador diafragma com dupla ação<br />
Linhas<br />
Linhas são usadas para representar<br />
sinais. É importante perceber a diferença<br />
entre sinais (informação) e fios. Os fios se<br />
tornam importantes somente quando é<br />
necessário saber como ligá-los. Até este<br />
ponto, o sinal é usualmente mais<br />
importante.<br />
Se há muitas linhas <strong>de</strong> instrumentação<br />
e poucas linhas <strong>de</strong> processo, uma linha<br />
simples serve para representar o fluxo <strong>de</strong><br />
informação <strong>de</strong> sinal <strong>de</strong> um dispositivo ou<br />
função para outro ou outra. Em diagramas<br />
complexos, às vezes é necessário<br />
distinguir os diferentes tipos <strong>de</strong> sinais<br />
envolvidos (pneumático, eletrônico,<br />
comunicação digital).<br />
Os principais símbolos <strong>de</strong> linhas <strong>de</strong><br />
sinal são:<br />
1. sinal genérico (Fig. 2.52)<br />
2. sinal pneumático, 20 a 100 kPa<br />
(Fig. 2.53)<br />
3. sinal eletrônico, 4 a 20 mA cc<br />
(Fig. 2.54 e Fig. 2.55)<br />
4. tubo capilar (Fig. 2.56)<br />
5. sinal hidráulico (Fig. 2.57)<br />
6. sinal eletromagnético guiado<br />
(Fig. 2.58)<br />
7. sinal eletromagnético não guiado<br />
(Fig. 2.59)<br />
8. sinal interno, <strong>de</strong> configuração por<br />
programação (Fig. 2.60)<br />
9. link mecânico (Fig. 2.61).<br />
Geralmente não é feita distinção entre<br />
sinal analógico e binário (liga-<strong>de</strong>sliga).<br />
Porém, há casos on<strong>de</strong> se quer diferenciar<br />
o sinal analógico do digital. Como ainda<br />
não há uma padronização dos sinais<br />
digitais, recomenda-se usar legenda<br />
explicativa.<br />
15
PT<br />
1<br />
Fig. 2.52. Linha <strong>de</strong> sinal não diferenciado<br />
PT<br />
1<br />
Fig. 2.53. Linha <strong>de</strong> sinal pneumático: 20 a 100 kPa<br />
PT<br />
1<br />
Fig. 2.54. Linha <strong>de</strong> sinal eletrônico (menos usada)<br />
PT<br />
1<br />
PIC<br />
1<br />
PIC<br />
1<br />
PIC<br />
1<br />
PIC<br />
1<br />
Fig. 2.55. Linha <strong>de</strong> sinal eletrônico (mais usada)<br />
Fig. 2.56. Sinal transmitido por capilar<br />
Fig. 2.56. Sinal sônico ou eletromagnético guiado<br />
Fig. 2.56. Sinal sônico ou eletromagnético não<br />
guiado<br />
FY<br />
11<br />
Elementos do Simbolismo<br />
Fig. 2.60. Sinal interno do sistema, ligação por<br />
configuração (software)<br />
Fig. 2.61. Elo (link) mecânico<br />
HS<br />
1<br />
FIC<br />
11<br />
Fig. 2.61. Sinal <strong>de</strong> natureza binária subentendido<br />
HS<br />
1<br />
Fig. 2.62. Sinal <strong>de</strong> natureza binária especificado<br />
16
Nomes dos blocos constituintes<br />
Elementos <strong>de</strong> I<strong>de</strong>ntificação<br />
Os engenheiros e projetistas <strong>de</strong><br />
sistemas <strong>de</strong> controle logo percebem a<br />
importância <strong>de</strong> se ter um sistema <strong>de</strong><br />
i<strong>de</strong>ntificação que i<strong>de</strong>ntifique <strong>de</strong> modo<br />
simples e único cada um dos milhares <strong>de</strong><br />
instrumentos e funções envolvidos.<br />
Também o pessoal <strong>de</strong> operação e<br />
manutenção enten<strong>de</strong> a importância <strong>de</strong> ser<br />
capaz <strong>de</strong> i<strong>de</strong>ntificar e rastrear cada<br />
elemento que contribui com a operação<br />
normal da planta.<br />
Embora neste capítulo vai ser discutida<br />
a i<strong>de</strong>ntificação separada do simbolismo,<br />
<strong>de</strong>ve se ter em mente a ligação intima<br />
entre a i<strong>de</strong>ntificação e os símbolos.<br />
Símbolos e os número <strong>de</strong> i<strong>de</strong>ntificação<br />
(tag) vão <strong>de</strong> mão em mão nos <strong>de</strong>senhos,<br />
mas em folhas <strong>de</strong> dados (data sheet) e<br />
outros i<strong>de</strong>ntificadores <strong>de</strong> documentos<br />
po<strong>de</strong>m vir sozinhos. A parte funcional do<br />
i<strong>de</strong>ntificador (FIC, por exemplo) ajuda a<br />
qualificar o símbolo geral como<br />
pertencendo à categoria <strong>de</strong> Controlador<br />
Indicador <strong>de</strong> Vazão e a parte numérica<br />
(101, por exemplo) i<strong>de</strong>ntifica o<br />
equipamento ou a função <strong>de</strong> controle e<br />
indicação <strong>de</strong> vazão. Por isso, símbolos e<br />
i<strong>de</strong>ntificadores são realmente inseparáveis<br />
nos diagramas. Para índices <strong>de</strong><br />
instrumentos e folhas <strong>de</strong> dados, o tag <strong>de</strong><br />
i<strong>de</strong>ntificação já possui significado separado<br />
do símbolo.<br />
I<strong>de</strong>ntificação básica: número <strong>de</strong> tag<br />
3<br />
O tag <strong>de</strong> i<strong>de</strong>ntificação é o código<br />
alfanumérico que i<strong>de</strong>ntifica biunivocamente<br />
um instrumento ou função. O número <strong>de</strong><br />
tag é o número em etiqueta metálica,<br />
plástica ou <strong>de</strong> papel que é amarrada,<br />
aparafusada ou colada no corpo do<br />
instrumento.<br />
Como em gran<strong>de</strong>s complexos<br />
industriais, <strong>de</strong>zenas <strong>de</strong> milhares <strong>de</strong><br />
equipamentos ou funções po<strong>de</strong>m requerer<br />
i<strong>de</strong>ntificação, é importante usar um sistema<br />
<strong>de</strong> i<strong>de</strong>ntificação que seja simples e<br />
universal para instalação, checkout,<br />
manutenção e outros objetivos. A norma<br />
ANSI/ISA S5.1 fornece tal sistema.<br />
Número <strong>de</strong> tag típico<br />
TIC Número do tag ou<br />
103 i<strong>de</strong>ntificação do instrumento<br />
TIC - I<strong>de</strong>ntificação funcional<br />
T 103 - I<strong>de</strong>ntificação da malha<br />
103 - Número da malha<br />
T - Primeira letra (variável)<br />
IC - Outras letras (funções)<br />
10-PAH-5A Número <strong>de</strong> tag<br />
10 Prefixo opcional<br />
PAH I<strong>de</strong>ntificação funcional<br />
10-P 5A I<strong>de</strong>ntificação da malha<br />
P Variável inicializada<br />
PAH Funções<br />
-5 Número da malha<br />
A Sufixo opcional<br />
Nota: hífen é opcional como separador<br />
Fig. 3.1. Números <strong>de</strong> tags<br />
17
I<strong>de</strong>ntificação funcional<br />
A porção alfabética do tag <strong>de</strong><br />
i<strong>de</strong>ntificação fornece a i<strong>de</strong>ntificação<br />
funcional, enquanto a parte numérica, mais<br />
algum sufixo, torna único o tag <strong>de</strong><br />
i<strong>de</strong>ntificação.<br />
A parte alfabética vem antes da parte<br />
numérica. No início do projeto, po<strong>de</strong> se ter<br />
apenas a parte alfabética e no fim do<br />
projeto se enumeram as malhas do<br />
sistema.<br />
O código inteiro, por exemplo FIC 101, é<br />
chamado <strong>de</strong> número <strong>de</strong> tag ou<br />
i<strong>de</strong>ntificação do instrumento. A<br />
i<strong>de</strong>ntificação funcional é uma <strong>de</strong>scrição<br />
resumida do que o instrumento ou função<br />
faz.<br />
A primeira letra é a i<strong>de</strong>ntificação da<br />
malha e a variável inicializada. A malha<br />
FIC 101 é uma malha <strong>de</strong> vazão. Todos os<br />
outros componentes <strong>de</strong>sta malha também<br />
terão tag começado com a letra F, por<br />
exemplo FE 101, FY 101, FT 101, FCV<br />
101.<br />
Quando há apenas duas letras no tag<br />
(mínimo possível), a segunda letra<br />
correspon<strong>de</strong> à função do instrumento. Por<br />
exemplo,<br />
FE – elemento sensor <strong>de</strong> vazão<br />
FT – transmissor <strong>de</strong> vazão<br />
FY – condicionador do sinal <strong>de</strong> vazão<br />
Quando há mais <strong>de</strong> duas letras a coisa<br />
complica, pois a terceira letra po<strong>de</strong> ser<br />
modificadora da variável ou modificadora<br />
da função da malha ou a malha possui<br />
mais <strong>de</strong> uma função. Assim, nos tags:<br />
PDT o D (diferencial) é modificador da<br />
variável pressão<br />
FIC I e C são letras correspon<strong>de</strong>ntes a<br />
Indicação e Controle.<br />
TDAH D (diferencial) é modificador <strong>de</strong> T<br />
(temperatura) e H (alto) é<br />
modificador <strong>de</strong> A (alarme<br />
Assim, apenas o bom senso aliado à<br />
experiência po<strong>de</strong> esclarecer o significado<br />
das letras que exce<strong>de</strong>m às duas mínimas.<br />
A mesma letra po<strong>de</strong> ser significados<br />
diferentes, <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ndo <strong>de</strong> sua posição<br />
relativa. Assim,<br />
TA - alarme <strong>de</strong> temperatura<br />
AT - transmissor <strong>de</strong> análise<br />
Elementos <strong>de</strong> I<strong>de</strong>ntificação<br />
Fig. 3.2. I<strong>de</strong>ntificação funcional<br />
A letra S como segunda letra po<strong>de</strong> ter<br />
dois significados diferentes, ou seja,<br />
PS - chave <strong>de</strong> pressão (pressostato).<br />
Neste caso S é a função chave (switch).<br />
PSV - válvula <strong>de</strong> segurança <strong>de</strong> pressão.<br />
Agora, S é modificadora da variável<br />
pressão, significando segurança (safety).<br />
Fig. 3.3. I<strong>de</strong>ntificação específica<br />
Quando em uma mesma malha há dois<br />
tags iguais, por exemplo, dois<br />
condicionadores <strong>de</strong> sinal em uma malha <strong>de</strong><br />
vazão (FY), é necessário usar sufixos para<br />
diferenciar os dois tags. (Fig. 3.4)<br />
FY<br />
2 A<br />
PT<br />
PT<br />
FIC<br />
2<br />
Fig. 3.3. Necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> sufixos<br />
FY<br />
2 B<br />
I/P<br />
18
A Tab. 3.1 mostra que todas as 26<br />
letras do alfabeto são usadas como<br />
primeira (variáveis) e segunda (função)<br />
letras) e algumas como modificadores da<br />
primeira ou da segunda.<br />
Muitas letras são razoavelmente<br />
específicas, tais como T (temperatura), P<br />
(pressão), A (análise). Aliás, a língua<br />
básica é o inglês e por isso L é nível<br />
(Level) e F é vazão (flow ou fluxo).<br />
Algumas letras tiveram o significado<br />
modificado (revisão <strong>de</strong> 1984 da norma<br />
ANSI/ISA S5.1), como V que originalmente<br />
era viscosida<strong>de</strong> e atualmente é Vibração.<br />
Outras po<strong>de</strong>m significar diferentes<br />
variáveis, <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ndo do tipo da indústria,<br />
como C para Condutivida<strong>de</strong> (química) ou<br />
Consistência (papel e celulose).<br />
Alguns significados requerem<br />
explicações adicionais. Por exemplo a letra<br />
X é usada para representar uma variável<br />
que não é listada, que ocorre raramente e<br />
na lista <strong>de</strong> legenda <strong>de</strong>ve ser esclarecido<br />
seu significado e Y é usada para evento,<br />
estado ou presença. Como segunda letra,<br />
Y é usada para uma função a ser <strong>de</strong>finida.<br />
A <strong>de</strong> análise é muito genérica e inclui<br />
análise química (composição, pH, O2, N2,<br />
viscosida<strong>de</strong>) e mecânica. É comum se<br />
colocar o tipo <strong>de</strong> análise ao lado do<br />
símbolo, como índice. (Fig. 3.5)<br />
AIC<br />
pH<br />
Fig. 3.3. Necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> índice<br />
Elementos <strong>de</strong> I<strong>de</strong>ntificação<br />
Tab. 3.3. Outras possíveis combinações<br />
Tag Significado<br />
FO Orifício <strong>de</strong> restrição<br />
FRK,<br />
HIK<br />
Estações <strong>de</strong> controle<br />
FX Acessórios<br />
TJR Registrador com varredura<br />
LLH Lâmpada piloto<br />
FFR Relação<br />
KQI Indicador <strong>de</strong> tempo operação<br />
QQI Contador Indicador<br />
WKIC Controlador <strong>de</strong> taxa <strong>de</strong> perda <strong>de</strong><br />
peso<br />
HMS Chave momentânea manual<br />
Numeração da malha<br />
Geralmente são usados dois sistemas<br />
<strong>de</strong> numeração <strong>de</strong>ntro da norma ANSI/ISA<br />
S5.1: paralelo e serial. Ambos são<br />
similares fundamentalmente. A principal<br />
diferença é que no sistema <strong>de</strong> numeração<br />
paralelo uma nova seqüência numérica é<br />
começada com cada variável nova medida<br />
ou inicializada e no sistema serial há<br />
somente uma seqüência <strong>de</strong> numeração.<br />
Muitas pessoas querem codificar os tag<br />
<strong>de</strong> i<strong>de</strong>ntificação. A experiência mostra que<br />
o melhor sistema é o mais simples.<br />
Quando se quer codificar, <strong>de</strong>ve-se usar<br />
blocos <strong>de</strong> números e não se <strong>de</strong>ve inventar<br />
um novo sistema <strong>de</strong> numeração.<br />
19
X<br />
Y<br />
Z<br />
VXT<br />
A<br />
VXE<br />
A<br />
VI<br />
4<br />
VYT<br />
B<br />
VYE<br />
B<br />
Fig. 3.6. Análise mecânica em três planos, X, Y e Z.<br />
Elementos <strong>de</strong> I<strong>de</strong>ntificação<br />
VI<br />
5<br />
VZT<br />
A<br />
VZE<br />
A<br />
20
Elementos <strong>de</strong> I<strong>de</strong>ntificação<br />
Tabela 3.1. Letras <strong>de</strong> I<strong>de</strong>ntificação<br />
Primeira letra Letras subsequentes<br />
Variável Modificador Função display Função saída Modificador<br />
A Análise (5,19) Alarme<br />
B Queimador (Burner) Escolha (1) Escolha (1) Escolha (1)<br />
C Escolha (1) Controle (13)<br />
D Escolha (1) Diferencial<br />
E Tensão (f.e.m.) Elemento sensor<br />
F Vazão (Flow) Fração/Relação<br />
(4)<br />
G Escolha (1) Visor (9) ou<br />
indicador local<br />
H Manual (Hand) Alto (High) (7,<br />
15, 16)<br />
I Corrente Indicação (10)<br />
J Potência Varredura<br />
(scan) (7)<br />
K Tempo Tempo <strong>de</strong><br />
mudança (4,21)<br />
Estação controle<br />
(22)<br />
L Nível (Level) Lâmpada (11) Baixo (Low)<br />
(7, 15, 16)<br />
M Escolha (1) Momentâneo Médio (7,15)<br />
N Escolha (1) Escolha (1) Escolha (1) Escolha (1)<br />
O Escolha (1) Orifício ou<br />
Restrição<br />
P Pressão, Vácuo Ponto (teste)<br />
Q Quantida<strong>de</strong> Integral, Total<br />
(4)<br />
R Radiação Registro (17)<br />
S Velocida<strong>de</strong> Segurança (8) Chave (13)<br />
T Temperatura Transmissão (18)<br />
U Multivariável (6) Multifunção (12) Multifunção (12) Multifunção<br />
(12)<br />
V Vibração Válvula, damper<br />
(13)<br />
W Peso, Força Poço (Well)<br />
X A <strong>de</strong>finir(2) Eixo X Não<br />
Não classificado (2) Não<br />
classificado (2)<br />
classificado (2)<br />
Y Evento, Estado Eixo Y Relé, computação<br />
(13, 14, 18)<br />
Z Posição ou Dimensão Eixo Z Elemento final<br />
21
Notas para a Tabela das Letras <strong>de</strong> I<strong>de</strong>ntificação<br />
Elementos <strong>de</strong> I<strong>de</strong>ntificação<br />
1. Uma letra <strong>de</strong> escolha do usuário tem o objetivo <strong>de</strong> cobrir significado não listado que é necessário em uma <strong>de</strong>terminada aplicação. Se usada, a letra<br />
po<strong>de</strong> ter um significado como <strong>de</strong> primeira letra ou <strong>de</strong> letras subsequentes. O significado precisa ser <strong>de</strong>finido uma única vez em uma legenda. Por exemplo,<br />
a letra N po<strong>de</strong> ser <strong>de</strong>finida como módulo <strong>de</strong> elasticida<strong>de</strong> como uma primeira letra ou como osciloscópio como letra subsequente.<br />
2. A letra X não classificada tem o objetivo <strong>de</strong> cobrir significado não listado que será usado somente uma vez ou usado em um significado limitado. Se<br />
usada, a letra po<strong>de</strong> ter qualquer número <strong>de</strong> significados como primeira letra ou como letra subsequente. O significado da letra X <strong>de</strong>ve ser <strong>de</strong>finido do lado<br />
<strong>de</strong> fora do círculo do diagrama. Por exemplo, XR po<strong>de</strong> ser registrador <strong>de</strong> consistência e XX po<strong>de</strong> ser um osciloscópio <strong>de</strong> consistência.<br />
3. A forma gramatical do significado das letras subsequentes po<strong>de</strong> ser modificado livremente. Por exemplo, I po<strong>de</strong> significar indicador, ou indicação; T<br />
po<strong>de</strong> significar transmissão ou transmissor.<br />
4. Qualquer primeira letra combinada com as letras modificadoras D (diferencial), F (relação), M (momentâneo), K (tempo <strong>de</strong> alteração) e Q<br />
(integração ou totalização) representa uma variável nova e separada e a combinação é tratada como uma entida<strong>de</strong> <strong>de</strong> primeira letra. Assim, os<br />
instrumentos TDI e TI indicam duas variáveis diferentes: diferença <strong>de</strong> temperatura e temperatura. As letras modificadoras são usadas quando aplicável.<br />
5. A letra A (análise) cobre todas as análises não <strong>de</strong>scritas como uma escolha do usuário. O tipo <strong>de</strong> análise <strong>de</strong>ve ser especificado fora do circulo <strong>de</strong><br />
i<strong>de</strong>ntificação. Por exemplo, análise <strong>de</strong> pH, análise <strong>de</strong> O2 . Análise é variável <strong>de</strong> processo e não função <strong>de</strong> instrumento, como muitos pensam principalmente<br />
por causa do uso ina<strong>de</strong>quado do termo analisador.<br />
6. O uso <strong>de</strong> U como primeira letra para multivariável em lugar <strong>de</strong> uma combinação <strong>de</strong> outras primeiras letras é opcional. É recomendável usar as<br />
primeiras letras especificas em lugar da letra U, que <strong>de</strong>ve ser usada apenas quando o número <strong>de</strong> letras for muito gran<strong>de</strong>. Por exemplo, é preferível usar<br />
PR/TR para indicar um registrador <strong>de</strong> pressão e temperatura em vez <strong>de</strong> UR. Porém, quando se tem um registrador multiponto, com 24 pontos e muitas<br />
variáveis diferentes, <strong>de</strong>ve-se usar UR.<br />
7. O uso dos termos modificadores alto (H), baixo (L), médio (M) e varredura (J) é opcional.<br />
8. O termo segurança se aplica a elementos primários e finais <strong>de</strong> proteção <strong>de</strong> emergência. Assim, uma válvula auto atuada que evita a operação <strong>de</strong><br />
um sistema <strong>de</strong> fluido atingir valores elevados, aliviando o fluido do sistema tem um tag PCV (válvula controladora <strong>de</strong> pressão). Porém, o tag <strong>de</strong>sta válvula<br />
<strong>de</strong>ve ser PSV (válvula <strong>de</strong> segurança <strong>de</strong> pressão) se ela protege o sistema contra condições <strong>de</strong> emergência, ou seja, condições que são perigosas para o<br />
pessoal ou o equipamento e que são raras <strong>de</strong> aparecer. A <strong>de</strong>signação PSV se aplica a todas as válvulas <strong>de</strong> proteção contra condições <strong>de</strong> alta pressão <strong>de</strong><br />
emergência, in<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>nte <strong>de</strong> sua construção, modo <strong>de</strong> operação, local <strong>de</strong> montagem, categoria <strong>de</strong> segurança, válvula <strong>de</strong> alívio ou <strong>de</strong> segurança. Um<br />
disco <strong>de</strong> ruptura tem o tag PSE (elemento <strong>de</strong> segurança <strong>de</strong> pressão).<br />
9. A função passiva G se aplica a instrumentos ou equipamentos que fornecem uma indicação não calibrada, como visor <strong>de</strong> vidro ou monitor <strong>de</strong><br />
televisão. Costuma-se aplicar TG para termômetro e PG para manômetro, o que não é previsto por esta norma.<br />
10. A indicação normalmente se aplica a displays analógicos ou digitais <strong>de</strong> uma medição instantânea. No caso <strong>de</strong> uma estação manual, a indicação<br />
po<strong>de</strong> ser usada para o dial ou indicador do ajuste.<br />
11. Uma lâmpada piloto que é parte <strong>de</strong> uma malha <strong>de</strong> instrumento <strong>de</strong>ve ser <strong>de</strong>signada por uma primeira letra seguida pela letra subsequente L. Por<br />
exemplo, uma lâmpada piloto que indica o tempo expirado <strong>de</strong>ve ter o tag KQL (lâmpada <strong>de</strong> totalização <strong>de</strong> tempo). A lâmpada para indicar o funcionamento<br />
<strong>de</strong> um motor tem o tag EL (lâmpada <strong>de</strong> voltagem), pois a voltagem é a variável medida conveniente para indicar a operação do motor ou YL (lâmpada <strong>de</strong><br />
evento) assumindo que o estado <strong>de</strong> operação está sendo monitorado. Não se <strong>de</strong>ve usar a letra genérica X, como XL<br />
12. O uso da letra U para multifunção, vem vez da combinação <strong>de</strong> outras letras funcionais é opcional. Este <strong>de</strong>signador não específico <strong>de</strong>ve ser usado<br />
raramente.<br />
13. Um dispositivo que liga, <strong>de</strong>sliga ou transfere um ou mais circuitos po<strong>de</strong> ser uma chave, um relé, um controlador liga-<strong>de</strong>sliga ou uma válvula <strong>de</strong><br />
controle, <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ndo da aplicação. Se o equipamento manipula uma vazão <strong>de</strong> fluido do processo e não é uma válvula manual <strong>de</strong> bloqueio liga-<strong>de</strong>sliga, ela<br />
é projetada como válvula <strong>de</strong> controle. É incorreto usar o tag CV para qualquer coisa que não seja uma válvula <strong>de</strong> controle auto atuada. Para todas as<br />
aplicações que não tenham vazão <strong>de</strong> fluido <strong>de</strong> processo, o equipamento é projetado como:<br />
a) Chave, se for atuada manualmente.<br />
b) Chave ou controlador liga-<strong>de</strong>sliga, se for automático e for o primeiro dispositivo na malha. O termo chave é geralmente usado se o dispositivo é<br />
aplicado para alarme, lâmpada piloto, seleção, intertravamento ou segurança. O termo controlador é usado se o dispositivo é aplicado para o controle <strong>de</strong><br />
operação normal.<br />
c) Relé, se for automático e não for o primeiro dispositivo na malha, mas atuado por uma chave ou por um controlador liga-<strong>de</strong>sliga.<br />
14. As funções associadas com o uso <strong>de</strong> letras subsequentes Y <strong>de</strong>vem ser <strong>de</strong>finidas do lado <strong>de</strong> fora do circulo <strong>de</strong> i<strong>de</strong>ntificação. Por exemplo, FY po<strong>de</strong><br />
ser o extrator <strong>de</strong> raiz quadrada na malha <strong>de</strong> vazão; TY po<strong>de</strong> ser o conversor corrente para pneumático em uma malha <strong>de</strong> controle <strong>de</strong> temperatura. Quando<br />
a função é evi<strong>de</strong>nte como para uma válvula solenói<strong>de</strong> ou um conversor corrente para pneumático ou pneumático para corrente a <strong>de</strong>finição po<strong>de</strong> não ser<br />
obrigatória.<br />
15. Os termos modificadores alto, baixo, médio ou intermediário correspon<strong>de</strong>m aos valores da variável medida e não aos valores do sinal. Por<br />
exemplo, um alarme <strong>de</strong> nível alto proveniente <strong>de</strong> um transmissor <strong>de</strong> nível com ação inversa <strong>de</strong>ve ser LAH, mesmo que fisicamente o alarme seja atuado<br />
quando o sinal atinge um valor mínimo crítico.<br />
16. Os termos alto e baixo quando aplicados a posições <strong>de</strong> válvulas e outras dispositivos <strong>de</strong> abrir e fechar são assim <strong>de</strong>finidos:<br />
a) alto significa que a válvula está totalmente aberta<br />
b) baixo significa que a válvula está totalmente fechada<br />
17. O termo registrador se aplica a qualquer forma <strong>de</strong> armazenar permanentemente a informação que permita a sua recuperação por qualquer modo.<br />
18. Elemento sensor, transdutor, transmissor e conversor são dispositivos com funções diferentes, conforme ISA S37.1.<br />
19. A primeira letra V, vibração ou análise mecânica, <strong>de</strong>stina-se a executar as tarefas em monitoração <strong>de</strong> máquinas que a letra A executa em uma<br />
análise mais geral. Exceto para vibração, é esperado que a variável <strong>de</strong> interesse seja <strong>de</strong>finida fora das letras <strong>de</strong> tag.<br />
20. A primeira letra Y se <strong>de</strong>stina ao uso quando as respostas <strong>de</strong> controle ou monitoração são acionadas por evento e não acionadas pelo tempo. A<br />
letra Y, nesta posição, po<strong>de</strong> também significar presença ou estado.<br />
21. A letra modificadora K, em combinação com uma primeira letra como L, T ou W, significa uma variação <strong>de</strong> taxa <strong>de</strong> tempo da quantida<strong>de</strong> medida<br />
ou <strong>de</strong> inicialização. A variável WKIC, por exemplo, po<strong>de</strong> representar um controlador <strong>de</strong> taxa <strong>de</strong> perda <strong>de</strong> peso.<br />
22. A letra K como modificador é uma opção do usuário para <strong>de</strong>signar uma estação <strong>de</strong> controle, enquanto a letra C seguinte é usada para <strong>de</strong>screver<br />
controlador automático ou manual.<br />
22
Tab. 32. Combinações típicas <strong>de</strong> Letras<br />
Elementos <strong>de</strong> I<strong>de</strong>ntificação<br />
1 a letra Variável Registro Indicação Cego Válvula autoatuada<br />
A Análise ARC AIC AC<br />
B Queimador/ BRC BIC BC<br />
Combustão<br />
C Escolha do usuário<br />
D Escolha do usuário<br />
E Tensão ERC EIC EC<br />
F Vazão FRC FIC FC FCV, FICV<br />
FF Relação <strong>de</strong> vazões FFRC FFIC FFC<br />
FQ Totalização vazão FQRC FQIC<br />
G Escolha do usuário<br />
H Manual (Hand) HIC HC<br />
I Corrente IRC IIC<br />
J Potência JRC JIC<br />
K Tempo KRC KIC KC KCV<br />
L Nível LRC LIC LC LCV<br />
M Escolha do usuário<br />
N Escolha do usuário<br />
O Escolha do usuário<br />
P Pressão, vácuo PRC PIC PC PCV<br />
PD Pressão diferencial PDRC PDIC PDC PDCV<br />
Q Quantida<strong>de</strong> QRC QIC<br />
R Radiação RRC RIC RC<br />
S Velocida<strong>de</strong>/Freqüência SRC SIC SC SCV<br />
T Temperatura TRC TIC TC TCV<br />
TD Diferença temperatura TDRC TDIC TDC TDCV<br />
U Multivariável<br />
V Vibração/Análise<br />
mecânica<br />
W Peso/Força WRC WIC WC WCV<br />
WD Diferença <strong>de</strong> peso WDRC WDIC WDC WDCV<br />
X Não classificada<br />
Y Evento, estado,<br />
YC<br />
presença<br />
Z Posição, dimensão ZRC ZIC ZC ZCV<br />
ZD Desvio ZDRC ZDIC ZDC ZDCV<br />
23
Tab. 3.2 (B) Combinações <strong>de</strong> letras típicas<br />
Elementos <strong>de</strong> I<strong>de</strong>ntificação<br />
1 a letra Equipamento display Chaves e Alarmes Transmissão<br />
Registro Indicação Alto Baixo Comb. Reg. Ind. Cego<br />
A AR AI ASH ASL ASHL ART AIT AT<br />
B<br />
C<br />
D<br />
BR BI BSH BSL BSHL BRT BIT BT<br />
E ER EI ESH ESL ESHL ERT EIT ET<br />
F FR FI FSH FSL FSHL FRT FIT FT<br />
FF FFR FFI FFSH FFSL FFSHL FFIT FFT<br />
FQ<br />
G<br />
H<br />
FQR FQI FQIT FQT<br />
I IR II IRT IIT IT<br />
J JR JI JRT JIT JT<br />
K KR KI KSH KSL KSHL KRT KIT KT<br />
L<br />
M<br />
N<br />
O<br />
LR LI LSH LSL LSHL LRT LIT LT<br />
P PR PI PSH PSL PSHL PRT PIT PT<br />
PD PDR PDI PDSH PDSL PDRT PDIT PDT<br />
Q QR QI QSH QSL QSHL QRT QIT QT<br />
R RR RI RSH RSL RSHL RRT RIT RT<br />
S SR SI SSH SSL SSHL SRT SIT ST<br />
T TR TI TSH TSL TSHL TRT TIT TT<br />
TD TDR TDI TDSH TDSL TDRT TDTI TDT<br />
U UR UI<br />
V VR VI VSH VSL VSHL VRT<br />
W WR WI WSH WSL WSHL WRT WIT WT<br />
WD<br />
X<br />
WDR WDI WDSH WDSL WDSHL WDRT WDIT WDT<br />
Y YSH YSL<br />
Z ZR ZI ZSH ZSL ZSHL ZRT ZIT ZT<br />
ZD ZDR ZDI ZDSH ZDSL ZDRT ZDIT ZDT<br />
24
Tab. 3.2 (C) Combinações <strong>de</strong> letras típicas<br />
Elementos <strong>de</strong> I<strong>de</strong>ntificação<br />
1 a letra Solenói<strong>de</strong> Elemento Ponto Poço Visor Segurança Elemento<br />
Computação primário <strong>de</strong> Teste<br />
final<br />
A AY AE A AW AV<br />
B<br />
C<br />
D<br />
BY BE BW BG BZ<br />
E EY EE ESL EZ<br />
F FY FE FP FSL FG FV<br />
FF FFSL FV<br />
FQ<br />
G<br />
H<br />
FQY FE FQV<br />
I IY IE IZ<br />
J JY JE JV<br />
K KY KE KSL KV<br />
L<br />
M<br />
N<br />
O<br />
LY LE LSL LG LV<br />
P PY PE PP PSL PSV, PSE PV<br />
PD PDY PDE PDP PDSL PDV<br />
Q QY QE QSL QZ<br />
R RY RE RSL RZ<br />
S SY SE SSL SV<br />
T TY TE TP TSL TSE TV<br />
TD TDY TE TP TDSL TDV<br />
U UY UV<br />
V VY VE VSL VZ<br />
W WY WE WSL WZ<br />
WD WDY WE WDSL WDZ<br />
X XZ<br />
Y YY YE YSL YZ<br />
Z ZY ZE ZSL ZV<br />
ZD ZDR DEZ ZDSL ZDV<br />
25
Conhecendo o processo<br />
Os dois principais tipos <strong>de</strong> diagramas<br />
<strong>de</strong> fluxo são o <strong>de</strong> Processo e o <strong>de</strong><br />
Engenharia. O Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong><br />
Processo é mais padronizado nas<br />
diferentes industrias do que o Diagrama<br />
<strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Engenharia.<br />
O Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Processo é o<br />
trampolim para o projeto multidisciplinar<br />
<strong>de</strong>talhado. Ele mostra<br />
1. as operações unitárias básicas,<br />
2. os equipamentos principais,<br />
3. as tubulações mais importantes e<br />
4. o fluxo principal do processo.<br />
5. Dados do processo<br />
O balanço <strong>de</strong> material associado, as<br />
operações e as condições <strong>de</strong> projeto<br />
combinadas com o <strong>de</strong>senho em si dão a<br />
primeira vista compreensiva do processo.<br />
Objetivo do Diagrama<br />
O Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Processo é<br />
usado para ajudar a garantir a<br />
viabilida<strong>de</strong>, continuida<strong>de</strong> e integrida<strong>de</strong> do<br />
processo. Ele serve para ajudar a<br />
<strong>de</strong>senvolver os <strong>de</strong>senhos <strong>de</strong> perfis <strong>de</strong><br />
classes <strong>de</strong> pressão e temperatura, para<br />
estabelecer seleção <strong>de</strong> materiais,<br />
flanges, vasos.<br />
O objetivo <strong>de</strong> se colocar a<br />
instrumentação no Diagrama <strong>de</strong> Fluxo do<br />
Processo é para documentar as<br />
principais variáveis controladas e<br />
manipuladas que impactam o projeto do<br />
processo. Nem todos os instrumentos<br />
são, nem <strong>de</strong>vem ser, mostrados em um<br />
Diagrama <strong>de</strong> Fluxo do Processo.<br />
Fluxogramas <strong>de</strong> Processo<br />
4<br />
Os símbolos dos equipamentos e os<br />
símbolos da instrumentação <strong>de</strong>vem<br />
ambos ser simples no Diagrama <strong>de</strong> Fluxo<br />
<strong>de</strong> Processo. Os símbolos <strong>de</strong><br />
equipamentos e da instrumentação são<br />
apenas símbolos mnemônicos e ajudam<br />
visualizar e estabilizar os raciocínios.<br />
Quando o projeto é mal feito, pobre, o<br />
simbolismo <strong>de</strong>sor<strong>de</strong>nado usualmente<br />
agri<strong>de</strong> a sensibilida<strong>de</strong> estética e impe<strong>de</strong><br />
o pensamento claro acerca do sistema.<br />
Conteúdo do Diagrama<br />
O Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Processo é<br />
geralmente o primeiro <strong>de</strong>senho <strong>de</strong><br />
engenharia a ser <strong>de</strong>senvolvido em um<br />
projeto. Ele geralmente contém uma<br />
única operação unitária. A Fig. 4.1 é um<br />
bom exemplo. Nele estão mostrados:<br />
1. todos os gran<strong>de</strong>s equipamentos<br />
que participam do processo<br />
2. todas as tubulações principais<br />
3. os fluxos <strong>de</strong> matérias primas e<br />
produtos acabados<br />
4. os fluxos <strong>de</strong> todas as utilida<strong>de</strong>s<br />
(vapor, águas, ar comprimido)<br />
Não estão indicados no Diagrama <strong>de</strong><br />
Fluxo <strong>de</strong> Processo:<br />
1. diâmetros das tubulações<br />
2. dados específicos dos<br />
equipamentos<br />
3. componentes <strong>de</strong>talhados das<br />
malhas, como sensores,<br />
transmissores, condicionadores e<br />
acessórios.<br />
É importante ler atentamente as notas<br />
e as legendas associadas e consi<strong>de</strong>rá-las<br />
posteriormente.<br />
26
Fig. 4.1. Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong><br />
Processo<br />
Fluxograma <strong>de</strong> Processo<br />
27
Símbolos da instrumentação<br />
A quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> instrumentação<br />
mostrada no Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong><br />
Processo varia <strong>de</strong> acordo com as<br />
necessida<strong>de</strong>s e filosofia da indústria. Em<br />
princípio, a instrumentação <strong>de</strong>ve ser<br />
mostrada apenas on<strong>de</strong> ela altera a<br />
operação ou as condições <strong>de</strong> projeto.<br />
Os símbolos <strong>de</strong> instrumentação em um<br />
Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Processo <strong>de</strong>vem ser<br />
abreviados ao extremo. É muito prematuro<br />
neste estágio do processo entrar em<br />
<strong>de</strong>talhes. Assim, é permissível omitir<br />
elementos sensores, transmissores,<br />
alarmes, condicionadores <strong>de</strong> sinais (como<br />
extrator <strong>de</strong> raiz quadrada) e alguns outros<br />
equipamentos auxiliares. O único objetivo<br />
<strong>de</strong> mostrar qualquer instrumento no<br />
Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Processo é sinalizar<br />
a importância <strong>de</strong> uma variável para<br />
medição ou controle – não é o <strong>de</strong> explicar<br />
como isto é feito. Este <strong>de</strong>talhamento, útil e<br />
necessário, será feito posteriormente, em<br />
algum outro documento específico.<br />
Alguns projetistas preferem colocar<br />
apenas as variáveis controladas no<br />
Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Processo, omitindo<br />
as variáveis apenas indicadas ou<br />
registradas. Eles justificam esta opção,<br />
afirmando que apenas o controle impacta o<br />
processo e a indicação e registro são<br />
funções passivas e por isso não tem<br />
nenhuma conseqüência para o objetivo do<br />
Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Processo. Eles<br />
<strong>de</strong>ixam o simbolismo completo <strong>de</strong><br />
instrumento, com sensor, transmissor,<br />
indicador, registrador, alarme e controlador<br />
e atuador final para o Diagrama <strong>de</strong> Fluxo<br />
<strong>de</strong> Engenharia ou P&I.<br />
Símbolos <strong>de</strong> Equipamentos<br />
Os símbolos <strong>de</strong> equipamentos do<br />
Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Processo <strong>de</strong>vem ser<br />
mais simples do que os símbolos do<br />
Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Engenharia por dois<br />
motivos:<br />
1. eles interessam apenas ao processo<br />
e não interessam aos <strong>de</strong>talhes<br />
auxiliares como lógica <strong>de</strong> controle<br />
ou acionadores <strong>de</strong> bomba<br />
2. eles contêm muito menos dados<br />
específicos que os <strong>de</strong>talhados<br />
Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Engenharia.<br />
Fluxograma <strong>de</strong> Processo<br />
Por isso, os acionadores são omitidos<br />
dos <strong>de</strong>senhos, o mesmo símbolo é usado<br />
indistintamente para bomba rotativa,<br />
centrífuga ou reciprocante. Os arranjos <strong>de</strong><br />
tubulações são muito simplificados. Estas<br />
simplificações são necessárias porque a<br />
informação ainda não é disponível ou é<br />
<strong>de</strong>snecessária para o objetivo do<br />
documento.<br />
Todos os <strong>de</strong>senhos são enxutos. Uma<br />
linha é <strong>de</strong>senha somente se for necessária<br />
para ajudar a informação que esteja <strong>de</strong>ntro<br />
do escopo <strong>de</strong> um <strong>de</strong>senho específico.<br />
Os principais tipos <strong>de</strong> equipamentos por<br />
função são:<br />
1. Misturadores e bate<strong>de</strong>iras<br />
2. Reatores<br />
3. Separadores <strong>de</strong> material<br />
4. Redutores <strong>de</strong> tamanho<br />
5. Armazenadores<br />
6. Equipamentos <strong>de</strong> transferência<br />
a. Gases e vapor d'água<br />
b. Líquidos<br />
c. Sólidos<br />
d. Energia (Calor)<br />
28
Tab. 4.2 Separação <strong>de</strong> material<br />
Letra Separação <strong>de</strong> material<br />
A Absorção<br />
B Adsorçao<br />
C Centrifugação, calcinação<br />
D Bola solida<br />
E Vertical<br />
F Classificação, cristalização<br />
G Batelada agitada<br />
H Vácuo<br />
I Pachuca<br />
J Ciclone, distilação<br />
K Torre empacotada<br />
L Coluna com ban<strong>de</strong>ja<br />
M Adsorsão<br />
N Batelada<br />
O Esteira<br />
P Tambor<br />
Q Rotação<br />
R Ban<strong>de</strong>ja rotativa<br />
S Spray, evaporação<br />
T Circulação forçada<br />
U Efeito múltiplo<br />
V Convecção natural<br />
W Líquido/líquido<br />
X Filtração<br />
Y Saco<br />
Z Plate e frame<br />
AA Vácuo rotativo<br />
BB Precipitação<br />
CC Vibração<br />
DD Hidro<br />
EE<br />
Scrubbing<br />
FF Decantação<br />
Fluxograma <strong>de</strong> Processo<br />
29
Fig. 4.2. Misturadores e bate<strong>de</strong>iras<br />
Misturadores<br />
(A) Agitador (B) Misturador em tambor<br />
Fluxograma <strong>de</strong> Processo<br />
(D) Misturador em linha (E) Misturador borracha (F) Misturador <strong>de</strong> rolo<br />
(G) Misturador estático (H) Misturador em T<br />
(C) Misturador helicoidal<br />
Nos símbolos dos equipamentos mecânicos, o que importa é sua função e não o projeto,<br />
construção ou <strong>de</strong>talhes <strong>de</strong> montagem.<br />
Po<strong>de</strong>-se argumentar que o símbolo <strong>de</strong> motor não é necessário no agitador (A) ou no<br />
misturador em linha (D). Também se po<strong>de</strong> argumentar que <strong>de</strong>veria haver símbolo <strong>de</strong> motor<br />
no misturador <strong>de</strong> tambor (B) , helicoidal (C), <strong>de</strong> borracha (E) ou <strong>de</strong> rolo (F). O fator <strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>cisão é uma questão <strong>de</strong> conforto e não <strong>de</strong> objetivida<strong>de</strong>.<br />
Pequenos <strong>de</strong>talhes po<strong>de</strong>m fazer uma gran<strong>de</strong> diferença. Um tambor inclinado em um<br />
esquema <strong>de</strong> misturador inclui a idéia <strong>de</strong> fluxo <strong>de</strong> material.<br />
30
Fig. 4.3. Reação<br />
Reatores<br />
(A) Reator ou vaso<br />
(C) Reator com jaqueta<br />
Fluxograma <strong>de</strong> Processo<br />
(B) Reator com agitador<br />
Os três reatores mostrados na Fig. 4.3 são realmente vasos, <strong>de</strong> modo que reatores,<br />
vasos e cal<strong>de</strong>ira po<strong>de</strong>m ser agrupados, embora sejam funcionalmente diferentes.<br />
É importante mostrar claramente os sentidos das linhas <strong>de</strong> vazão (entrada e saída).<br />
Geralmente, a vazão é melhor estabelecida da esquerda para a direita e <strong>de</strong> cima para baixo.<br />
Porém, gases e vapores usualmente <strong>de</strong>ixam um reator do topo e entram por baixo.<br />
No caso <strong>de</strong> vaso com jaqueta <strong>de</strong> aquecimento, o vapor normalmente entra na jaqueta por<br />
cima e o con<strong>de</strong>nsado <strong>de</strong>ixa a jaqueta por baixo. A situação po<strong>de</strong> ser contrária quando se<br />
usa líquido para fazer a transferência <strong>de</strong> calor.<br />
31
Fig. 4.4. Separação <strong>de</strong> material<br />
Separação <strong>de</strong> materiais<br />
(A) Coluna <strong>de</strong> Absorção (B) Coluna <strong>de</strong> Adsorsão<br />
Fluxograma <strong>de</strong> Processo<br />
(C) Calcinador rotativo (D) Centrifugador<br />
Consi<strong>de</strong>rando o número <strong>de</strong> exemplos disponíveis, a separação <strong>de</strong> material é feita mais<br />
freqüentemente do que qualquer outro processo nas indústrias. (Fig. 4.4 até Fig. 4.12).<br />
Como há muitas categorias, a Tab. 4.2 mostrada para listar as figuras. Algumas <strong>de</strong>stas<br />
categorias se superpõem. Serão mostrados os maiores e mais complexos equipamentos<br />
usados nas indústrias <strong>de</strong> processo. Embora os equipamentos sejam complexos, os<br />
símbolos usados no Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Processo utilizam poucas linhas para dar<br />
informação e idéias sobre eles.<br />
Aqui po<strong>de</strong> se enfatizar a integrida<strong>de</strong> <strong>de</strong> um <strong>de</strong>senho. Um <strong>de</strong>senho não consiste apenas<br />
<strong>de</strong> figuras. Títulos, nomes, notas e dados são necessários para completar o <strong>de</strong>senho total.<br />
Por exemplo, nem todas as colunas são idênticas. Eles po<strong>de</strong>m até ter a mesma aparência,<br />
porém elas po<strong>de</strong>m ter funções radicalmente diferentes e estas diferenças <strong>de</strong>vem ser<br />
explicadas explicitamente nos <strong>de</strong>senhos, através <strong>de</strong> notas e legendas.<br />
32
(A) Centrífuga vertical<br />
Fig. 4.5. Separação <strong>de</strong> material<br />
(B) Classificador<br />
(D) Cristalizador a vácuo<br />
Fluxograma <strong>de</strong> Processo<br />
(C) Cristalizador <strong>de</strong><br />
batelada agitado<br />
(E) Cristalizador Pachuca<br />
33
Fig. 4.6. Separação <strong>de</strong> material<br />
(A) Ciclone<br />
(B) Coluna <strong>de</strong> distilação<br />
empacotada<br />
Fluxograma <strong>de</strong> Processo<br />
(B) Coluna <strong>de</strong> distilação com<br />
ban<strong>de</strong>jas<br />
34
(A) Secador por adsorsão<br />
(C) Secador <strong>de</strong> esteira<br />
Fig. 4.7. Separação <strong>de</strong> material<br />
Fluxograma <strong>de</strong> Processo<br />
(B) Secador <strong>de</strong> batelada<br />
(D) Secador <strong>de</strong> tambor<br />
35
(A) Secador rotativo<br />
Fig. 4.8. Separação <strong>de</strong> material<br />
(C) Secador <strong>de</strong> spray<br />
Fluxograma <strong>de</strong> Processo<br />
(B) Secador <strong>de</strong> ban<strong>de</strong>ja<br />
rotativa<br />
36
(A) Evaporador com circulação<br />
forçada<br />
Fig. 4.9. Separação <strong>de</strong> material<br />
(C) Evaporador <strong>de</strong> múltiplos efeitos<br />
Fluxograma <strong>de</strong> Processo<br />
(B) Evaporador por convecção<br />
natural<br />
37
(A) Extrator centrífugo líquido/líquido<br />
(Podbielniak)<br />
(C) Filtro saco<br />
Fig. 4.10. Separação <strong>de</strong> material<br />
Fluxograma <strong>de</strong> Processo<br />
(B) Coluna empacotada<br />
(D) Filtro <strong>de</strong> prensa plate e frame<br />
38
(A) Filtro rotativo<br />
(C) Tela vibratória<br />
Fig. 4.11. Separação <strong>de</strong> material<br />
Fig. 4.12. Separação <strong>de</strong> material<br />
(B) Precipitador<br />
(D) Hidrotela<br />
(A) Eliminador (scrubber) (B) Selecionador<br />
Fluxograma <strong>de</strong> Processo<br />
39
Fig. 4.13. Redução <strong>de</strong> tamanho<br />
Redução <strong>de</strong> material<br />
(A) Triturador <strong>de</strong> rolo<br />
(C) Triturador giratório<br />
(D) Triturador<br />
Fluxograma <strong>de</strong> Processo<br />
(B) Triturador <strong>de</strong> <strong>de</strong>nte<br />
(D) Moinho <strong>de</strong> esfera e barra<br />
Os <strong>de</strong>senhos da Fig. 4.23 mostra que algum elemento do equipamento <strong>de</strong>ve servir como<br />
uma essência mnemônica da figura. Nas Fig. 4.13 (A), (b) e (c), é o elemento atuante: rolo,<br />
<strong>de</strong>ntes, cone. Nas Fig. 4.13 (D) e (E), é a forma externa. Aqui as relações entre<br />
comprimento e diâmetro são características <strong>de</strong> moinhos e trituradores.<br />
40
(A) Tanque <strong>de</strong> teto<br />
(C) Vaso <strong>de</strong> teto<br />
Fig. 4.14. Armazenagem <strong>de</strong> material<br />
Armazenamento <strong>de</strong> material<br />
(B) Tanque aberto<br />
(D) Vaso horizontal<br />
(E) Hopper (F) Esfera<br />
(G) Pilha <strong>de</strong> material (H) Acumulador <strong>de</strong> gás<br />
Fluxograma <strong>de</strong> Processo<br />
Alguns projetistas preferem mostrar todos os tanques sem a linha <strong>de</strong> emenda<br />
(Fig. 4.14A). É uma questão <strong>de</strong> conforto. Quando o tanque é <strong>de</strong> teto flutuante, esta<br />
característica <strong>de</strong>ve ser mostrada no símbolo (Fig. 4.14C). Uma pilha <strong>de</strong> armazenagem po<strong>de</strong><br />
mostrar que nem todos os containers possuem formas regulares (Fig. 4.14G).<br />
41
Fig. 4.16. Trocadores <strong>de</strong> calor<br />
Trocador <strong>de</strong> calor<br />
(A) Aquecedor (B) Resfriador<br />
(D) Refervedor (reboiler)<br />
(C) Trocador processo/processo<br />
Fluxograma <strong>de</strong> Processo<br />
(E) Ventilador fino (fin fan)<br />
A Fig. 4.16 mostra vários tipos <strong>de</strong> trocadores <strong>de</strong> calor. Há uma gran<strong>de</strong> diferença entre<br />
eles. (A, B, C e D).<br />
O aquecedor (A) e resfriador (B) são convenientemente diferenciados pelo <strong>de</strong>senho da<br />
linha <strong>de</strong> utilida<strong>de</strong>, subindo para um aquecedor e <strong>de</strong>scendo para um resfriador. Estes dois<br />
trocadores são diferenciados dos trocadores <strong>de</strong> calor processo-processo (C) pela não<br />
continuida<strong>de</strong> das linhas <strong>de</strong> utilida<strong>de</strong>, que são mostradas simplesmente como setas.<br />
Todas as quatro linhas dos trocadores <strong>de</strong> calor processo/processo (Fig. 4.16C) são<br />
ligados a outro equipamento. A escolha entre os dois símbolos em (C) é simplesmente uma<br />
conveniência <strong>de</strong> <strong>de</strong>senho para simplificar as interligações.<br />
O símbolo para o refervedor (reboiler) do vaso (Fig. 4.16D) sugere que as duas formas e<br />
funciona como o resfriador com ventilador fino (fin fan). O ventilador não está <strong>de</strong>ntro do<br />
equipamento do processo, porém ele é colocado <strong>de</strong>ntro do símbolo para economizar<br />
espaço.<br />
42
(A) Compressor centrífugo (B) Turbina<br />
(C) Compressor centrífugo (D) Compressor rotativo<br />
(E) Soprador, ventilador (F) Ejetor<br />
Fig. 4.15. Transferência <strong>de</strong> gases<br />
Transferência <strong>de</strong> gases<br />
Fluxograma <strong>de</strong> Processo<br />
Comparando o compressor centrífugo (Fig. 4.15A) com a turbina (Fig. 4.15B), tem-se os<br />
mesmos elementos, porém o formato da figura esta invertido. Aliás, sentidos <strong>de</strong> formatos e<br />
<strong>de</strong> setas <strong>de</strong> direção po<strong>de</strong>m ser arranjados para <strong>de</strong>signar diferentes funções. Na Fig. 4.15 A<br />
tem se compressão; na Fig. 4.15B, expansão. Nos dois casos, a forma segue a função.<br />
Um símbolo <strong>de</strong> soprador ou ventilador (Fig. 4.15E) é similar ao <strong>de</strong> uma bomba. O<br />
contexto serve para diferenciar as duas funções.<br />
43
Fluxograma <strong>de</strong> Processo<br />
Bomba centrífuga genérica Bomba rotativa com engrenagens<br />
Fig. 4.11. Transferência <strong>de</strong> líquidos<br />
Transferência <strong>de</strong> líquidos<br />
Bomba reciprocante<br />
A Fig. 4.17 mostra três símbolos básicos <strong>de</strong> bombas. As linhas <strong>de</strong> sucção e <strong>de</strong>scarga<br />
<strong>de</strong>vem ser claramente marcadas pelas setas direcionais. Elas <strong>de</strong>vem ser orientadas por<br />
conveniência do arranjo geral do <strong>de</strong>senho.<br />
Po<strong>de</strong> ser argumentado que apenas o símbolo geral é necessário para um Diagrama <strong>de</strong><br />
Fluxo <strong>de</strong> Processo. Porém, quando os símbolos são usados para representar esquemas <strong>de</strong><br />
controle há um gran<strong>de</strong> benefício <strong>de</strong>senhar as diferenças, <strong>de</strong>s<strong>de</strong> que os métodos <strong>de</strong> controle<br />
também <strong>de</strong>vem ser diferentes para cada caso.<br />
O acionador não é mostrado em um Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Processo, mas <strong>de</strong>ve ser<br />
mostrado em um diagrama <strong>de</strong> sistema <strong>de</strong> controle, se for pertinente enten<strong>de</strong>r os fluxos <strong>de</strong><br />
sinais.<br />
44
(A) Esteira transportadora (B) Parafuso transportador<br />
(C) Elevador<br />
Fig. 4.18. Transferência <strong>de</strong> sólidos<br />
Transferência <strong>de</strong> sólidos<br />
Fluxograma <strong>de</strong> Processo<br />
Um Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Processo freqüentemente omite o equipamento <strong>de</strong> transporte<br />
<strong>de</strong> material, substituindo-o por uma linha com um número <strong>de</strong> fluxo. Porém, em outras<br />
aplicações, os símbolos do equipamento são incluídos, pois uma das razões para se<br />
mostrar os símbolos dos equipamentos no Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Processo é que eles<br />
também po<strong>de</strong>m ser usados em esquemas <strong>de</strong> controle <strong>de</strong> processo.<br />
Estes <strong>de</strong>senhos <strong>de</strong>vem ser simples (Fig. 4.18). Não é necessário mostrar os acionadores.<br />
Um transportador pneumático não é mostrado porque ele é simplesmente uma tubulação,<br />
que po<strong>de</strong> ser simbolizada por uma simples linha. É o equipamento final que fornece a<br />
informação do contexto.<br />
45
Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Engenharia<br />
Introdução<br />
O Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Engenharia é<br />
uma <strong>de</strong>scrição gráfica <strong>de</strong>talhada do fluxo<br />
<strong>de</strong> processo mostrando todas as<br />
tubulações, equipamentos e a maioria da<br />
instrumentação associada com um dado<br />
processo. Ele é geralmente gerado pelo<br />
engenheiro <strong>de</strong> processo e algumas vezes<br />
completado pelo engenheiro <strong>de</strong> tubulação.<br />
É um documento multidisciplinar.<br />
O Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Engenharia<br />
serve como base para projeto <strong>de</strong> processo,<br />
tubulação e estruturas e reflete o projeto<br />
dos sistemas <strong>de</strong> controle. Ele está sempre<br />
sujeito a muitas revisões e aprovações.<br />
O Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Engenharia<br />
serve mais ou menos como uma lista <strong>de</strong><br />
compra que representa tubulação,<br />
equipamento e instrumentação para um<br />
dado processo. Embora ele seja tratado<br />
como documento <strong>de</strong> projeto, <strong>de</strong> fato, ele é<br />
a conclusão do esforço <strong>de</strong> projeto do ponto<br />
<strong>de</strong> vista do engenheiro do processo.<br />
Também o Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong><br />
Engenharia varia, <strong>de</strong> acordo com a firma<br />
<strong>de</strong> engenharia e a instrumentação é<br />
representada <strong>de</strong> vários modos diferentes.<br />
Folha <strong>de</strong> legenda<br />
Como há variação <strong>de</strong> estilos e símbolos,<br />
é mandatório o uso <strong>de</strong> legendas. Nas<br />
folhas <strong>de</strong> legenda são mostrados os<br />
significados <strong>de</strong> letras <strong>de</strong> funções, variáveis<br />
e modificadores. Também são <strong>de</strong>finidas as<br />
abreviações <strong>de</strong> locais, equipamentos,<br />
5<br />
processos, utilida<strong>de</strong>s e termos típicos <strong>de</strong><br />
medição e controle.<br />
A legenda po<strong>de</strong> ser apresentada em<br />
uma folha separada ou po<strong>de</strong> ser uma parte<br />
do diagrama.<br />
Uma legenda permite ao leitor saber o<br />
que não está tão evi<strong>de</strong>nte <strong>de</strong> um ponto <strong>de</strong><br />
vista comum, por exemplo se o símbolo <strong>de</strong><br />
uma válvula é a <strong>de</strong> bloqueio, globo ou<br />
agulha. A legenda <strong>de</strong>fine o uso dos<br />
símbolos. A legenda é necessária porque<br />
mesmo com a padronização <strong>de</strong> símbolos e<br />
i<strong>de</strong>ntificação, ainda há pequenas<br />
diferenças entre eles. Uma norma não<br />
engessa a imaginação e criação do<br />
usuário, <strong>de</strong> modo que sempre haverá<br />
<strong>de</strong>talhes que apenas o criador sabe e por<br />
uma gentileza técnica, estas criações<br />
<strong>de</strong>vem ser esclarecidas para os usuários.<br />
Deve se ter uma legenda para as<br />
abreviaturas, que não são normalizadas<br />
mas são largamente usadas em códigos<br />
<strong>de</strong> equipamentos, <strong>de</strong> processos e <strong>de</strong><br />
utilida<strong>de</strong>s. Também em um projeto, há um<br />
código para <strong>de</strong>signar áreas da planta e<br />
estes conjuntos alfanuméricos precisam<br />
ser esclarecidos.<br />
A folha <strong>de</strong> legenda po<strong>de</strong> também incluir<br />
símbolos <strong>de</strong> válvulas <strong>de</strong> controle e<br />
manuais e <strong>de</strong> outros equipamentos<br />
auxiliares e miscelânea, como dispositivos<br />
<strong>de</strong> segurança, acessórios, componentes<br />
<strong>de</strong> tubulações e <strong>de</strong>talhes <strong>de</strong> instalação.<br />
46
A Análise<br />
B Queimador/Combustão<br />
C Escolha do usuário<br />
D Escolha do usuário<br />
E Tensão<br />
F Vazão<br />
FF Relação <strong>de</strong> vazões<br />
FQ Totalização vazão<br />
G Escolha do usuário<br />
H Manual (Hand)<br />
I Corrente<br />
J Potência<br />
K Tempo<br />
L Nível<br />
M Escolha do usuário<br />
N Escolha do usuário<br />
O Escolha do usuário<br />
P Pressão, vácuo<br />
PD Pressão diferencial<br />
Q Quantida<strong>de</strong><br />
R Radiação<br />
S Velocida<strong>de</strong>/Freqüência<br />
T Temperatura<br />
TD Diferença temperatura<br />
U Multivariável<br />
V Vibração/Análise mecânica<br />
W Peso/Força<br />
WD Diferença <strong>de</strong> peso<br />
X Não classificada<br />
Y Evento, estado, presença<br />
Z Posição, dimensão<br />
ZD Desvio<br />
Fig. 6.1. Folha <strong>de</strong> legenda <strong>de</strong> i<strong>de</strong>ntificação do instrumento<br />
*A<br />
*AL<br />
*CV<br />
*G<br />
*IC<br />
*O<br />
*Q<br />
*S<br />
*T<br />
*W<br />
*AH<br />
*C<br />
*E<br />
*I<br />
*J<br />
*P<br />
*R<br />
*SV<br />
*V<br />
Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Engenharia<br />
Alarme <strong>de</strong> *<br />
Alarme <strong>de</strong> alta <strong>de</strong>*<br />
Alarme <strong>de</strong> baixa <strong>de</strong> *<br />
Controle <strong>de</strong>* (cego)<br />
Válvula <strong>de</strong> controle <strong>de</strong> *<br />
Elemento sensor <strong>de</strong>*<br />
Visor <strong>de</strong> * ou indicador local <strong>de</strong> *<br />
Indicador <strong>de</strong>*<br />
Controlador indicador <strong>de</strong> *<br />
Multiplexação ou varredura<br />
Orifício ou restrição <strong>de</strong> *<br />
Ponto <strong>de</strong> teste <strong>de</strong> *<br />
Totalização ou integral <strong>de</strong> *<br />
Registrador <strong>de</strong> *<br />
Chave <strong>de</strong> *<br />
Válvula <strong>de</strong> segurança <strong>de</strong> *<br />
Transmissor <strong>de</strong> *<br />
Válvula <strong>de</strong> *<br />
Poço <strong>de</strong> *<br />
* significa selecionar a primeira letra da tabela ao lado<br />
47
Tab. 4.1. Abreviaturas<br />
ATM Atmosfera<br />
AG Acima da terra<br />
BD Blowdown<br />
BL Limites <strong>de</strong> bateria<br />
C Dreno químico<br />
CA Permissão <strong>de</strong> corrosão<br />
CO Operado em ca<strong>de</strong>ia<br />
CW Água <strong>de</strong> resfriamento<br />
CWR Retorno <strong>de</strong> água <strong>de</strong> resfriamento<br />
CWS Suprimento <strong>de</strong> água <strong>de</strong> resfriamento<br />
(F) Fornecido pelo ven<strong>de</strong>dor<br />
FC Falha fechada<br />
FI Falha em posição intermediária<br />
FL Falha bloqueada<br />
FO Falha aberta<br />
FP Abertura total<br />
GO Operado por engrenagens<br />
HIL Nível <strong>de</strong> interface alto<br />
HLL Nível <strong>de</strong> líquido alto<br />
HOA Manual – Desligado – Automático<br />
HP Alta pressão<br />
IAS Suprimento <strong>de</strong> ar <strong>de</strong> instrumento<br />
Ic Isolação (frio)<br />
Ih Isolação (quente)<br />
Is Isolação (segurança)<br />
LC Fechado trançado<br />
LIL Nível interface baixa<br />
LLL Nível <strong>de</strong> líquido baixo<br />
LO Aberto trançado<br />
LP Baixa pressão<br />
NC Normalmente fechado<br />
NIL Nível interface normal<br />
NLL Nível <strong>de</strong> líquido normal<br />
NO Normalmente aberto<br />
O Dreno <strong>de</strong> água com óleo<br />
PO Bombeamento para fora<br />
RO Orifício <strong>de</strong> restrição<br />
SC Conexão <strong>de</strong> amostragem<br />
SD Shutdown (<strong>de</strong>sligamento)<br />
SÓ Saída <strong>de</strong> vapor<br />
SP Set point (ponto <strong>de</strong> ajuste)<br />
SG Gravida<strong>de</strong> específica ou <strong>de</strong>nsida<strong>de</strong> relativa<br />
SSV Válvula <strong>de</strong> segurança <strong>de</strong> shutdown<br />
T/T Tangente a tangente<br />
VB Quebrador <strong>de</strong> vórtices<br />
UG Enterrado<br />
US Estação <strong>de</strong> Utilida<strong>de</strong><br />
Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Engenharia<br />
48
Tab. 4. 11. Válvulas <strong>de</strong> controle<br />
S<br />
FO ou FC<br />
R<br />
Válvula <strong>de</strong> controle<br />
com atuador<br />
pneumático<br />
Válvula atuada por<br />
cilindro (ação dupla)<br />
Válvula auto<br />
regulada ou<br />
reguladora<br />
Reguladora com<br />
tomada <strong>de</strong> pressão<br />
externa<br />
Reguladora <strong>de</strong> vazão<br />
autocontida<br />
Válvula solenói<strong>de</strong><br />
com três vias com<br />
reset<br />
Atuada por<br />
diafragma com<br />
pressão balanceada<br />
Válvula com atuador<br />
a diafragma e<br />
posicionador<br />
Ação da válvula<br />
FC – Falha fechada<br />
FO – Falha aberta<br />
Válvula <strong>de</strong> controle<br />
com atuador manual<br />
Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Engenharia<br />
Tab. 4.11. Válvulas manuais<br />
(*)<br />
(*)<br />
(*)<br />
(*)<br />
(*)<br />
(*)<br />
(*)<br />
IhV<br />
NV<br />
TSO<br />
Válvula gaveta<br />
(*) Po<strong>de</strong> ser acoplado<br />
atuador ao corpo<br />
Válvula globo<br />
Válvula retenção<br />
Válvula plug<br />
Válvula controle<br />
manual<br />
Válvula esfera<br />
Válvula borboleta<br />
ou damper<br />
Válvula <strong>de</strong><br />
retenção e<br />
bloqueio<br />
Válvula <strong>de</strong><br />
blowdown<br />
Válvula diafragma<br />
Válvula ângulo<br />
Válvula três vias<br />
Válvula quatro vias<br />
Corpo <strong>de</strong> válvula<br />
isolado<br />
Válvula agulha<br />
Outras válvulas<br />
com abreviatura<br />
sob o corpo:<br />
49
T<br />
T<br />
o<br />
C<br />
LSV<br />
PSV<br />
PSV<br />
PSE<br />
PSE<br />
LSV<br />
Válvula <strong>de</strong><br />
segurança <strong>de</strong><br />
pressão, ajuste em<br />
100 kPa<br />
Válvula <strong>de</strong><br />
segurança <strong>de</strong> vácuo,<br />
ajuste em 50 mm<br />
H2O vácuo<br />
Disco <strong>de</strong> ruptura<br />
(pressão)<br />
Disco <strong>de</strong> ruptura<br />
(vácuo)<br />
C = selo químico<br />
P = amortecedor <strong>de</strong><br />
pulsação<br />
S = sifão<br />
Plug<br />
Mangueira<br />
Filtro, tipo Y<br />
Purgador <strong>de</strong> vapor<br />
Dreno contínuo<br />
Código item #1234<br />
Funil <strong>de</strong> dreno<br />
(Ver abreviaturas)<br />
Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Engenharia<br />
LT<br />
FE<br />
FQI<br />
FI<br />
LT<br />
FE<br />
FE<br />
FE<br />
FE<br />
Instrumento <strong>de</strong> nível<br />
tipo <strong>de</strong>slocador,<br />
montado externamente<br />
ao tanque<br />
Filtro tipo T<br />
Placa <strong>de</strong> orifício com<br />
flange<br />
Totalizador indicador<br />
<strong>de</strong> vazão a DP<br />
Indicador <strong>de</strong> vazão<br />
tipo área variável<br />
Tubo venturi ou bocal<br />
medidor <strong>de</strong> vazão<br />
Turbina medidora <strong>de</strong><br />
vazão ou elemento<br />
propelente<br />
Placa <strong>de</strong> orifício em<br />
porta placa<br />
Tubo pitot ou<br />
Annubar®<br />
Espetáculo cego<br />
instalado com anel<br />
em linha (passagem<br />
livre)<br />
Espetáculo cego<br />
instalado com disco<br />
em linha (bloqueado)<br />
Transmissor <strong>de</strong> nível<br />
a pressão diferencial<br />
50
Checklist do Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong><br />
Engenharia<br />
Vasos<br />
A Fig. 6.2 mostra um vaso típico.<br />
Usualmente no topo do diagrama <strong>de</strong> fluxo,<br />
aparece o bloco do tipo do vaso com um<br />
número e titulo, dimensões e o tipo <strong>de</strong><br />
isolação, quando houver. Alguns<br />
projetistas incluem a pressão e<br />
temperatura.<br />
Se o vaso contiver ban<strong>de</strong>jas (tray), elas<br />
são mostradas com linhas tracejadas. A<br />
numeração das ban<strong>de</strong>jas <strong>de</strong>ve ser<br />
explicada na folha <strong>de</strong> legenda.<br />
A altura e o tipo <strong>de</strong> enchimento<br />
(packing) são mostrados. Os internos<br />
importantes (câmara <strong>de</strong> catalisador,<br />
ban<strong>de</strong>jas, <strong>de</strong>sembaçador) são mostrados.<br />
É importante comparar o <strong>de</strong>senho<br />
mecânico do vaso com o Diagrama <strong>de</strong><br />
Fluxo <strong>de</strong> Engenharia para verificar<br />
consistência. A altura da linha tangente <strong>de</strong><br />
um vaso vertical é mostrada acima da<br />
fundação. A altura do fundo <strong>de</strong> um vaso<br />
horizontal é mostrada acima da gra<strong>de</strong>.<br />
A altura do nível <strong>de</strong> líquido normal<br />
acima da linha tangente ou acima do fundo<br />
<strong>de</strong> um vaso horizontal é mostrada. As<br />
faixas dos controladores não são<br />
mostradas aqui, pois ainda é cedo, mas<br />
elas aparecerão em algum outro lugar.<br />
Deve ser informado se os vasos tiverem<br />
alguma inclinação em relação à horizontal.<br />
As válvulas <strong>de</strong> alívio são geralmente<br />
mostradas no topo do vaso (indústria<br />
química) ou nas linhas <strong>de</strong> saída <strong>de</strong> vapor<br />
(refinarias).<br />
Trocador <strong>de</strong> calor<br />
Fig. 6.3 mostra um trocador <strong>de</strong> calor<br />
típico. O número do equipamento e o titulo<br />
são sublinhados no cabeçalho do<br />
documento.<br />
Se houver isolação, ela é mostrada.<br />
A <strong>de</strong>signação das classes <strong>de</strong> pressão e<br />
temperatura é opcional.<br />
O tipo correto do trocador é <strong>de</strong>scrito,<br />
mostrando o número <strong>de</strong> seções e o arranjo<br />
das vazões. Todas as linhas <strong>de</strong> vent<br />
<strong>de</strong>vem ser mostradas.<br />
Bombas<br />
Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Engenharia<br />
A Fig. 6.4 mostra um arranjo típico <strong>de</strong><br />
bombas em um Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong><br />
Engenharia. O bloco do titulo <strong>de</strong>ve conter o<br />
número do item, titulo, isolação, água <strong>de</strong><br />
resfriamento, óleo ou selagem. A<br />
capacida<strong>de</strong> do projeto e a pressão<br />
diferencial também po<strong>de</strong>m ser informadas.<br />
O tipo <strong>de</strong> bomba e seu acionador<br />
<strong>de</strong>vem ser mostrados. A mínima vazão <strong>de</strong><br />
recirculação é mostrada, on<strong>de</strong> necessário.<br />
Os amortecedores <strong>de</strong> pulsação são<br />
mostrados em bombas reciprocantes e<br />
vents com válvulas são mostrados<br />
usualmente em todas as bombas.<br />
Deve se prestar atenção ao controle da<br />
bomba, incluindo os sistemas automáticos<br />
<strong>de</strong> partidas e vents.<br />
O tamanho das válvulas <strong>de</strong> sucção e <strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>scarga e os flanges da bomba <strong>de</strong>vem<br />
ser indicados.<br />
Compressores e sopradores<br />
A Fig. 6.5 mostra esquemas com<br />
compressores e sopradores típicos. O tipo<br />
do compressor (centrifugo ou reciprocante)<br />
e o número <strong>de</strong> estágios <strong>de</strong>vem ser<br />
mostrados.<br />
No topo do <strong>de</strong>senho, como usual, acima<br />
<strong>de</strong> cada compressor aparece o número do<br />
item e titulo, sublinhado, seguido pela<br />
capacida<strong>de</strong>, pressão diferencial.<br />
A folha <strong>de</strong> especificação do compressor<br />
<strong>de</strong>ve ser verificada, observando itens como<br />
tamanhos <strong>de</strong> bocais.<br />
51
Fig. 6.2. Vaso típico<br />
Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Engenharia<br />
52
Fig. 6.3. Trocador <strong>de</strong> calor típico<br />
Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Engenharia<br />
53
Fig. 6.4. Bombas<br />
Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Engenharia<br />
54
Conteúdo do Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong><br />
Engenharia<br />
Deve haver um consenso quanto a<br />
informação <strong>de</strong> instrumentação incluída no<br />
Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Engenharia. Nem<br />
toda a instrumentação precisa ser<br />
mostrada.<br />
Deve haver espaços e locais reservados<br />
nas tubulações e equipamentos, <strong>de</strong> modo<br />
que os elementos sensores e elementos<br />
finais possam ser mostrados. O mesmo se<br />
aplicada a válvulas, pontos <strong>de</strong><br />
amostragem, válvulas <strong>de</strong> segurança,<br />
visores <strong>de</strong> nível, indicadores locais <strong>de</strong><br />
pressão e temperatura, elementos <strong>de</strong><br />
vazão. Se a instrumentação está<br />
diretamente ligada ao processo, ela <strong>de</strong>ve<br />
ser mostrada.<br />
Informações mais <strong>de</strong>talhadas, tais como<br />
tamanhos <strong>de</strong> válvulas, valores <strong>de</strong> ponto <strong>de</strong><br />
ajuste, posições <strong>de</strong> falha, faixas calibradas<br />
não precisam ser mostradas, pois elas<br />
aparecerão em outros documentos, como<br />
folhas <strong>de</strong> dados <strong>de</strong> instrumentos. Não se<br />
<strong>de</strong>ve colocar a mesma informação em<br />
vários documentos diferentes pois haverá<br />
problema quando houver alteração nesta<br />
informação comum. Mostrar <strong>de</strong>talhes po<strong>de</strong><br />
parecer uma boa idéia, mas po<strong>de</strong> ser<br />
extremamente difícil alterar estes <strong>de</strong>talhes,<br />
mais tar<strong>de</strong>, quando eles forem alterados.<br />
As informações distantes do processo<br />
são controversas. Alguns argumentam que<br />
apenas as malhas básicas <strong>de</strong>vem ser<br />
mostradas – nada mais.<br />
O objetivo do Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong><br />
Engenharia é mostrar o processo em<br />
<strong>de</strong>talhe e dar alguma idéia <strong>de</strong> seu controle.<br />
Nem todos os <strong>de</strong>talhes <strong>de</strong> instrumento são<br />
mostrados – pois eles são muito<br />
numerosos. O consenso é mostrar toda<br />
instrumentação ligada diretamente ao<br />
processo e <strong>de</strong> interesse para o operador.<br />
O que interessa ao operador são as<br />
funções <strong>de</strong> display (registrador, indicador,<br />
alarme, controle) e as <strong>de</strong> atuação (chaves<br />
<strong>de</strong> liga-<strong>de</strong>sliga, botoeiras, seletoras).<br />
Informação <strong>de</strong>talhada e <strong>de</strong><br />
condicionamento <strong>de</strong> sinal, como<br />
transmissão, extração <strong>de</strong> raiz quadrada,<br />
multiplexação, não <strong>de</strong>ve ser mostrada.<br />
Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Engenharia<br />
Basicamente, três categorias <strong>de</strong><br />
instrumentos <strong>de</strong>vem aparecer no Diagrama<br />
<strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Engenharia:<br />
1. controles analógicos<br />
2. controles discretos<br />
3. interface com operador.<br />
Estes equipamentos e funções são tudo<br />
aquilo que o operador vê ou toca.<br />
O controle discreto, envolvendo a lógica<br />
<strong>de</strong> ligar e <strong>de</strong>sligar, é mais complicado e<br />
menos óbvio que o controle contínuo.<br />
Sendo mais complicado, são também mais<br />
difíceis <strong>de</strong> serem apresentados, <strong>de</strong> modo<br />
que a tendência é esquecê-los. O melhor<br />
enfoque para a lógica discreta é mostrar<br />
todas as entradas e saídas <strong>de</strong> uma caixa<br />
preta (i<strong>de</strong>ntificada como bloco lógico) e<br />
<strong>de</strong>pois se referir ao <strong>de</strong>senho on<strong>de</strong> a lógica<br />
será <strong>de</strong>senvolvida. Este enfoque tem a<br />
vantagem <strong>de</strong> já permitir o levantamento <strong>de</strong><br />
entradas e saídas, que será<br />
posteriormente requerido para o projeto do<br />
sistema <strong>de</strong> controle digital.<br />
55
Simbolismo do Controle Contínuo<br />
Introdução<br />
Entre o Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Processo<br />
e o Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Engenharia<br />
ficam muitos sistemas <strong>de</strong> controle juntos,<br />
que po<strong>de</strong>m ou não ser representados em<br />
um documento formal <strong>de</strong> projeto. O<br />
Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Processo<br />
representa o processo básico e o<br />
Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Engenharia,<br />
também chamado <strong>de</strong> Diagrama <strong>de</strong><br />
Tubulações e Instrumentos (P&I, em<br />
inglês, Piping and Instruments, lê-se<br />
pienai), representa o projeto <strong>de</strong>talhado do<br />
equipamento <strong>de</strong> processo e suas<br />
interligações. A representação do sistema<br />
<strong>de</strong> controle em um P&I varia em <strong>de</strong>talhes<br />
entre as companhias e até entre projetos.<br />
Serão tratados aqui e agora os<br />
conceitos e símbolos dos controles<br />
estruturados, que po<strong>de</strong>m servir como<br />
blocos constituintes <strong>de</strong> um projeto<br />
completo <strong>de</strong> instrumentação.<br />
O controle po<strong>de</strong> ser implementado<br />
através das seguintes estratégias:<br />
1. Controle Contínuo Linear<br />
1.1. Realimentação negativa<br />
1.2. Preditivo antecipatório<br />
1.3. Desacoplamento<br />
1.4. Cascata<br />
1.5. Relação<br />
2. Controle com saídas múltiplas<br />
2.1. Balanço <strong>de</strong> cargas<br />
2.2. Faixa dividida<br />
3. Malhas redundantes<br />
3.1. Reserva (backup) redundante<br />
3.2. Tomada <strong>de</strong> malha integral<br />
3.3. Controle <strong>de</strong> posição da válvula<br />
4. Controle Discreto ou Chaveado<br />
4.1. Sistemas seletores<br />
6<br />
4.2. Estrutura variável<br />
Além <strong>de</strong> se analisar os diagramas sob o<br />
ponto <strong>de</strong> vista <strong>de</strong> símbolos e<br />
i<strong>de</strong>ntificadores, tem-se a oportunida<strong>de</strong> <strong>de</strong><br />
fixar conceitos <strong>de</strong> controle <strong>de</strong> processo.<br />
Controle com realimentação<br />
negativa<br />
O objetivo do controle com<br />
realimentação negativa é controlar uma<br />
variável medida em um ponto <strong>de</strong> ajuste. O<br />
ponto <strong>de</strong> ajuste nem sempre é aparente,<br />
nem é facilmente ajustável.<br />
O estado operacional é automático<br />
ou manual. Os parâmetros operacionais<br />
são o ponto <strong>de</strong> ajuste (em automático) e a<br />
saída (em manual).<br />
Os valores monitorados são o ponto <strong>de</strong><br />
ajuste, a medição e a saída. (Monitorar não<br />
significa necessariamente indicar.)<br />
entradas<br />
PROCESSO<br />
manipulada<br />
distúrbios<br />
Controlador<br />
feedback<br />
Ponto <strong>de</strong> ajuste<br />
saídas<br />
controlada<br />
Medição<br />
Fig. 6.1. Esquema do controle a realimentação negativa<br />
56
A realimentação negativa é mais<br />
um conceito do que um método ou um<br />
meio. No sistema com realimentação<br />
negativa sempre há medição (na saída),<br />
ajuste do ponto <strong>de</strong> referência, comparação<br />
e atuação (na entrada). A saída po<strong>de</strong><br />
alterar a variável controlada, que po<strong>de</strong><br />
alterar a variável medida. O estado da<br />
variável medida é realimentado para o<br />
controlador para a <strong>de</strong>vida comparação e<br />
atuação.<br />
Em resumo, esta é a essência do<br />
controle à realimentação negativa. É<br />
irrelevante se há seis elementos na Fig.<br />
6.2 e apenas um na válvula auto regulada<br />
<strong>de</strong> pressão (Fig. 6.3). Na válvula autooperada,<br />
os mecanismos estão embutidos<br />
na própria válvula, não há display e os<br />
ajustes são feitos <strong>de</strong> modo precário na<br />
válvula ou nem são disponíveis. Na malha<br />
<strong>de</strong> controle convencional, os instrumentos<br />
po<strong>de</strong>m ter até circuitos eletrônicos<br />
microprocessados. É irrelevante também<br />
se as variáveis medida e manipulada são<br />
as mesmas na malha <strong>de</strong> vazão ou<br />
diferentes na malha <strong>de</strong> pressão. O<br />
conceito <strong>de</strong> controle é a realimentação<br />
negativa, in<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>nte do meio ou método<br />
<strong>de</strong> sua obtenção.<br />
FY-A<br />
FT<br />
FE<br />
FIC<br />
i/p<br />
FY-B<br />
Fig. 6.2. Malha <strong>de</strong> controle <strong>de</strong> vazão<br />
Fig. 6.3. Reguladora <strong>de</strong> pressão<br />
Simbolismo do Controle Multivariável<br />
Na malha <strong>de</strong> controle <strong>de</strong> vazão da Fig.<br />
6.2, a vazão é sentida pela placa (FE), o<br />
sinal é transmitido (FT), extraída a raiz<br />
quadrada (FY-A) e finalmente chega ao<br />
controlador (FIC). Este sinal <strong>de</strong> medição é<br />
comparado com o ponto <strong>de</strong> ajuste (não<br />
mostrado na figura) e o controlador gera<br />
um sinal (função matemática da diferença<br />
entre medição e ponto) que vai para a<br />
válvula <strong>de</strong> controle (FCV), passando antes<br />
por um transdutor corrente para<br />
pneumático (FY-B), que compatibiliza a<br />
operação do controlador eletrônico com a<br />
válvula com atuador pneumático. A<br />
atuação do controlador tem o objetivo <strong>de</strong><br />
tornar a medição igual (ou próxima) do<br />
ponto <strong>de</strong> ajuste.<br />
Na válvula auto regulada acontece a<br />
mesma coisa, porém, envolvendo menor<br />
quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> equipamentos. O valor da<br />
pressão a ser controlado é levado para um<br />
mecanismo <strong>de</strong> comparação que está no<br />
atuador do válvula. No mecanismo há um<br />
ajuste (fixo ou regulável) do valor da<br />
pressão a ser controlado.<br />
Automaticamente a válvula vai para a<br />
posição correspon<strong>de</strong>nte à pressão<br />
ajustada.<br />
Nos dois sistemas sempre há:<br />
1. medição da variável controlada<br />
2. ajuste do valor <strong>de</strong>sejado<br />
3. comparação entre medição e ajuste<br />
4. atuação para tornar medição igual<br />
ao ponto <strong>de</strong> ajuste<br />
Enquanto a medição estiver igual ao<br />
ponto <strong>de</strong> ajuste (situação i<strong>de</strong>al), a saída do<br />
controlador está constante (cuidado! Não é<br />
igual a zero!). Só haverá atuação (variação<br />
na saída) quando ocorrer diferença entre<br />
medição e ponto <strong>de</strong> ajuste.<br />
A maioria absoluta dos sistemas <strong>de</strong><br />
controle se baseia no conceito <strong>de</strong><br />
realimentação negativa. Embora seja lento<br />
e susceptível à oscilação, ele é o mais fácil<br />
<strong>de</strong> ser realizado.<br />
A minoria dos sistemas utiliza outras<br />
estratégias <strong>de</strong> controle ou combinação <strong>de</strong><br />
várias malhas a realimentação negativa. O<br />
advento da instrumentação<br />
microprocessada (chamada estupidamente<br />
<strong>de</strong> inteligente) permite a implementação<br />
econômica e eficiente <strong>de</strong> outras técnicas<br />
<strong>de</strong> controle.<br />
57
Controle preditivo antecipatório<br />
O objetivo do controle preditivo<br />
antecipatório (feedforward) é evi<strong>de</strong>nciar os<br />
efeitos dos distúrbios da carga do<br />
processo.<br />
A Fig. 6.4 é um esquema simplificado<br />
do conceito <strong>de</strong> controle preditivo<br />
antecipatório. Os componentes da carga<br />
são fluxos <strong>de</strong> materiais e <strong>de</strong> energia cujas<br />
alterações ten<strong>de</strong>m alterar a variável<br />
controlada. Para reagir a estas tendências,<br />
as variações <strong>de</strong> carga são medidas,<br />
alimentadas para o controlador<br />
feedforward que calcula estas influências,<br />
consi<strong>de</strong>ra o ponto <strong>de</strong> ajuste e atua na<br />
variável manipulada que afeta o processo,<br />
<strong>de</strong> modo a minimizar o <strong>de</strong>svio do ponto <strong>de</strong><br />
ajuste.<br />
Medições<br />
distúrbios<br />
PROCESSO<br />
manipulada<br />
Controlador<br />
feedforward<br />
Fig. 6.4. Conceito <strong>de</strong> feedforward<br />
saídas<br />
controlada<br />
A Fig. 6.5 mostra um exemplo <strong>de</strong> um<br />
esquema preditivo antecipatório para<br />
controlar a temperatura da <strong>de</strong>scarga, T2,<br />
no lado do processo <strong>de</strong> um trocador <strong>de</strong><br />
calor aquecido por vapor. A porção<br />
preditiva antecipatória da malha é ro<strong>de</strong>ada<br />
por linhas tracejadas, para clareza. Esta<br />
porção calcula a vazão necessária <strong>de</strong><br />
vapor, Ws, dada uma vazão <strong>de</strong> processo<br />
medida, Wp, temperatura <strong>de</strong> processo para<br />
o trocador, T1 e a temperatura <strong>de</strong>sejada do<br />
processo, T2, fornecida pelo controle<br />
manual HC. A malha <strong>de</strong> controle <strong>de</strong> vazão<br />
é uma malha preditiva antecipatória<br />
padrão. Ela é uma malha cascateada cuja<br />
função é melhorar a eficiência do sistema.<br />
Fig. 6.5 Controle preditivo antecipatório<br />
Ponto <strong>de</strong> ajuste<br />
Simbolismo do Controle Multivariável<br />
A Fig. 6.6 mostra um sistema <strong>de</strong><br />
controle <strong>de</strong> alimentação <strong>de</strong> água <strong>de</strong><br />
cal<strong>de</strong>ira a três elementos padrão. O<br />
exemplo é dado para enfatizar a<br />
importância <strong>de</strong> ter conceitos claros. A<br />
porção <strong>de</strong> feedforward é <strong>de</strong>stacada.<br />
Mesmo que esta porção esteja no lado da<br />
<strong>de</strong>scarga da cal<strong>de</strong>ira, é ainda feedforward,<br />
<strong>de</strong>s<strong>de</strong> que este conceito trata dos<br />
distúrbios do processo on<strong>de</strong> eles ocorrem.<br />
O objetivo <strong>de</strong>sta malha feedforward é<br />
calcular a vazão <strong>de</strong> alimentação <strong>de</strong> água<br />
necessária para satisfazer a <strong>de</strong>manda, a<br />
carga (também um distúrbio). O objetivo da<br />
malha <strong>de</strong> controle <strong>de</strong> nível é ajustar o<br />
cálculo, <strong>de</strong> modo que o nível permaneça<br />
próximo do ótimo para a eficiência e da<br />
segurança da cal<strong>de</strong>ira. A malha <strong>de</strong> controle<br />
<strong>de</strong> nível é uma falha <strong>de</strong> feedback<br />
cascateando a malha <strong>de</strong> controle <strong>de</strong> vazão<br />
da água <strong>de</strong> alimentação. O objetivo da<br />
malha <strong>de</strong> controle <strong>de</strong> vazão <strong>de</strong> água <strong>de</strong><br />
alimentação é melhorar a eficiência da<br />
resposta para o ponto <strong>de</strong> ajuste calculado<br />
e estabelecido. Ela é também feedback.<br />
O estado operacional normal é<br />
automático. Porém, para entradas anormal,<br />
po<strong>de</strong> se entrar com uma entrada fixa<br />
manualmente, sob certas circunstancias.<br />
Os parâmetros operacionais são o ponto<br />
<strong>de</strong> ajuste e, algumas vezes, entradas<br />
manuais (sistema em falha).<br />
58
Os valores monitorados são as entradas<br />
medidas e a saída calculada.<br />
Controle com <strong>de</strong>sacoplamento<br />
O objetivo do <strong>de</strong>sacoplamento é reduzir<br />
a interação em situações com várias<br />
malhas ou variáveis.<br />
A Fig. 6.6 mostra as interações e suas<br />
compensações. Os sinais <strong>de</strong>sacoplados<br />
são as entradas negativas dos somadores.<br />
Se o analisador <strong>de</strong> nafta <strong>de</strong>manda mais<br />
vazão através da entrada <strong>de</strong> topo, a<br />
relação vapor-líquido será aumentada,<br />
aumentando os componentes mais<br />
pesados no lado <strong>de</strong> cima para atingir o<br />
ponto <strong>de</strong> ajuste. Componentes mais<br />
pesados também acharão seu caminho no<br />
lado do querosene, a não ser que esta<br />
vazão seja reduzida para permitir mais<br />
tiragem.<br />
Fig. 6.6. Esquema <strong>de</strong> <strong>de</strong>sacoplamento<br />
Simbolismo do Controle Multivariável<br />
Controle Cascata<br />
O controle cascata permite um<br />
controlador primário regular um<br />
secundário, melhorando a velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong><br />
resposta e reduzindo os distúrbios<br />
causados pela malha secundaria.<br />
A Fig. 6.7 é um diagrama <strong>de</strong> blocos do<br />
conceito <strong>de</strong> controle <strong>de</strong> cascata,<br />
mostrando as medições (primaria e<br />
secundaria), o ponto <strong>de</strong> ajuste do primário<br />
estabelecido manualmente e o ponto <strong>de</strong><br />
ajuste do secundário estabelecido pela<br />
saída do controlador primário.<br />
A característica principal do controle<br />
cascata é a saída do controlador primário<br />
ser o ponto <strong>de</strong> ajuste do secundário. Diz-se<br />
que o controlador primário cascateia o<br />
secundário.<br />
A Fig. 6.8 é um exemplo <strong>de</strong> um controle<br />
convencional <strong>de</strong> temperatura, envolvendo<br />
uma única malha. Na Fig. 6.9 tem-se<br />
controle <strong>de</strong> cascata. (É interessante notar<br />
como um esquema simples po<strong>de</strong> escon<strong>de</strong>r<br />
fenômenos complexos. Por exemplo,<br />
eventualmente a reação da figura po<strong>de</strong> ser<br />
exotérmica e nada é percebido).<br />
Controlador<br />
secundário<br />
Controlador<br />
primário<br />
ponto <strong>de</strong><br />
ajuste<br />
ponto <strong>de</strong><br />
ajuste<br />
Elemento final<br />
<strong>de</strong> controle<br />
PROCESSO<br />
Medição da variável<br />
secundária<br />
Medição da variável<br />
primária<br />
Fig. 6.7. Diagrama <strong>de</strong> blocos do controle cascata<br />
59
SP TC<br />
Vapor<br />
Fig. 6.8. Controle convencional <strong>de</strong> temperatura<br />
SP TC1<br />
SP<br />
Vapor<br />
Produto<br />
TC2 TT2<br />
Produto<br />
TE2<br />
TT<br />
TT1<br />
Fig. 6.9. Controle <strong>de</strong> cascata temperatura –<br />
temperatura<br />
No controle cascata a temperatura do<br />
(mais lenta) vaso cascateia a temperatura<br />
da jaqueta (mais rápida). Quando houve<br />
distúrbio no vapor <strong>de</strong> modo que a<br />
temperatura da jaqueta caia, o controlador<br />
secundário corrige esta varia mais<br />
rapidamente que o controlador primário.<br />
TE<br />
Con<strong>de</strong>nsado<br />
TE1<br />
Con<strong>de</strong>nsado<br />
Jaqueta<br />
Saída<br />
Saída<br />
Simbolismo do Controle Multivariável<br />
Controle <strong>de</strong> Relação <strong>de</strong> Vazões<br />
O objetivo do controle <strong>de</strong> relação<br />
(geralmente <strong>de</strong> vazões) é regular misturas<br />
ou quantida<strong>de</strong>s estequiométricas em<br />
proporções fixas e <strong>de</strong>finidas.<br />
K<br />
y<br />
Fig. 6.10. Diagrama <strong>de</strong> blocos do controle <strong>de</strong> relação<br />
Fig. 6.11. Controle <strong>de</strong> relação com divisor<br />
B<br />
A<br />
r = ky<br />
vazão não controlada<br />
B<br />
A<br />
FT2<br />
FT1<br />
FT2<br />
:<br />
FT1<br />
Σ<br />
e<br />
c = x<br />
vazão controlada<br />
vazão controlada<br />
vazão não controlada<br />
SP<br />
FFC<br />
Fig. 6.12. Controle <strong>de</strong> relação com divisor<br />
x<br />
Controlador<br />
Processo<br />
FFC<br />
SP<br />
m<br />
60
Blending é uma forma comum <strong>de</strong><br />
controle <strong>de</strong> relação envolvendo a mistura<br />
<strong>de</strong> vários produtos, todos em proporções<br />
<strong>de</strong>finidas. A Fig. 6.9 mostra o diagrama <strong>de</strong><br />
blocos do conceito <strong>de</strong> controle <strong>de</strong> relação.<br />
A álgebra é feita fora do controlador para<br />
evitar problemas <strong>de</strong> ganho e, como<br />
conseqüência, <strong>de</strong> estabilida<strong>de</strong>.<br />
As Fig. 6.10 e 6.11 são diagramas mais<br />
comuns e já orientados para controle. É<br />
interessante notar que o mesmo controle<br />
po<strong>de</strong> ser feito por equipamentos diferentes.<br />
Por exemplo, po<strong>de</strong>-se fazer a relação<br />
através <strong>de</strong> um multiplicador ou <strong>de</strong> um<br />
divisor (que é o inverso). Porém isso é fácil<br />
<strong>de</strong> enten<strong>de</strong>r, a partir do conceito <strong>de</strong><br />
relação das variáveis.<br />
O objetivo do controle <strong>de</strong> relação é ter<br />
uma relação controlada fixa entre as<br />
quantida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> duas substâncias, como<br />
A<br />
= r<br />
B<br />
Σ<br />
FC<br />
Fig. 6.13. Balanço <strong>de</strong> carga<br />
FT1<br />
FT1<br />
Simbolismo do Controle Multivariável<br />
Assim, é possível se ter A = r B ou<br />
1<br />
então B = A<br />
r<br />
No controle <strong>de</strong> relação <strong>de</strong> duas vazões,<br />
uma vazão necessariamente <strong>de</strong>ve variar<br />
livremente e a outra é manipulada. Quando<br />
se tem o controle <strong>de</strong> relação <strong>de</strong> várias (n)<br />
vazões, uma <strong>de</strong>las <strong>de</strong>ve ser livre e as (n-1)<br />
são manipuladas. Enfim, sempre <strong>de</strong>ve<br />
haver um grau <strong>de</strong> liberda<strong>de</strong>, no mínimo.<br />
Os estados operacionais <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>m da<br />
aplicação. Quando se têm várias malhas, é<br />
possível tirar algumas do modo relação e<br />
operá-las in<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ntemente. É possível<br />
também se manter a relação, mesmo com<br />
a malha em manual. Os parâmetros<br />
operacionais <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>m da aplicação.<br />
Os valores monitorados são o ponto <strong>de</strong><br />
ajuste (relação) e os valores medidos das<br />
duas vazões.<br />
FC<br />
FT1<br />
FC<br />
FC<br />
61
Balanço <strong>de</strong> Cargas<br />
O objetivo do controle com balanço <strong>de</strong><br />
carga é permitir a regulação da saída<br />
comum (somada) <strong>de</strong> várias malhas. A Fig.<br />
6.13 é típica.<br />
Os estados operacionais são qualquer<br />
combinação dos estados normais <strong>de</strong><br />
operação das malhas individuais. Qualquer<br />
malha po<strong>de</strong> estar em manual e a malha<br />
externa ainda tenta manter a vazão total<br />
em seu ponto <strong>de</strong> ajuste. Os parâmetros<br />
operacionais são os <strong>de</strong> todos os<br />
controladores, incluindo o controlador mais<br />
externo que balanceia a carga. (Isto não<br />
quer dizer que todas as combinações são<br />
úteis.)<br />
Controle <strong>de</strong> Faixa Dividida<br />
O objetivo <strong>de</strong> esten<strong>de</strong>r a faixa é alterar<br />
a faixa normal <strong>de</strong> um elemento da que ele<br />
normalmente dispõe, aumentando ou<br />
diminuindo-a. Este controle é chamado <strong>de</strong><br />
split range.<br />
Um exemplo <strong>de</strong> malha expandida é<br />
mostrado no diagrama da Fig. 6.15. Temse<br />
duas válvulas em paralelo. Somente<br />
<strong>de</strong>pois da primeira válvula ficar totalmente<br />
aberta, a segunda começa a modular. A<br />
primeira válvula permanece totalmente<br />
aberta enquanto a segunda modula. Este<br />
controle é aplicado em aplicações com<br />
dois combustíveis, on<strong>de</strong> o segundo<br />
combustível (mais caro) só começa a ser<br />
usado <strong>de</strong>pois que a válvula que manipula o<br />
combustível mais barato fica totalmente<br />
aberta.<br />
Outro exemplo <strong>de</strong> controle com faixa<br />
dividida é em controle <strong>de</strong> temperatura, com<br />
dois meios <strong>de</strong> controle: um para aquecer<br />
(vapor) e outro para resfriar (água fria).<br />
Também neste caso a saída do controlador<br />
vai para as duas válvulas. A <strong>de</strong> vapor (ar<br />
para fechar) opera <strong>de</strong> 60 a 100 kPa e a <strong>de</strong><br />
água (ar para abrir) opera <strong>de</strong> 20 a 60 kPa.<br />
Em 60 kPa ambas estão fechadas.<br />
No controle <strong>de</strong> faixa dividida é<br />
obrigatório o uso <strong>de</strong> posicionadores nas<br />
válvulas (o que não está mostrado no<br />
diagrama).<br />
Simbolismo do Controle Multivariável<br />
Fig. 6.14. Esquema do controle <strong>de</strong> faixa dividida<br />
Temperatura<br />
% span<br />
100<br />
0<br />
Tanque<br />
<strong>de</strong><br />
reação<br />
Saída do<br />
controlador<br />
% span<br />
100<br />
0<br />
TC<br />
20 - 60 kPa<br />
TV-A<br />
Posição da<br />
válvula <strong>de</strong><br />
água<br />
aberta<br />
fechada<br />
fechada<br />
Fig. 6.15. Operação da válvula <strong>de</strong> controle<br />
Controle <strong>de</strong> malhas redundantes<br />
60-100 kPa<br />
TV-B<br />
Vapor aquecedor<br />
Água refrigerante<br />
Posição da<br />
válvula <strong>de</strong><br />
vapor<br />
fechada<br />
fechada<br />
aberta<br />
O objetivo do controle com malhas<br />
redundantes é fornecer controle mesmo<br />
quando há falha <strong>de</strong> uma malha ou fazer<br />
controladores operarem em tempos<br />
diferentes, através da inclusão <strong>de</strong> ações <strong>de</strong><br />
controle ou ajustes <strong>de</strong> ganho ou em pontos<br />
<strong>de</strong> diferentes, através <strong>de</strong> diferentes pontos<br />
<strong>de</strong> ajuste.<br />
A ação integral torna o controlador mais<br />
lento, <strong>de</strong> modo que um controlador PI é<br />
mais lento que um controlador P. A ação<br />
<strong>de</strong>rivativa torna o controlador mais rápido,<br />
<strong>de</strong> modo que um controlador PID é mais<br />
rápido que um controlador PI.<br />
Controlador com ganho gran<strong>de</strong> (banda<br />
proporcional estreita) é mais rápido que um<br />
com ganho pequeno.<br />
62
Fig. 6.16. Backup simples, malhas redundantes<br />
XIC<br />
B<br />
Fig. 6.17. Malhas redundantes, com ajustes <strong>de</strong><br />
ganhos diferentes (controlador com maior ganho<br />
atua primeiro)<br />
rA<br />
rB<br />
Fig. 6.17. Malhas redundantes, com ações <strong>de</strong><br />
controle diferentes (controlador P atua antes do<br />
controlador PI)<br />
rA<br />
XIC<br />
A<br />
Σ K ∫<br />
rB<br />
Σ K<br />
Set @ 104 kPa<br />
Set @ 102 kPa<br />
Set @ 100 kPa<br />
Simbolismo do Controle Multivariável<br />
Controles chaveados<br />
Os conceitos <strong>de</strong> controle chaveados são<br />
divididos em<br />
1. eletivo<br />
2. seletor (alta ou baixa)<br />
3. estrutura variável<br />
O controle eletivo (Fig. 6.20) envolve um<br />
chaveamento na entrada do controlador,<br />
que recebe o sinal <strong>de</strong> dois transmissores<br />
<strong>de</strong> análise. Quando um <strong>de</strong>les falha, o outro<br />
assume a função <strong>de</strong> enviar o sinal <strong>de</strong><br />
medição.<br />
O controle seletor (Fig. 6.21) envolve<br />
dois (ou mais) controladores com o<br />
chaveamento na saída, pois há um único<br />
elemento final <strong>de</strong> controle. Em operação<br />
normal o controlador <strong>de</strong> vazão (FIC) opera;<br />
quando o nível se aproxima <strong>de</strong> um valor<br />
crítico (muito baixo), automaticamente o<br />
controlador LIC assume o controle. Nesta<br />
configuração, é necessária a proteção<br />
contra saturação do modo integral dos<br />
controladores, pois o controlador que está<br />
fora <strong>de</strong> controle, mas ligado, po<strong>de</strong> saturar<br />
se tiver a ação integral.<br />
O controle <strong>de</strong> estrutura variável (Fig.<br />
6.22) permite o controlador TIC controlar o<br />
processo com uma válvula TVA, até que a<br />
pressão atinja valor perigoso. Agora o<br />
controlador <strong>de</strong> pressão assume o controle<br />
da válvula principal e o controlador <strong>de</strong><br />
temperatura atua na válvula secundaria,<br />
TVB. Também é necessária a<br />
realimentação externa ao modo integral ao<br />
PIC, para evitar a saturação da saída (não<br />
é necessária a realimentação ao TIC pois<br />
ele sempre está operando).<br />
Todos os esquemas <strong>de</strong> controle seletor<br />
chaveado inclui obrigatoriamente um<br />
seletor <strong>de</strong> sinais.<br />
Reator<br />
AT<br />
A<br />
Fig. 6.18. Controle chaveado<br />
AIC<br />
><br />
AT<br />
B<br />
63
Tanqu<br />
LC<br />
FC<br />
Fig. 6.19. Controle auto seletor, com nível e<br />
vazão.<br />
<<br />
Simbolismo do Controle Multivariável<br />
PIC<br />
TIC<br />
TV<br />
B<br />
><br />
realimentação externa<br />
ao modo integral<br />
Fig. 6.20. Controle chaveado, com estrutura variável.<br />
∆<br />
TV<br />
A<br />
64
Simbolismo do Controle Lógico<br />
Conceitos <strong>de</strong> Lógica<br />
Em sistemas <strong>de</strong> controle, a palavra<br />
lógica é geralmente usada tem termos <strong>de</strong><br />
relé lógico ou lógica <strong>de</strong> controlador<br />
programável, o que não é muito lógico. O<br />
termo lógico está geralmente associado<br />
com o conceito <strong>de</strong> binário, que significa<br />
possuir um <strong>de</strong> apenas dois estados<br />
possíveis, tais como liga-<strong>de</strong>sliga, acesoapagado,<br />
alto-baixo, verda<strong>de</strong>iro-falso,<br />
presente-ausente, maior-menor, igualdiferente<br />
ou 1-0. A palavra lógica se refere<br />
a um sistema que obe<strong>de</strong>ce a um conjunto<br />
fixo <strong>de</strong> regras e sempre apresenta o<br />
mesmo conjunto <strong>de</strong> saídas para o mesmo<br />
conjunto <strong>de</strong> entradas, embora estas<br />
respostas possam ser modificadas por<br />
alguma condição interna, como o estado<br />
<strong>de</strong> uma saída <strong>de</strong> um temporizador ou<br />
contador. A lógica sempre trabalha com as<br />
combinações <strong>de</strong> E (AND), OU (OR), NÃO<br />
(NOT) e nunca com TALVEZ.<br />
Lógica <strong>de</strong> relé, lógica binária e<br />
programas<br />
No início, a lógica <strong>de</strong> relé foi usada para<br />
o simples intertravamento <strong>de</strong> circuitos <strong>de</strong><br />
controle elétrico. Se a corrente <strong>de</strong> um<br />
motor exce<strong>de</strong>r um <strong>de</strong>terminado valor préestabelecido,<br />
ele <strong>de</strong>ve ser <strong>de</strong>sligado. Se o<br />
aquecedor elétrico ultrapassar <strong>de</strong>terminada<br />
temperatura, ele <strong>de</strong>ve ser <strong>de</strong>sligado. Se<br />
uma correia <strong>de</strong> esteira estiver rodando com<br />
uma extremida<strong>de</strong> fora, ela <strong>de</strong>ve ser<br />
parada. Para um dado conjunto <strong>de</strong><br />
entradas, uma <strong>de</strong>cisão <strong>de</strong>ve ser feira e<br />
uma ação tomada.<br />
Lógica Combinatória ou Seqüencial<br />
7<br />
Geralmente, tenta-se distinguir binário,<br />
acionado por evento e lógica instantânea<br />
<strong>de</strong> lógica seqüencial. Isto está mais<br />
relacionado com as dificulda<strong>de</strong>s<br />
associadas em representar a lógica<br />
seqüencial do que com as diferenças reais.<br />
Não há nenhum problema prático em<br />
consi<strong>de</strong>rar equivalentes todos os conceitos<br />
acima.<br />
A lógica seqüencial foi manipulada<br />
menos satisfatoriamente no passado do<br />
que a lógica combinatória. A lógica<br />
seqüência é geralmente representada <strong>de</strong><br />
um modo que requer muito mais<br />
conhecimento técnico por parte do leitor<br />
não técnico que <strong>de</strong>ve analisar o<br />
documento. Foi <strong>de</strong>senvolvida uma<br />
metodologia mais simples que mudou<br />
estes conceitos. O IEC publicou a norma<br />
848 (Preparação das Cartas Funcionais<br />
para Sistemas <strong>de</strong> Controle, 1988).<br />
Os diagramas lógicos binários são<br />
usados para tentar tornar o trabalho mais<br />
fácil, para fazê-lo menos <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>nte do<br />
conhecimento do equipamento específico e<br />
para fazê-lo mais funcional na orientação.<br />
Lógica CLP<br />
O controlador lógico programável (CLP)<br />
atualmente substitui os sistemas<br />
complexos <strong>de</strong> relés. Suas vantagens são:<br />
1. Ocupação <strong>de</strong> menor espaço<br />
2. Custo menor para sistemas gran<strong>de</strong>s<br />
3. Facilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> modificação da lógica<br />
O CLP é freqüentemente programado<br />
emulando diagramas lad<strong>de</strong>r <strong>de</strong> relés, pois<br />
estes diagramas são facilmente entendidos<br />
por muitas pessoas não instrumentistas. O<br />
problema que permanece é que o<br />
65
diagrama lad<strong>de</strong>r é orientado para<br />
equipamento e requer um conhecimento<br />
<strong>de</strong> circuito elétrico. A diagramação lógica<br />
binária é uma tentativa <strong>de</strong> reduzir a lógica<br />
complexa que existe entre as entradas e<br />
saídas <strong>de</strong> um sistema para a<br />
representação mais simples possível.<br />
Uma gran<strong>de</strong> vantagem do diagrama<br />
lógico binário sobre o diagrama lad<strong>de</strong>r é a<br />
facilida<strong>de</strong> com que a lógica binária po<strong>de</strong><br />
ser combinada com uma representação do<br />
processo sendo controlado, que dá um<br />
entendimento mais claro da ligação entre o<br />
controle do processo e sua lógica. Mesmo<br />
que o CLP seja programado através dos<br />
símbolos do diagrama lad<strong>de</strong>r, é ainda mais<br />
fácil trabalhar e enten<strong>de</strong>r o esquema<br />
básico representado por lógica binária.<br />
Conceituação e Execução<br />
Há uma sutil mas importante diferença<br />
entre as duas fases que <strong>de</strong>vem ser<br />
consi<strong>de</strong>radas para se ter um esquema <strong>de</strong><br />
controle trabalhável envolvendo lógica<br />
binária. A primeira fase é comum a todo o<br />
equipamento e a segunda <strong>de</strong>pen<strong>de</strong> muito<br />
mais do equipamento específico usado. A<br />
primeira fase respon<strong>de</strong> a pergunta: O que<br />
precisa ser feita para <strong>de</strong>terminado<br />
processo? A segunda fase respon<strong>de</strong> a<br />
questão: Sabido o que <strong>de</strong>ve ser feito, como<br />
fazê-lo?<br />
Quebrando o projeto nestas duas fases,<br />
O que fazer? e Como fazer?, as coisas<br />
andam mais facilmente. O problema po<strong>de</strong><br />
ser claramente <strong>de</strong>finido sem a restrição da<br />
necessida<strong>de</strong> do conhecimento <strong>de</strong>talhado<br />
do equipamento disponível. O projeto po<strong>de</strong><br />
ser discutido entre pessoas que po<strong>de</strong>m<br />
conhecer o problema mas que po<strong>de</strong>m ter<br />
diferentes graus <strong>de</strong> conhecimento do<br />
equipamento (e programa) disponível para<br />
sua solução. Quando o projeto é dividido<br />
em suas partes componentes <strong>de</strong>ste modo<br />
mais ou menos abstrato, o problema e sua<br />
solução po<strong>de</strong> ser conceitualizada, o<br />
equipamento po<strong>de</strong> ser escolhido e a<br />
solução po<strong>de</strong> ser executada mais<br />
eficientemente.<br />
A primeira fase é a conceitualização.<br />
Como o objetivo é conceber esquemas <strong>de</strong><br />
controle que envolvam um processo, lógica<br />
para controlar este processo e a interface<br />
Simbolismo do Controle Lógico<br />
<strong>de</strong> operação que permita ao operador<br />
intervir a qualquer momento no processo, é<br />
razoável incluir estes elementos em um<br />
<strong>de</strong>senho ou esquema conceitual.<br />
A segunda fase, execução, envolve<br />
<strong>de</strong>talhes <strong>de</strong> execução ou instruções para<br />
um CLP. Este fase requer o conhecimento<br />
apenas das entradas imediatas e não das<br />
condições que as geram. Nesta fase, é<br />
razoável eliminar muitos <strong>de</strong>talhes<br />
irrelevantes associados com o processo ou<br />
com a interface do operador.<br />
Tipos <strong>de</strong> documentos<br />
Quando se vai do conceito para a<br />
execução, po<strong>de</strong>-se perceber que, no<br />
mínimo, dois tipos <strong>de</strong> documentos são<br />
necessários. O documento <strong>de</strong> execução é<br />
geralmente o único que é visto<br />
formalmente. O documento <strong>de</strong> conceito<br />
existe, como um esquema <strong>de</strong> engenharia<br />
ou como uma tentativa <strong>de</strong> combiná-lo com<br />
o diagrama <strong>de</strong> fluxo <strong>de</strong> engenharia. Para<br />
lógica complexa, o documento conceitual é<br />
completamente insatisfatório. Muita<br />
confusão seria evitada se o documento<br />
conceitual fosse um <strong>de</strong>senho formal.<br />
Na realida<strong>de</strong>, mais do que estes dois<br />
tipos <strong>de</strong> documentos estão envolvidos,<br />
quando <strong>de</strong> vai do conceito para a<br />
execução. Usualmente, o processo <strong>de</strong><br />
conceitualização começa com o diagrama<br />
<strong>de</strong> fluxo do processo. Neste tempo, uma<br />
<strong>de</strong>scrição geral, resumida, narrativa<br />
esquematiza o processo, o que é para ser<br />
feito e as necessida<strong>de</strong>s da interface do<br />
operador. Quando o diagrama <strong>de</strong> fluxo do<br />
processo é <strong>de</strong>senvolvido, no mínimo, as<br />
entradas e saídas são <strong>de</strong>finidas. Assim<br />
que as entradas e saídas do processo<br />
estão <strong>de</strong>finidas, o documento lógico<br />
conceitual po<strong>de</strong> ser <strong>de</strong>senvolvido. Depois<br />
<strong>de</strong> aprovado o documento conceitual,<br />
po<strong>de</strong>-se começar a fazer os documentos<br />
<strong>de</strong> execução.<br />
Po<strong>de</strong>-se ir diretamente do documento<br />
lógico conceitual para um diagrama lad<strong>de</strong>r,<br />
como o documento final <strong>de</strong> execução para<br />
relé ou CLP. Porém, em sistemas gran<strong>de</strong>s<br />
e complexos, é recomendável ter um<br />
documento intermediário que seja<br />
entendido por aqueles que não<br />
necessariamente enten<strong>de</strong>m os <strong>de</strong>talhes do<br />
66
diagrama lad<strong>de</strong>r. Este documento po<strong>de</strong><br />
também ser usado para verificação<br />
(ckeckout), pois ele mostra toda a lógica<br />
interna e simboliza todas as entradas e<br />
saídas sem os <strong>de</strong>talhes irrelevantes do<br />
processo ou da interface do operador.<br />
O documento final <strong>de</strong> execução<br />
geralmente é o diagrama lad<strong>de</strong>r, utilizado<br />
em sistema com relé ou com CLP. No caso<br />
<strong>de</strong> CLP, ele po<strong>de</strong> ser gerado por um<br />
programa associado (p. ex., PGM,<br />
Reliance)<br />
Documentos lógicos conceituais<br />
O documento lógico conceitual tenta<br />
respon<strong>de</strong>r a questão: Como se consegue ir<br />
até lá daqui? Um diagrama <strong>de</strong> fluxo <strong>de</strong><br />
engenharia (P&I) não é uma ferramenta<br />
a<strong>de</strong>quada para fins <strong>de</strong> lógica. Também, o<br />
diagrama lad<strong>de</strong>r é muito especializado<br />
para fins <strong>de</strong> conceitualização. Assim, a<br />
maior utilida<strong>de</strong> do diagrama conceitual é<br />
como uma ferramenta que permite ao<br />
projetista lógico raciocinar através do<br />
processo presente sem muita<br />
consi<strong>de</strong>ração acerca das especificações<br />
finais do equipamento a ser usado para<br />
executar a lógica.<br />
Há três divisões básicas no documento<br />
lógico conceitual:<br />
1. <strong>de</strong>senho do processo sendo<br />
controlado sem entrar em <strong>de</strong>talhes<br />
que são irrelevantes para o controle<br />
<strong>de</strong>ste processo<br />
2. <strong>de</strong>senho da lógica<br />
3. <strong>de</strong>senho da interface do operador,<br />
<strong>de</strong>s<strong>de</strong> que nada é totalmente<br />
automatizado e tudo requer a<br />
intervenção eventual do operador.<br />
Os símbolos lógicos básicos são<br />
ferramentas extremamente úteis. Os<br />
símbolos po<strong>de</strong>m ser usados para<br />
<strong>de</strong>senvolver e representar a lógica muito<br />
complexa <strong>de</strong> um modo entendível.<br />
Portas Lógicas<br />
Simbolismo do Controle Lógico<br />
Embora as chaves e os reles sejam<br />
dispositivos digitais, o termo lógica digital é<br />
reservado para circuitos que usam<br />
componentes a estado solido, conhecidos<br />
como portas. As portas lógicas básicas<br />
são:<br />
1. OR (também OR EXCLUSIVO)<br />
2. AND<br />
3. NOR<br />
4. NAND<br />
5. INVERSOR<br />
Porta OR<br />
A porta OR possui duas ou mais<br />
entradas e uma única saída. As entradas<br />
são <strong>de</strong>signadas por A, B, ... N e a saída<br />
por L. As entradas po<strong>de</strong>m assumir só 0 ou<br />
1.<br />
A expressão para o OR é: A + B = L<br />
A saída <strong>de</strong> uma porta OR assume o<br />
estado 1 se uma ou mais entradas assume<br />
o estado 1. A saída do OR é 1 se alguma<br />
das entrada for 1.<br />
Símbolos<br />
Os símbolos MIL, NEMA e ANSI são:<br />
MIL NEMA<br />
Fig. 7.1.Símbolos da porta OR<br />
Tabela verda<strong>de</strong><br />
Tabela verda<strong>de</strong> 0R para duas entradas<br />
A B L<br />
0 0 0<br />
0 1 1<br />
1 0 1<br />
1 1 1<br />
OR<br />
ANSI<br />
67
Circuitos equivalentes<br />
Exemplo do uso OR em controle <strong>de</strong><br />
processo é ligar uma lâmpada através <strong>de</strong><br />
qualquer uma <strong>de</strong> duas chaves ou ambas.<br />
A<br />
V<br />
B<br />
Fig. 7.2. Circuitos para OR<br />
Porta OR Exclusivo<br />
O OR exclusivo é uma porta com duas<br />
entradas, cuja saída é 1 se e somente se<br />
os sinais <strong>de</strong> entrada forem diferentes.<br />
Quando as entradas forem iguais, a saída<br />
é zero.<br />
A Equação do OR exclusivo é A ⊕ B = L<br />
ou A B + AB<br />
= L<br />
Símbolos<br />
MIL<br />
Fig. 7.3. Símbolos da porta OR exclusivo<br />
Tabela Verda<strong>de</strong> OR EXCLUSIVO<br />
+<br />
NEMA<br />
A B L<br />
0 0 0<br />
0 1 1<br />
1 0 1<br />
1 1 0<br />
Circuito equivalente<br />
Um circuito equivalente com duas<br />
chaves para uma porta OR EXCLUSIVO é<br />
mostrado abaixo. Quando qualquer uma<br />
das duas chaves estiver ligada e a outra<br />
<strong>de</strong>sligada, a lâmpada está ligada. Quando<br />
as duas chaves estiverem<br />
simultaneamente ligadas, a lâmpada fica<br />
apagada.<br />
A<br />
B<br />
A<br />
B<br />
OE<br />
ANSI<br />
Simbolismo do Controle Lógico<br />
Fig. 7.4. Circuitos para OR exclusivo<br />
Porta NOT<br />
A porta NOT ou inversora produz uma<br />
saída oposta da entrada. Esta porta é<br />
usada para inverter ou complementar uma<br />
função lógica. O inversor, diferente das<br />
outras portas lógicas que possuem duas<br />
ou mais entradas e uma saída, só possui<br />
uma entrada e uma saída. A saída é o<br />
inverso ou oposto da entrada.<br />
A equação do NOT ou inversor é A = L<br />
Símbolos<br />
MIL<br />
NEMA ANSI<br />
Fig. 7.5. Símbolos da porta NOT<br />
Tabela Verda<strong>de</strong> do NOT<br />
A L<br />
0 1<br />
1 0<br />
Circuito equivalente<br />
O circuito equivalente para um<br />
INVERSOR com reles é mostrado abaixo.<br />
L<br />
A B<br />
A B<br />
A<br />
Fig. 7.6. Circuito NOT ou inversor<br />
A<br />
B<br />
R<br />
R<br />
68
Porta AND<br />
A porta AND tem duas ou mais<br />
entradas e uma única saída e opera <strong>de</strong><br />
acordo com a seguinte <strong>de</strong>finição: a saída<br />
<strong>de</strong> uma porta AND assume o status 1 se e<br />
somente se todas as entradas assumem 1.<br />
A equação do AND é<br />
A . B = L<br />
ou<br />
A x B = L<br />
ou<br />
AB = L<br />
Símbolos<br />
Fig. 7.7. Símbolos da porta AND<br />
Tabela Verda<strong>de</strong><br />
A B C<br />
0 0 0<br />
0 1 0<br />
1 0 0<br />
1 1 1<br />
Circuito equivalente<br />
O circuito equivalente da porta AND<br />
com chaves é mostrado abaixo.<br />
V<br />
MIL NEMA<br />
A<br />
B<br />
L<br />
Fig. 7.8. Circuito equivalente a AND<br />
A<br />
ANSI<br />
A<br />
B<br />
A B L<br />
Simbolismo do Controle Lógico<br />
Porta NAND<br />
NAND é a porta oposta à AND.<br />
Quando todas as entradas NAND são 1, a<br />
saída é zero. Em todas as outras<br />
configurações, a saída do NAND é zero<br />
A equação do NAND é<br />
ou<br />
AB = L<br />
A + B = L<br />
Símbolo:<br />
MIL NEMA<br />
ANSI<br />
Fig. 7.9. Símbolos da porta NAND<br />
Tabela Verda<strong>de</strong><br />
A B AND NAND<br />
0 0 0 1<br />
0 1 0 1<br />
1 0 0 1<br />
1 1 1 0<br />
Circuito equivalente<br />
O circuito equivalente da porta NAND<br />
com chaves é mostrado abaixo.<br />
A<br />
B<br />
Fig. 7.10. Circuito equivalente a NAND<br />
A<br />
B<br />
L<br />
A<br />
69
Porta NOR<br />
NOR é a porta oposta a OR. Quando<br />
todas as entradas são 0, a saída é 1.<br />
A equação do NOR é<br />
A + B =<br />
ou<br />
A × B =<br />
Símbolo:<br />
L<br />
L<br />
MIL NEMA<br />
Fig. 7.11. Símbolos da porta NOR<br />
Tabela Verda<strong>de</strong><br />
A B OR NOR<br />
0 0 0 1<br />
0 1 1 0<br />
1 0 1 0<br />
1 1 1 0<br />
Circuito equivalente<br />
O circuito equivalente da porta NOR<br />
com relé é mostrado abaixo.<br />
Fig. 7.12. Circuito equivalente a NOR<br />
A<br />
B<br />
A B L<br />
OR<br />
ANSI<br />
Exemplos lógicos<br />
Circuito retentivo<br />
Simbolismo do Controle Lógico<br />
Um dos circuitos lógicos mais comuns é<br />
o circuito retentivo (hold) para motores<br />
elétricos (Fig. 7.13). A figura mostra a<br />
divisão do diagrama em três áreas: painel<br />
(display), lógica e campo (outras áreas<br />
também po<strong>de</strong>riam ser adicionadas, como<br />
área do painel cego). O botão PARTIDA<br />
(HMS 500) envia um sinal para a porta OR,<br />
que passa qualquer sinal recebido. O sinal<br />
vai para uma porta AND, que produz uma<br />
saída somente quando todas as entradas<br />
estão presentes. Como a botoeira<br />
PARADA (HMS 501) não está sendo<br />
apertada, a porta NOT inverte o sinal zero<br />
para um sinal positivo, satisfazendo a porta<br />
AND e uma saída é produzida. A saída <strong>de</strong><br />
AND vai para o motor e volta para a<br />
entrada da porta OR para manter a lógica,<br />
mesmo quando o botão PARTIDA <strong>de</strong>ixa <strong>de</strong><br />
ser pressionado. Quando o botão PARADA<br />
é apertado, a porta NOT inverte o sinal<br />
positivo, <strong>de</strong> modo que a porta AND não<br />
seja mais atendida e o circuito retentivo é<br />
<strong>de</strong>sligado.<br />
Note-se que são usadas muitas<br />
palavras para <strong>de</strong>screver um sistema<br />
simples que po<strong>de</strong> ser facilmente<br />
representado por poucos símbolos<br />
conhecidos. Note, também, que todos os<br />
símbolos lógicos estão representados na<br />
figura. Está mostrada a lógica do processo,<br />
não a proteção do equipamento. Assim, o<br />
relé <strong>de</strong> sobrecarga, relé termal e outros<br />
dispositivos <strong>de</strong> intertravamento não estão<br />
mostrados, embora pu<strong>de</strong>ssem ser também<br />
representados. Deve-se notar ainda que<br />
parece que o motor recebe sua potência<br />
da lógica. Isto obviamente não ocorre, mas<br />
a representação é simples e não diminui o<br />
entendimento do circuito.<br />
70
PAINEL<br />
LÓGICA<br />
CAMP<br />
HM<br />
S<br />
OR<br />
Fig. 7.13. Circuito retentivo<br />
A<br />
HMS<br />
501<br />
NOT<br />
Simbolismo do Controle Lógico<br />
Funções <strong>de</strong> campo<br />
O exemplo da Fig. 7.14 é mais<br />
complexo. É mostrado como o circuito<br />
retentivo básico po<strong>de</strong> ser expandido<br />
quando entradas <strong>de</strong> campo e saídas<br />
paralelas <strong>de</strong>vem ser consi<strong>de</strong>radas.<br />
Descrição do processo<br />
O processo envolve a evacuação do<br />
equipamento por uma bomba, que po<strong>de</strong><br />
estar sob uma pressão maior do que a<br />
especificação da caixa da bomba. A<br />
bomba <strong>de</strong> vácuo tem dois níveis <strong>de</strong><br />
proteção:<br />
1. proteção principal fornecida pela<br />
PSV<br />
2. proteção secundária dada pela<br />
PSL, que evita a operação<br />
<strong>de</strong>snecessária da PSV.<br />
O circuito retentivo da válvula <strong>de</strong> bloqueio<br />
tem uma entrada permissiva da PSL, após<br />
um atraso <strong>de</strong> tempo, para evitar ação<br />
<strong>de</strong>vida a sinais espúrios. O circuito<br />
retentivo da bomba <strong>de</strong> vácuo tem uma<br />
saída paralela para a válvula solenói<strong>de</strong> <strong>de</strong><br />
água <strong>de</strong> selo.<br />
A lógica da figura é positiva. A PSL coloca<br />
um sinal positivo (lógica 1) quando a<br />
pressão da linha estiver abaixo <strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>terminada pressão (1 psig). As botoeiras<br />
PARADA tem saídas positivas somente<br />
quando pressionadas. Seu estado normal<br />
é uma lógica 0. Não importa se os contatos<br />
são normalmente abertos (NA) ou<br />
normalmente fechados (NF), pois isso<br />
po<strong>de</strong>ria distrair o projetista cujo problema é<br />
conceituar a lógica <strong>de</strong> controle do<br />
processo. Como a válvula <strong>de</strong> bloqueio<br />
falha fechada (ar-para-abrir), um sinal<br />
positivo a abre. Um sinal positivo inicializa<br />
o motor da bomba <strong>de</strong> vácuo e abre a<br />
válvula solenói<strong>de</strong> <strong>de</strong> falha fechada.<br />
O exemplo também mostra como as<br />
lâmpadas piloto po<strong>de</strong>m ser representadas<br />
como uma interface do operador. As<br />
botoeiras também pertencem à interface<br />
<strong>de</strong> operação.<br />
71
PLL<br />
108<br />
T<br />
PSL<br />
108<br />
Reator Químico <strong>de</strong> Batelada<br />
Processo<br />
1. Um reator tanque agitado e<br />
jaquetado <strong>de</strong>ve ter X m 3 <strong>de</strong> ingrediente<br />
A adicionado. Depois ele <strong>de</strong>ve ser<br />
cheio até um volume <strong>de</strong>finido por LSH<br />
2 com o ingrediente B.<br />
2. Assim que o volume medido é<br />
estabelecido, o agitador é inicializado e<br />
começa a seqüência <strong>de</strong> aquecimento.<br />
3. A seqüência <strong>de</strong> aquecimento <strong>de</strong>ve<br />
seguir o perfil <strong>de</strong> temperatura da Fig.<br />
7.9.<br />
4. A seqüência envolve duas rampas<br />
ascen<strong>de</strong>ntes <strong>de</strong> temperatura com<br />
diferentes inclinações, dois períodos<br />
constantes e uma rampa <strong>de</strong>scen<strong>de</strong>nte.<br />
5. No fim da rampa <strong>de</strong>scen<strong>de</strong>nte, o<br />
agitador é <strong>de</strong>sligado e o tanque é<br />
drenado.<br />
Interface do operador<br />
A interface do operador é<br />
principalmente constituída <strong>de</strong> botoeiras,<br />
chaves seletoras, lâmpadas piloto e<br />
buzinas. O operador po<strong>de</strong> controlar<br />
manualmente cada etapa com algumas<br />
restrições e po<strong>de</strong> também inicializar uma<br />
seqüência completamente automática.<br />
Lógica<br />
Descrição<br />
1 Verificar se tanque está vazio<br />
Verificar se saída do reator-tanque está<br />
fechada<br />
Verificar que a válvula <strong>de</strong> B está fechada<br />
Encher reator-tanque com X m3 <strong>de</strong> A<br />
2 Verificar se a saída do reator-tanque está<br />
fechada<br />
Verificar se a válvula <strong>de</strong> A está fechada<br />
Adicionar B até o nível <strong>de</strong> LSH 2<br />
3 Ligar agitador<br />
Ir para o procedimento <strong>de</strong> rampa <strong>de</strong><br />
temperatura<br />
4 Seguir o perfil <strong>de</strong> temperatura estabelecido<br />
5 Depois <strong>de</strong> terminar o ciclo <strong>de</strong> temperatura,<br />
<strong>de</strong>sligar o agitador<br />
Esvaziar o reator-tanque, garantindo que<br />
válvulas <strong>de</strong> enchimento estejam fechadas<br />
Circular água fria através da jaqueta durante<br />
a fase <strong>de</strong> esvaziamento<br />
Simbolismo do Controle Lógico<br />
Descrição lógica<br />
Assim que a <strong>de</strong>scrição narrativa tenha<br />
sido escrita, a próxima etapa é fazer<br />
diretamente o esquema lógico. O que se<br />
segue não é necessário para o projeto. É<br />
uma <strong>de</strong>scrição dirigida para quem não está<br />
acostumado com diagramas lógicos.<br />
A <strong>de</strong>scrição está na Fig. 7.16.<br />
Enchimento<br />
Um circuito <strong>de</strong> contato retentivo padrão<br />
é usado quando uma chave<br />
PARADA/RESET dá permissão a todas as<br />
portas AND (HMS 2A, HMS 2B).<br />
Para permitir o sistema funcionar como<br />
um todo, a chave RESET <strong>de</strong>ve ser<br />
apertada.<br />
Apertando a botoeira PARADA,<br />
<strong>de</strong>sligam-se todas as portas AND e faz o<br />
sistema ir para sua condição <strong>de</strong> falha<br />
segura.<br />
Uma restrição <strong>de</strong>ve ser adicionada à<br />
seqüência <strong>de</strong> enchimento: nível muito alto<br />
<strong>de</strong>ve parar o enchimento. Isto é<br />
conseguido através <strong>de</strong> um sinal do LSHH<br />
3, que aciona outro circuito retentivo que<br />
<strong>de</strong>ve ser resetado por HMS 6, <strong>de</strong>pois que<br />
a condição <strong>de</strong> nível alto tenha sido<br />
corrigida. Uma saída <strong>de</strong>ste circuito<br />
retentivo fecha ou evita a abertura das<br />
válvulas <strong>de</strong> enchimento, quando elas<br />
estiverem no modo automático ou manual.<br />
A saída po<strong>de</strong> também acionar uma buzina<br />
e acen<strong>de</strong>r uma lâmpada piloto. A buzina<br />
po<strong>de</strong> ser silenciada pelo botão<br />
CONHECIMENTO<br />
(ACKNOWLEDGEMENT), HMS 7, através<br />
<strong>de</strong> seu circuito retentivo mas a lâmpada<br />
permanece acesa, até que a botoeira<br />
RESET, HMS 6, tenha sido apertada.<br />
As válvulas <strong>de</strong> enchimento YV 1A e YV<br />
1B po<strong>de</strong>m ser abertas manualmente,<br />
colocando-se a chave seletora HS 3,<br />
MANUAL-DESLIGADA-AUTOMÁTICA na<br />
posição MANUAL. A única restrição é que<br />
LSHH 3 não po<strong>de</strong> estar atuada. Estas<br />
chaves seletoras estão normalmente na<br />
posição AUTO, bem como a chave<br />
seletora do agitador, HS8.<br />
No modo automático, o operador<br />
precisa apenas apertar a botoeira<br />
PARTIDA, HMS 5. As condições a serem<br />
seguidas para este comando estão<br />
estabelecidas pelas entradas da porta AND<br />
abaixo <strong>de</strong> HMS 5:<br />
73
1. YV 1C <strong>de</strong>ve estar fechada (ZSL 3<br />
atuada)<br />
2. YV 1B <strong>de</strong>ve estar fechada (ZSL 2<br />
atuada)<br />
3. a botoeira <strong>de</strong> reset manual da chave<br />
do contador <strong>de</strong> vazão, QS1, <strong>de</strong>ve<br />
ser pressionada<br />
4. o reator <strong>de</strong>ve estar vazio (LSL 1<br />
atuada)<br />
Se todas estas condições estiverem<br />
satisfeitas, há um sinal <strong>de</strong> saída e duas<br />
das condições são imediatamente<br />
bypassadas:<br />
1. a atuação da botoeira PARTIDA<br />
2. a exigência que o reator esteja vazio<br />
A saída da porta AND vai para outra<br />
porta AND <strong>de</strong>baixo da posição AUTO da<br />
chave HS 3. Como o seletor está em<br />
AUTO, a válvula YV 1A irá abrir (sem nível<br />
muito alto).<br />
FQ1 começa a medir a quantida<strong>de</strong><br />
requerida do material <strong>de</strong> alimentação para<br />
o reator. Quando FQS 1 tripa, uma<br />
permissão é removida da porta AND do<br />
circuito <strong>de</strong> partida. A porta é <strong>de</strong>sabilitada,<br />
que <strong>de</strong>sabilita a primeira porta no circuito<br />
YV 1A e faz a válvula fechar.<br />
O próximo passo na seqüência<br />
automática é a abertura da válvula YV 1B.<br />
As exigências para sua abertura po<strong>de</strong>m<br />
ser vistas das entradas para a porta AND<br />
alimentando a porta <strong>de</strong>baixo da posição<br />
AUTO <strong>de</strong> HS 4. Esta porta requer<br />
1. LSH 2 atuada<br />
2. ZSL 1 confirme fechamento <strong>de</strong><br />
YV 1A<br />
3. ZSL 3 prove o fechamento <strong>de</strong><br />
YV 1C<br />
4. FQS 1 esteja em zero (sinal em<br />
zero e invertido)<br />
Se todas estas condições são satisfeitas<br />
no tempo zero, é necessário adicionar uma<br />
condição que confirme a execução da<br />
etapa anterior. Esta ultima permissão vem<br />
<strong>de</strong> uma porta que é atuada quando<br />
1. YV 1A é comandada para abrir,<br />
2. o medidor <strong>de</strong> vazão FQ1 está<br />
operando,<br />
3. o nível não está alto<br />
Um circuito retentivo retém as duas<br />
primeiras condições e fornece a lógica<br />
correta para a porta anterior. A lógica<br />
causa o fechamento <strong>de</strong> YV 1A ser o gatilho<br />
que abre YV 1B.<br />
Simbolismo do Controle Lógico<br />
LHS 2 fornece o sinal que fecha YV 1B<br />
e reseta a lógica mencionada acima,<br />
terminando o ciclo <strong>de</strong> enchimento.<br />
Agitador<br />
O próximo passo na seqüência é ligar o<br />
agitador. No modo automático, isto ocorre<br />
quando o sinal <strong>de</strong> LSH 2 habilita a porta<br />
AND abaixo da posição AUTO da seletora<br />
HS 8. Como nenhum sinal OFF está sendo<br />
recebido do gerador <strong>de</strong> rampa, todas as<br />
permissões estão presentes e a porta está<br />
habilitada. A saída passa através da porta<br />
OR e faz duas coisas:<br />
1. inicializa um temporizador <strong>de</strong> 10<br />
s<br />
2. parte o motor, <strong>de</strong>s<strong>de</strong> que ele<br />
não esteja no estado <strong>de</strong><br />
sobrecarregado<br />
Se o motor não partir <strong>de</strong>ntro do período<br />
<strong>de</strong> 10 segundos, a saída do temporizador<br />
habilita outra porta AND e anuncia a<br />
condição <strong>de</strong> falha através da buzina e da<br />
lâmpada piloto.<br />
O agitador será <strong>de</strong>sligado quando o<br />
sinal OFF do gerador <strong>de</strong> rampa ficar ativo.<br />
A seqüência <strong>de</strong>ste procedimento po<strong>de</strong><br />
ser seguida na Fig. 7.9.<br />
HS 9 inicializa esta fase quando na<br />
posição MANUAL e fornece uma<br />
permissão para a primeira porta AND<br />
quando em AUTO. Uma segunda entrada<br />
vem do sinal RUN do agitador. A outra<br />
entrada da porta AND vem <strong>de</strong> LSH 2 e é<br />
bypassada por um circuito retentivo para<br />
evitar paradas falsas quando o agitador<br />
parte e a superfície do líquido se torna<br />
agitada.<br />
Como não é permitido o aquecimento<br />
sem agitação do reator, o sinal RUN do<br />
agitador também fornece uma permissão<br />
para a porta AND da posição MANUAL.<br />
As saídas das duas portas AND passam<br />
para a porta OR e vão para os solenói<strong>de</strong>s,<br />
que mantém as válvulas <strong>de</strong> aquecimento e<br />
resfriamento em suas posições <strong>de</strong> falha,<br />
sendo energizadas. As válvulas do sistema<br />
<strong>de</strong> faixa dividida (split range) <strong>de</strong><br />
aquecimento e resfriamento seguem agora<br />
a saída <strong>de</strong> TIC 2 (que possui proteção<br />
contra saturação do modo integral). Ao<br />
mesmo tempo, o gerador <strong>de</strong> rampa X1C 1<br />
recebe um sinal que o obriga a seguir sua<br />
rampa <strong>de</strong> temperatura.<br />
74
O único conhecimento necessário do<br />
gerador <strong>de</strong> rampa é que<br />
1. tal dispositivo existe,<br />
2. ele possui entradas binárias para<br />
governar as inclinações e sentidos<br />
da rampa e do patamar<br />
3. ele possui saída analógica<br />
4. geralmente é montado no painel<br />
5. po<strong>de</strong> ser realizado por instrumento,<br />
software ou firmware <strong>de</strong> sistemas<br />
O sinal binário marcado RAMP 1 faz a<br />
saída do gerador <strong>de</strong> rampa aumentar em<br />
uma taxa <strong>de</strong>finida pela primeira parte do<br />
perfil <strong>de</strong> temperatura da Fig. 7.9. Quando<br />
se atinge o primeiro ponto do patamar, a<br />
chave XS 1A inicializa o primeiro período<br />
<strong>de</strong> patamar através do temporizador T1.<br />
Isto é feito através <strong>de</strong> um AND que se<br />
habilita somente quando o temporizador for<br />
inicializado mas ainda não terminou o<br />
tempo ajustado. Quando o temporizador<br />
acaba o tempo, o HOLD é removido pela<br />
porta NOT e é dado o comando para a<br />
RAMP 2.<br />
O comando RAMP 2 causa uma<br />
seqüência similar <strong>de</strong> eventos, embora a<br />
inclinação da rampa seja diferente. O<br />
segundo patamar é atingido quando XS 1B<br />
aciona o comando HOLD e governa sua<br />
duração através <strong>de</strong> T2. Quando o<br />
temporizador T2 expira, o comando RAMP<br />
3 faz a porção negativa do perfil <strong>de</strong><br />
temperatura ser seguido, baixando até<br />
atingir o valor ajustado por XS 1C.<br />
O objetivo do temporizador T3 é o <strong>de</strong><br />
inibir o sinal OFF <strong>de</strong> XS 1C, que ocorre no<br />
começo <strong>de</strong> cada ciclo. Ele <strong>de</strong>ve <strong>de</strong>sligar o<br />
agitador somente durante a rampa<br />
<strong>de</strong>scen<strong>de</strong>nte. Quando o agitador é<br />
<strong>de</strong>sligado, os sinais <strong>de</strong> permissão para as<br />
portas PARTIDA PROCEDIMENTO são<br />
removidos, as solenói<strong>de</strong>s são<br />
<strong>de</strong>senergizadas <strong>de</strong> modo que o fluido <strong>de</strong><br />
resfriamento circula na jaqueta e o<br />
comando HOLD é enviado para o gerador<br />
<strong>de</strong> rampa através do sinal RAMP 1<br />
invertido.<br />
As combinações AND-NOT-OR<br />
presentes em cada comando RAMP<br />
garantem que apenas um sinal está<br />
presente, em <strong>de</strong>terminado momento. Elas<br />
também inibem estes sinais durante os<br />
períodos <strong>de</strong> HOLD.<br />
Esvaziamento<br />
Simbolismo do Controle Lógico<br />
A próxima fase é o esvaziamento do<br />
reator. Po<strong>de</strong>-se ver da lógica abaixo <strong>de</strong> HS<br />
10 que o reator po<strong>de</strong> ser esvaziado<br />
completamente quando HS 10 estiver na<br />
posição MANUAL. Quando em AUTO, o<br />
esvaziamento <strong>de</strong>pen<strong>de</strong> <strong>de</strong>:<br />
1. válvulas <strong>de</strong> entrada fechadas<br />
2. sinal OFF enviado para o agitador<br />
no final da fase PROCEDIMENTO<br />
3. LSL 1 não atuado<br />
O sinal OFF do agitador da lógica do<br />
gerador <strong>de</strong> rampa inicializa a fase <strong>de</strong><br />
esvaziamento e o sinal <strong>de</strong> LSL 1 (quando o<br />
nível baixo do reator é atingido) o termina.<br />
Todas as condições lógicas são agora<br />
resetadas pelos comandos do operador<br />
para recomeçar nova batelada.<br />
Temperatura<br />
RAMP 1<br />
HOLD<br />
RAMP 2<br />
HOLD<br />
Fig. 7.15. Perfil do ciclo <strong>de</strong> temperatura<br />
RAMP 3<br />
Tempo<br />
75
Fig. 7.16. Seqüência <strong>de</strong> enchimento do vaso<br />
Simbolismo do Controle Lógico<br />
76
Fig. 7.17. Seqüência do procedimento<br />
Simbolismo do Controle Lógico<br />
77
Desenhos e Palavras<br />
O provérbio chinês diz que uma figura<br />
vale mais que mil palavras. Isto se aplica<br />
literalmente na simbologia lógica <strong>de</strong><br />
sistemas <strong>de</strong> controle e intertravamento.<br />
Usam-se alguns milhares <strong>de</strong> palavras para<br />
<strong>de</strong>screver um processo relativamente<br />
simples. Depois que certas convenções<br />
simbólicas tenham sido acordadas, a<br />
mesma quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> informação po<strong>de</strong> ser<br />
representada <strong>de</strong> um modo não ambíguo<br />
pelo uso <strong>de</strong> algumas poucas figuras<br />
geométricas simples. Esta simplicida<strong>de</strong> e<br />
concisão constituem a beleza e a força do<br />
simbolismo lógico binário.<br />
Embora nos próximos exemplos o valor<br />
do simbolismo lógico como uma<br />
ferramenta do processo <strong>de</strong><br />
conceitualização seja reforçado, sua<br />
utilida<strong>de</strong> não termina aí. Uma vez as<br />
convenções tenham sido estabelecidas e<br />
aceitas, a lógica é muito objetiva e exata.<br />
Diferente das <strong>de</strong>scrições com palavras, os<br />
esquemas lógicos não são abertos à<br />
interpretação; o que se vê é o que se tem.<br />
Os esquemas po<strong>de</strong>m ser feitos por mais<br />
<strong>de</strong> uma pessoa, po<strong>de</strong>m ser checados,<br />
discutidos, revisados, aprovados,<br />
melhorados e usados para fins <strong>de</strong><br />
checkout e pesquisa <strong>de</strong> <strong>de</strong>feitos<br />
(troubleshooting). Eles também são uma<br />
excelente ferramenta <strong>de</strong> instrução.<br />
Simbolismo do Controle Lógico<br />
Cartas <strong>de</strong> função para controle<br />
Introdução<br />
O Comitê Técnico IEC #3, Subcomitê<br />
3B: <strong>Documentação</strong>, publicou um método<br />
<strong>de</strong> <strong>de</strong>screver a função e o comportamento<br />
dos sistemas <strong>de</strong> controle que contenham o<br />
projeto conceitual e a <strong>de</strong>scrição da<br />
seqüência lógica (IEC Pub. 848-1988). O<br />
método po<strong>de</strong> também ser combinado<br />
diretamente com a lógica combinatória<br />
usual para formar uma po<strong>de</strong>rosa<br />
ferramenta <strong>de</strong> projeto.<br />
Cartas funcionais são constituídas <strong>de</strong><br />
passos, elos dirigidos e transições (Fig.<br />
7.18). O passo <strong>de</strong>screve um estado<br />
permanente (às vezes, momentânea) <strong>de</strong><br />
um processo seqüencial. O elo dirigido<br />
mostra a direção do fluxo da lógica. A<br />
transição é usada para mostrar a mudança<br />
condicional entre estados permanentes.<br />
Ações, estados e comandos da lógica<br />
são associados com passos. Condições ou<br />
comandos para a lógica são associados<br />
com transições (Fig. 7.19). Comandos ou<br />
ações são qualificados pelas letras símbolo<br />
S (stored – armazenado), D (<strong>de</strong>layed –<br />
atrasado), L (limited – limitado em tempo) e<br />
P (pulsed – pulsado, menor que limitado).<br />
As letras po<strong>de</strong>m ser combinadas (Fig.<br />
7.20). Comandos ou ações po<strong>de</strong>m ser<br />
condicionais (letra C, Fig. 7.21).<br />
Condições transitórias po<strong>de</strong>m ser<br />
representadas por afirmações textuais,<br />
expressões booleanas ou símbolos<br />
gráficos (Fig. 7.22).<br />
Uma po<strong>de</strong>rosa capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong>stas<br />
cartas <strong>de</strong> função é que elas po<strong>de</strong>m<br />
representar caminhos lógicos paralelos,<br />
seleção <strong>de</strong> seqüência exclusiva (Fig. 7.23)<br />
ou seleção <strong>de</strong> seqüência inclusive<br />
(Fig.7.24). Na Fig. 7.23 a exclusivida<strong>de</strong> é<br />
mostrada pela lógica booleana nas<br />
transições. Na Fig. 7.24 a simultaneida<strong>de</strong> é<br />
mostrada pelas linhas duplas,<br />
especialmente as mais baixas. Neste caso,<br />
a transição c não é habilitada até que os<br />
passos 09 e 10 sejam ativados ao mesmo<br />
tempo. Assim, e somente assim, a<br />
transição po<strong>de</strong> ser terminada.<br />
78
Elo dirigido<br />
Transição<br />
Fig. 7.7. Passos, elos dirigidos e transições<br />
HMS<br />
101<br />
HMS<br />
102<br />
Fig. 7.19. Comandos para e da lógica<br />
01<br />
02<br />
03<br />
01<br />
02<br />
03<br />
a<br />
b<br />
Passo inicial<br />
Simbolismo do Controle Lógico<br />
Passos subsequente<br />
Esperar<br />
Partir bomba<br />
Parar bomba<br />
79
c<br />
d<br />
e<br />
f<br />
g<br />
h<br />
18<br />
19<br />
Condição c<br />
Condição d<br />
20 D<br />
21 L<br />
22 DS<br />
23 SD<br />
Comando A<br />
Comando C<br />
D = 5 s<br />
Comando D<br />
L = 8 s<br />
Comando E<br />
D = 5 s<br />
Comando F<br />
D = 5 s<br />
Fig. 7.20. Combinações <strong>de</strong> comandos ou ações<br />
S<br />
Partida da<br />
ação B<br />
Status continua somente para a<br />
duração do passo 18<br />
Começa e contínua B<br />
Simbolismo do Controle Lógico<br />
Comando C, dados 5 s no passo<br />
20, removido ao final do passo 20<br />
Comando D, dado somente para<br />
primeiros 8 s do passo 21<br />
Comando E é atrasado 5 s e<br />
armazenado. Se ocorrer transição<br />
antes 5 s, comando não será<br />
ativado<br />
Comando F é primeiro armazenado<br />
e <strong>de</strong>pois atrasado. Se a transição h<br />
ocorrer, o comando ainda será<br />
executado<br />
80
Fig. 7.21. Comandos condicionais<br />
d<br />
d<br />
24 SC<br />
24 SC<br />
Ação B<br />
se d<br />
Ação B<br />
se d<br />
24 SC Ação<br />
Simbolismo do Controle Lógico<br />
Ação equivalente<br />
ocorre somente<br />
quando d estiver<br />
presente<br />
Ação começa com<br />
d mas <strong>de</strong>pois<br />
permanece<br />
81
HMS<br />
101<br />
Partida<br />
HMS<br />
102<br />
Parada<br />
Partida<br />
• Condições<br />
• Outras<br />
Fig. 7.22. Condições transitórias<br />
01<br />
02 S Ligar motor<br />
01<br />
02<br />
03<br />
Simbolismo do Controle Lógico<br />
Condições transitórias po<strong>de</strong>m ser<br />
representadas por <strong>de</strong>clarações<br />
textuais, expressões booleanas ou<br />
símbolos gráficos<br />
SC<br />
P > 250 kPa<br />
Ligar bomba óleo<br />
lubrificante<br />
SC Partir motor<br />
82
02<br />
Fig. 7.23. Caminhos paralelos: seleção <strong>de</strong> seqüência exclusiva<br />
01<br />
abc abc<br />
03<br />
Simbolismo do Controle Lógico<br />
04<br />
a<br />
bc<br />
83
08<br />
09<br />
Fig. 7.24. Caminhos paralelos: seleção <strong>de</strong> seqüência inclusiva<br />
07<br />
11<br />
Simbolismo do Controle Lógico<br />
10<br />
A linha dupla indica simultaneida<strong>de</strong>.<br />
Os dois sinais <strong>de</strong>vem estar<br />
presentes antes <strong>de</strong> acontecer a<br />
transição c. Somente então po<strong>de</strong> ser<br />
terminada.<br />
84
Documentos <strong>de</strong> execução<br />
O objetivo <strong>de</strong> um diagrama lógico<br />
conceitual é para resolver o problema <strong>de</strong><br />
como controlar um processo; o objetivo <strong>de</strong><br />
um diagrama lógico <strong>de</strong> execução é para<br />
realizar a solução. A lógica conceitual já foi<br />
discutida, a lógica <strong>de</strong> execução será vista<br />
agora.<br />
Um documento lógico <strong>de</strong> execução é<br />
qualquer documento tomado como<br />
ferramenta para ter as instruções<br />
realizadas, por outros projetistas ou<br />
engenheiros ou programadores. Exemplo<br />
<strong>de</strong> documento <strong>de</strong> execução é a norma<br />
ANSI/ISA S5.2, Diagramas Lógicos para<br />
Operações <strong>de</strong> Processo, pois ele trata<br />
apenas <strong>de</strong> entradas, saídas e lógica. Ele é<br />
removido do processo, pois nenhum<br />
processo é esquematizado.<br />
A normas ANSI/IEEE STD 91 (1984):<br />
Graphic Symbols for Logic Diagrams é<br />
outro exemplo <strong>de</strong> documento <strong>de</strong> execução.<br />
Como este trabalho é orientado para<br />
aplicação <strong>de</strong> processo, ele assume que o<br />
grau <strong>de</strong> <strong>de</strong>talhe presente em ANSI/ISA<br />
S5.2 é mais do que a<strong>de</strong>quado para<br />
projetistas e engenheiros <strong>de</strong> aplicação. O<br />
pessoal orientado para aplicação precisa<br />
enten<strong>de</strong>r o processo e as funções <strong>de</strong><br />
caixas pretas aplicadas ao problema do<br />
controle <strong>de</strong> processo, eles não precisam<br />
abrir as caixas pretas.<br />
ANSI/ISA S5.2: Diagrama lógico<br />
binário para operações <strong>de</strong> processo<br />
Esta norma tem o objetivo <strong>de</strong> fornecer<br />
um método <strong>de</strong> diagramação lógica <strong>de</strong><br />
sistemas <strong>de</strong> intertravamento binário e<br />
sequenciamento para a partida, operação,<br />
alarme e <strong>de</strong>sligamento <strong>de</strong> equipamento e<br />
processos na indústria química,<br />
petroquímica, refino <strong>de</strong> metal e outras<br />
indústrias. A norma preten<strong>de</strong> facilitar o<br />
entendimento das operações binárias e<br />
melhorar as comunicações entre técnicos,<br />
gerentes, projetistas, operadores e pessoal<br />
<strong>de</strong> manutenção ligados ao sistema.<br />
Entre a documentação conceitual e a <strong>de</strong><br />
execução, o pessoal <strong>de</strong> gerenciamento e<br />
operação acha maior utilida<strong>de</strong> na<br />
conceitual do que na <strong>de</strong> execução, pois a<br />
ligação com o processo é mais explícita.<br />
Simbolismo do Controle Lógico<br />
As diferenças básicas entre os<br />
diagramas <strong>de</strong> conceituação e <strong>de</strong> execução<br />
são:<br />
1. O diagrama conceitual tem uma<br />
orientação vertical, pois o processo<br />
é usualmente visto operando<br />
horizontalmente e as linhas <strong>de</strong> sinal<br />
são melhor mostradas<br />
perpendiculares ao processo. O<br />
diagrama <strong>de</strong> execução geralmente<br />
tem orientação horizontal, quase<br />
como um diagrama lad<strong>de</strong>r (escada)<br />
e possivelmente porque a lógica é<br />
seguida seqüencialmente sem muita<br />
ligação com o processo.<br />
2. O <strong>de</strong>senho conceitual é melhor<br />
<strong>de</strong>senhado em tamanho gran<strong>de</strong>,<br />
enquanto o <strong>de</strong>senho lógico <strong>de</strong><br />
execução é feito em folhas <strong>de</strong><br />
tamanho A4 ou carga. O formato<br />
gran<strong>de</strong> ajuda a visualizacao <strong>de</strong> todo<br />
o panorama, o formato pequeno é<br />
melhor <strong>de</strong> ser manuseado e na<br />
lógica não há interesse em se ver o<br />
processo global.<br />
3. As portas lógicas são mais fáceis <strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>senhar. Como a lógica é<br />
<strong>de</strong>senhada usualmente na forma <strong>de</strong><br />
esquemas à mão livre, é importante<br />
que haja um mínimo <strong>de</strong> linhas,<br />
símbolos e letras usadas.<br />
Diagrama lógico<br />
Antes <strong>de</strong> se <strong>de</strong>senvolver um diagrama<br />
lógico, <strong>de</strong>ve se ter um diagrama <strong>de</strong> fluxo. A<br />
Fig. 7.4. é um diagrama <strong>de</strong> fluxo <strong>de</strong><br />
processo. Deve se ter também uma breve<br />
<strong>de</strong>scrição narrativa, ponto por ponto, do<br />
objetivo do projetista. Então segue se o<br />
diagrama lógico. A Fig. 7.15 é um<br />
diagrama lógico associado com o diagrama<br />
<strong>de</strong> fluxo da Fig. 7.14.<br />
O diagrama mostra muitos símbolos<br />
binários lógicos para operação do<br />
processo. Os símbolos <strong>de</strong> função <strong>de</strong><br />
entrada e saída são os balões e<br />
ban<strong>de</strong>iroladas dos instrumentos da norma<br />
ANSI/ISA S 5.1. As <strong>de</strong>clarações <strong>de</strong><br />
entradas e saída são interpostas entre os<br />
balões ou ban<strong>de</strong>irolas e as setas <strong>de</strong><br />
continuação e a lógica levam <strong>de</strong> um<br />
<strong>de</strong>senho lógico para outro. A lógica flui da<br />
esquerda para a direita. As setas usados<br />
85
somente on<strong>de</strong> necessário para melhor<br />
entendimento do fluxo <strong>de</strong> sinal.<br />
Fig. 7.25 Exemplo <strong>de</strong> diagrama <strong>de</strong> fluxo<br />
Aqui estão os principais pontos<br />
referentes à apresentação lógica como<br />
mostrado na Fig. 7.26.<br />
1. Os <strong>de</strong>senhos são mais fáceis <strong>de</strong> seguir<br />
se todas as entradas são mostradas na<br />
esquerda e todas as saídas na direita.<br />
As funções lógicas são mostradas no<br />
meio.<br />
2. Embora as chaves <strong>de</strong> posição ZSH e<br />
ZSL sejam atuadas pelas válvulas HV1<br />
e HV2, as chaves estão na entrada<br />
para a lógica e as válvulas estão na<br />
saída. Elas po<strong>de</strong>m ser ligadas<br />
fisicamente, mas na lógica as chaves<br />
são <strong>de</strong>senhadas na esquerda como<br />
entradas e as válvulas são <strong>de</strong>senhadas<br />
na direita, como saídas.<br />
3. As chaves NOT <strong>de</strong>vem ser um pouco<br />
menores em relação aos balões <strong>de</strong><br />
instrumentos ou <strong>de</strong> equipamentos. Não<br />
há necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> parar a linha lógica<br />
em qualquer lado das portas. Na<br />
prática, a linha é <strong>de</strong>senhada e o círculo<br />
é <strong>de</strong>senhado em cima.<br />
4. As botoeiras PARTIDA e PARADA<br />
possuem o mesmo tag número, porém<br />
elas tem funções totalmente diferentes<br />
e <strong>de</strong>vem ser diferenciadas. Se é<br />
Simbolismo do Controle Lógico<br />
<strong>de</strong>sejável manter o mesmo número<br />
básico porque elas po<strong>de</strong>m estar na<br />
mesma caixa, po<strong>de</strong> se usar um número<br />
ou letra como sufixo. Mesmo isto não é<br />
absolutamente necessário, porém,<br />
<strong>de</strong>s<strong>de</strong> que a chave po<strong>de</strong> ser<br />
i<strong>de</strong>ntificada com números diferentes<br />
separados por /.<br />
5. Às vezes, é tentador manter o conceito<br />
<strong>de</strong> malhas (HS1, HV1, ZSH1). Isto é<br />
geralmente inútil, pois, na prática, é<br />
raramente possível ser mantido. Além<br />
disso é errado pois ANSI/ISA S5.1<br />
requer um novo número <strong>de</strong> malha para<br />
cada nova variável medida ou<br />
inicializada. Somente se a malha da<br />
variável H e a malha da variável Z<br />
forem as duas primeiras malha para<br />
usar estas letras e se ter<br />
correspondência.<br />
6. A maioria dos sistema <strong>de</strong> complexida<strong>de</strong><br />
mo<strong>de</strong>rada não tem uma relação<br />
biunívoca entre funções <strong>de</strong> entrada e<br />
saída. Quando eles tem, eles seriam<br />
sistemas manuais. É melhor encarar a<br />
complexida<strong>de</strong> na saída e dar ao<br />
sistema lógica a <strong>de</strong>signação YIC (ou<br />
YC). O sistema é, antes <strong>de</strong> tudo, um<br />
controlador <strong>de</strong> evento. Os elementos<br />
<strong>de</strong> saída similares <strong>de</strong>vem ter sufixos<br />
numéricos ou alfabéticos.<br />
7. Embora a lógica seja muito abstrata, as<br />
ligações <strong>de</strong>la <strong>de</strong>vem ser concretas. A<br />
Fig. 7.14 mostra somente uma única<br />
saída física para uma válvula solenói<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> três vias. A ligação para a lógica<br />
<strong>de</strong>ve refletir isto. Não há função <strong>de</strong><br />
saída para válvula fechada. Para fechar<br />
a válvula, o sinal abrir válvula é<br />
removido. São necessárias duas<br />
saídas somente quando houver duas<br />
solenói<strong>de</strong>s.<br />
Como o diagrama lógico é documento<br />
<strong>de</strong> execução, é preferível usar a<br />
i<strong>de</strong>ntificação dos equipamentos ligados<br />
(i.e., válvulas solenói<strong>de</strong>s, não as válvulas<br />
<strong>de</strong> linha) e observar os modos <strong>de</strong> falha dos<br />
equipamentos ligados.<br />
86
Fig. 7.26. Diagrama lógico típico<br />
Recomenda-se observar os modos <strong>de</strong><br />
falha segura. Não é aconselhável se ter<br />
válvula <strong>de</strong> enchimento com falha aberta,<br />
porque é improvável. Também não se <strong>de</strong>ve<br />
usar nível lógico alto para <strong>de</strong>senergizar<br />
solenói<strong>de</strong>s pois isto é confuso.<br />
Elementos lógicos<br />
A Fig. 7.16 dá símbolos e funções <strong>de</strong><br />
funções lógicas básicas. Aqui estão mais<br />
algumas recomendações úteis para um<br />
bom projeto.<br />
Geral<br />
Não usar palavras quando símbolos e<br />
i<strong>de</strong>ntificadores estiverem disponíveis.<br />
Quando usar palavras, fazê-lo do modo<br />
mais conciso possível. Mesmo quando o<br />
número <strong>de</strong> tag não for disponível, a parte<br />
do i<strong>de</strong>ntificador <strong>de</strong>ve ser usada para evitar<br />
uma <strong>de</strong>scrição narrativa.<br />
Função entrada<br />
Se as linhas lógicas forem diretamente<br />
a uma saída chamada <strong>de</strong> Partida da<br />
Esteira, então as palavras <strong>de</strong>vem ser<br />
Simbolismo do Controle Lógico<br />
omitidas, especialmente se HS é<br />
substituída por HMS (chave manual<br />
momentânea ou botoeira). Se não, então<br />
as palavras Partida da Esteira (uma sobre<br />
a outra) economizam espaço horizontal e,<br />
junto com HMS, contem toda a informação<br />
necessária sem redundância.<br />
Função saída<br />
Quando houver uma escolha entre<br />
palavras e símbolos, escolher símbolos ou<br />
uma combinação <strong>de</strong> símbolos com um<br />
breve estado da saída. Há um impacto<br />
muito maior no reconhecimento <strong>de</strong><br />
paradigmas quando se escolhe esta<br />
alternativa<br />
A primeira letra (H) <strong>de</strong>ve ser usada<br />
somente se há uma ligação direta com<br />
uma chave manual. Se não, é<br />
recomendável tratar a lógica como um<br />
sistema e usar Y para evento ou K para<br />
tempo, <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ndo se a lógica é orientada<br />
para evento ou para tempo. Nestes casos,<br />
todas as saídas <strong>de</strong>vem ter o mesmo<br />
número <strong>de</strong> malha e sufixos diferentes.<br />
Função AND<br />
As palavras nas entradas e saída<br />
simplesmente ajudam a ligar o símbolo à<br />
<strong>de</strong>finição. Lógica é a arte <strong>de</strong> fazer<br />
i<strong>de</strong>ntificações não contraditórias, não<br />
importa se com tanques, válvulas ou<br />
bombas.<br />
As duas entradas projetam mais<br />
informação <strong>de</strong> modo mais específico se<br />
forem usados balões com os<br />
i<strong>de</strong>ntificadores funcionais LSH e ZSH.<br />
Quando for necessário i<strong>de</strong>ntificar<br />
equipamentos (tanques, válvulas ou<br />
bombas), <strong>de</strong>ve se usar os i<strong>de</strong>ntificadores<br />
T-1, HV-2 e P-3, se existirem. Se não,<br />
<strong>de</strong>ve-se usar palavras especificas, tais<br />
como tanque <strong>de</strong> mistura, bomba <strong>de</strong> sucção<br />
<strong>de</strong> óleo, válvula da <strong>de</strong>scarga do<br />
compressor.<br />
A saída é também não específica.<br />
Quando se sabe que um relé específico é<br />
atuado para partir a bomba, então um<br />
balão com o tag número do relé <strong>de</strong>ve ser<br />
usado, p. ex., YY6.<br />
Função OR<br />
Muitas pessoas se sentem<br />
<strong>de</strong>sconfortáveis se uma saída positiva tem<br />
<strong>de</strong> ocorrer para <strong>de</strong>sligar uma máquina. Na<br />
ausência <strong>de</strong> um comando positivo, o<br />
87
conceito <strong>de</strong> falha segura requer que a<br />
máquina pare. A saída é invertida usando<br />
uma porta NOT e as palavras Permissão<br />
Operação Compressor em vez <strong>de</strong> Parar<br />
Compressor.<br />
Função OR Qualificado<br />
O OR qualificado não é muito<br />
necessário, mas é requerido quando se<br />
necessita <strong>de</strong> lógica complicada. A mesmas<br />
sugestões feitas acima com relação à<br />
i<strong>de</strong>ntificação <strong>de</strong> equipamentos <strong>de</strong> entrada<br />
e saída são aplicadas. Também <strong>de</strong>ve ser<br />
sentido o mesmo modo <strong>de</strong> falha segura.<br />
Se uma reação exotérmica ocorre,<br />
per<strong>de</strong>ndo-se o controle (sistema run away),<br />
é melhor mostrar uma lógica positiva para<br />
manter a reação ocorrendo. A falha da<br />
lógica <strong>de</strong>ve parar a reação.<br />
Função Memória<br />
A combinação do simbolismo e<br />
i<strong>de</strong>ntificação da norma ANSI ISA S5.1 com<br />
os i<strong>de</strong>ntificadores específicos <strong>de</strong><br />
equipamento permite um resultado<br />
conciso. A aplicação <strong>de</strong> uma situação real<br />
<strong>de</strong> processo exemplifica o princípio que<br />
não se <strong>de</strong>ve se tornar muito abstrato para<br />
se per<strong>de</strong>r o senso da realida<strong>de</strong>.<br />
Consi<strong>de</strong>rações acerca <strong>de</strong> modos <strong>de</strong> falha<br />
do vent do tanque e da permissão <strong>de</strong><br />
partida da bomba requerem que o vent<br />
falhe e a permissão também falhe.<br />
Originalmente, a norma fala das opções<br />
relacionadas com perda, manutenção e<br />
in<strong>de</strong>pendência da perda da alimentação<br />
principal. Atualmente estes conceitos são<br />
facilmente implementados com as novas<br />
tecnologias eletrônicas que permitem<br />
memória permanente na ausência da<br />
alimentação.<br />
Quando se analisa a segura <strong>de</strong> um<br />
sistema e os modos <strong>de</strong> falha, <strong>de</strong>ve se<br />
tomar todo o panorama e não se restringir<br />
apenas à lógica. A potência po<strong>de</strong> falhar em<br />
qualquer ponto – entrada, saída, motor,<br />
pneumática, elétrica – e cada uma <strong>de</strong>las<br />
<strong>de</strong>ve ser consi<strong>de</strong>rada.<br />
Simbolismo do Controle Lógico<br />
Elementos temporizados<br />
A norma ANSI ISA S5.2 apresenta os<br />
elementos <strong>de</strong> tempo, que são basicamente<br />
três:<br />
1. Inicialização atrasada da saída (DI)<br />
2. Terminação atrasada da saída (DT)<br />
3. Saída pulsada (PO)<br />
88
Simbolismo do Controle Lógico<br />
Função Símbolo Exemplo<br />
(1) Entrada<br />
A posição partida <strong>de</strong> uma chave<br />
Estado da<br />
entrada<br />
manual HS-1 é atuada para fornecer<br />
uma entrada para ligar uma esteira.<br />
(2) Saída<br />
(3) AND<br />
(4) OR<br />
Fig. 7.27. Símbolos lógicos ISA<br />
Número do instrumento ou do equipamento <strong>de</strong><br />
inicialização, se conhecido<br />
Estado da<br />
saída<br />
Número do Instrumento ou do equipamento<br />
operado, se conhecido<br />
A saída lógica D existe se e<br />
somente todas as entradas lógicas<br />
A, B e C existirem<br />
A<br />
B<br />
C<br />
Saída lógica D existe se e<br />
somente se uma ou mais das<br />
entradas lógicas A, B e C existir<br />
A<br />
B<br />
C<br />
A<br />
OR<br />
D<br />
D<br />
HS<br />
1<br />
Partir esteira<br />
Uma saída <strong>de</strong> seqüência lógica<br />
comanda a válvula HV-2 para abrir<br />
HV<br />
2<br />
Abrir<br />
Válvula<br />
Operar bomba se<br />
1. nível do tanque estiver alto e<br />
2. válvula <strong>de</strong> <strong>de</strong>scarga aberta<br />
LSH<br />
5<br />
ZSH<br />
4<br />
Nível<br />
alto T-3<br />
HV-3<br />
aberta<br />
Não permitir operação do<br />
compressor se<br />
1. pressão água resfriamento for baixa<br />
2. temperatura do mancal for alta<br />
PSL<br />
14<br />
TSH<br />
17<br />
Pressão<br />
baixa<br />
água<br />
Temper.<br />
alta<br />
A<br />
OR<br />
Partir<br />
bomb<br />
a P-5<br />
Permissão do<br />
Compressor<br />
C-7 operar<br />
89
Função Símbolo Exemplo<br />
(5)<br />
OR<br />
Qualificado<br />
A<br />
B<br />
C<br />
* Detalhes internos representam quantida<strong>de</strong>s<br />
numéricas (ver abaixo)<br />
Saída lógica D existe se e<br />
somente se um número<br />
especificado <strong>de</strong> entradas lógicas<br />
A, B e C existirem.<br />
Os seguintes símbolos<br />
matemáticos po<strong>de</strong>m ser usados,<br />
quando apropriado:<br />
a. = igual a<br />
b. ≠ não igual a<br />
c. < menor que<br />
d. > maior que<br />
e < não menor que<br />
f > não maior que<br />
g ≤ menor ou igual a (como f)<br />
h ≥ maior ou igual a (como e)<br />
Fig. 7.28. Símbolos lógicos ISA (continuação)<br />
*<br />
D<br />
Simbolismo do Controle Lógico<br />
Exemplo 1<br />
Operar misturador se dois e somente<br />
duas caixas estiverem em serviço<br />
Caixa 1 em serviço<br />
Caixa 2 em serviço<br />
Caixa 3 em serviço<br />
Caixa 4 em serviço<br />
Exemplo 2<br />
Parar reator se pelo menos dois<br />
dispositivos <strong>de</strong> segurança solicitarem a<br />
parada<br />
Dispositivo 1 atuado<br />
Dispositivo 2 atuado<br />
Dispositivo 3 atuado<br />
Dispositivo 4 atuado<br />
Dispositivo 5 atuado<br />
Parar<br />
Reação<br />
Exemplo 3<br />
Fazer alimentação se, no mínimo um<br />
e não mais que 2 moedores estiver em<br />
serviço.<br />
Moinho 1 em serviço<br />
Moinho 2 em serviço<br />
Moinho 3 em serviço<br />
≥1<br />
>2<br />
=2<br />
Função Símbolo Exemplo<br />
(6)<br />
NOT<br />
B A B<br />
Saída lógica B existe se e<br />
somente se a entrada A não existir.<br />
Fig. 7.29. Símbolos lógicos ISA (continuação)<br />
Nota Tabela verda<strong>de</strong> para mostrar equivalência<br />
Simbolismo do Controle Lógico<br />
Fechar válvula HV-7 quando nível do<br />
tanque T-3 não estiver alto e a bomba<br />
P-4 não estiver operando<br />
Alternativa <strong>de</strong> lógica<br />
Entradas Saída<br />
Caso 1 Caso 2<br />
1 1 0 0<br />
1 0 0 0<br />
0 1 0 0<br />
1 0 1 1<br />
Uma lógica 1 implica a existência <strong>de</strong> uma entrada ou saída e uma lógica 0 é a ausência<br />
<strong>de</strong> um sinal.<br />
Função NOT<br />
A função NOT mostra a equivalência entre uma porta AND com portas NOT em suas<br />
entradas e uma porta OR com um único NOT em sua saída.<br />
HV<br />
7<br />
LSH<br />
12<br />
YSH<br />
1<br />
LSH<br />
12<br />
YSH<br />
1<br />
Nível T-3<br />
alto<br />
P-3<br />
operando<br />
Nível T-3<br />
alto<br />
P-3<br />
operando<br />
HV<br />
7<br />
OR<br />
A<br />
HV<br />
7<br />
HV<br />
7<br />
HV<br />
7<br />
Fechar<br />
válvula<br />
Fechar<br />
válvula<br />
91
Função Símbolo Exemplo<br />
(7)<br />
Memória<br />
(Flip flop)<br />
A<br />
B<br />
S<br />
R<br />
C<br />
D*<br />
C<br />
*A saída D não precisa ser mostrada,<br />
quando não usada<br />
Opção <strong>de</strong> superposição <strong>de</strong><br />
entrada<br />
Se as entradas A e B existirem<br />
simultaneamente e se é <strong>de</strong>sejado<br />
ter A superpondo B, então S <strong>de</strong>ve<br />
ser envolvida em um circulo S<br />
.Se B é para superpor A, então R<br />
<strong>de</strong>ve ser envolvido por um circulo.<br />
R<br />
A<br />
B<br />
S<br />
R<br />
C<br />
D<br />
C<br />
Note que a entrada B se sobrepõe<br />
à entrada A<br />
Fig. 7.30. Símbolos lógicos ISA <strong>de</strong> memória<br />
Tabela verda<strong>de</strong> mostrando a necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> overri<strong>de</strong>:<br />
Entradas Saídas<br />
A B C D<br />
1 1 * *<br />
1 0 1 0<br />
0 1 0 1<br />
0 0 ** **<br />
1 1 0 1<br />
1 0 1 0<br />
0 1 0 1<br />
0 0 ** **<br />
* In<strong>de</strong>finido<br />
** Determinado pelo último sinal <strong>de</strong> entrada<br />
Simbolismo do Controle Lógico<br />
S representa set da memória<br />
R representa reset da memória<br />
A saída lógica C existe tão logo<br />
exista a entrada A. C contínua a existir,<br />
in<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>nte do estado subseqüente<br />
<strong>de</strong> A, até ser resetada pela entrada<br />
lógica B. C permanece terminado,<br />
in<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>nte do estado subseqüente<br />
<strong>de</strong> B, até que a lógica seja resetada por<br />
A.<br />
A saída lógica D, se usada, existe<br />
quando C não existe e D não existe<br />
quando C existe.<br />
Exemplo<br />
Se pressão do tanque T-16 fica alta,<br />
abrir o tanque PV-38 para a atmosfera<br />
(vent) e continuar ventando<br />
in<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>nte da pressão, até que a<br />
válvula seja fechada por HS-3, <strong>de</strong>s<strong>de</strong><br />
que a pressão não seja alta. Quando o<br />
vent for <strong>de</strong>sligado, a bomba P-7 <strong>de</strong>ve<br />
ser ligada.<br />
HS<br />
3<br />
PSH<br />
38<br />
Reset<br />
sistema<br />
Pressão<br />
alta T-16<br />
S Partir P-7<br />
R PV<br />
38<br />
Abrir<br />
válvula<br />
92
Símbolo Definição Exemplo<br />
B A * B<br />
B A DI<br />
B<br />
t<br />
Inicialização atrasada da saída<br />
(Delay Iniciation)<br />
B A D<br />
B<br />
T<br />
Terminação atrasada da saída<br />
(Delay Termination )<br />
B A PO<br />
B<br />
t<br />
Saída <strong>de</strong> pulso<br />
Fig. 7.31. Símbolos lógicos ISA temporizados<br />
A saída lógica B existe<br />
com uma relação <strong>de</strong><br />
tempo para a entrada<br />
lógica A. Esta relação <strong>de</strong><br />
tempo po<strong>de</strong> assumir<br />
várias lógicas.<br />
A existência contínua<br />
da entrada lógica A<br />
durante o tempo t faz a<br />
saída B existir quando t<br />
expira. B termina quando<br />
A termina<br />
Temperatura<br />
alta reator<br />
A existência contínua<br />
da entrada lógica A faz a<br />
saída B existir<br />
imediatamente. B termina<br />
quando A terminar e não<br />
tem ainda existido durante<br />
um tempo t.<br />
A existência da entrada<br />
lógica A, in<strong>de</strong>pen<strong>de</strong> <strong>de</strong><br />
seu estado subsequente,<br />
faz a saída B existir<br />
imediatamente. B existe<br />
durante um tempo t e<br />
<strong>de</strong>pois termina.<br />
Purga falha<br />
Pressão baixa<br />
Simbolismo do Controle Lógico<br />
Se a temperatura do<br />
reator exce<strong>de</strong>r um<br />
<strong>de</strong>terminado valor,<br />
continuamente durante 10<br />
segundos, bloquear a vazão<br />
do catalisador. Recomeçar<br />
a vazão, quando a<br />
temperatura não exce<strong>de</strong>r<br />
este valor.<br />
DI<br />
10 s<br />
Se a pressão do sistema<br />
cai abaixo <strong>de</strong> um limite <strong>de</strong><br />
baixa, operar o compressor<br />
ainda. Parar o compressor<br />
quando a pressão ficar<br />
abaixo do limite<br />
continuamente por 1<br />
minuto.<br />
DT<br />
60 s<br />
Operar<br />
compressor<br />
Se a purga do vaso falha<br />
por um período <strong>de</strong> tempo,<br />
operar a bomba <strong>de</strong> vácuo<br />
por 3 minutos e <strong>de</strong>pois<br />
parar a bomba.<br />
PO<br />
3 min<br />
Boquear vazão<br />
do catalisador<br />
Operar bomba<br />
vácuo<br />
93
Conclusão<br />
<br />
Simbolismo do Controle Lógico<br />
O engenheiro <strong>de</strong> sistema <strong>de</strong> controle necessita tratar da lógica<br />
binária. Binário significa possuir apenas um <strong>de</strong> dois estados<br />
possíveis: ligado ou <strong>de</strong>sligado, 1 ou 0. Um sistema lógico sempre<br />
apresenta o mesmo conjunto <strong>de</strong> saídas para o mesmo conjunto <strong>de</strong><br />
entradas, embora as respostas <strong>de</strong> saída possam ser modificadas por<br />
algum programa interno.<br />
Geralmente a lógica binária é realizada através <strong>de</strong> relés<br />
eletromecânicos ou eletrônicos e atualmente através <strong>de</strong> Controlador<br />
Lógico Programável, sistema que substitui os relés com vantagens.<br />
O mesmo diagrama lad<strong>de</strong>r po<strong>de</strong> ser usado para programar os dois<br />
tipos <strong>de</strong> lógica.<br />
O diagrama lógico binário simplifica e generaliza o simbolismo<br />
lógico, além <strong>de</strong> reduzir o tamanho da <strong>de</strong>pendência do equipamento.<br />
As duas principais fases <strong>de</strong> realizar um sistema <strong>de</strong> controle<br />
operável são:<br />
1. conceituação<br />
2. execução.<br />
A fase <strong>de</strong> conceituação é in<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>nte do equipamento e a fase<br />
<strong>de</strong> execução po<strong>de</strong> <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>r do equipamento escolhido para realizar<br />
o esquema <strong>de</strong> controle.<br />
Também, os dois principais tipos <strong>de</strong> documentação são<br />
associados com as duas fases. O documento conceitual tenta<br />
representar um esquema <strong>de</strong> controle abstrato. Seu objetivo é o <strong>de</strong><br />
ajudar o projetista e a todos que precisam ver o quadro panorâmico,<br />
a conceber o esquema necessário para controlar o processo. O<br />
documento <strong>de</strong> execução tem o objetivo <strong>de</strong> instruir os especialistas<br />
como <strong>de</strong>senvolver especificamente um esquema lógico que já foi<br />
<strong>de</strong>finido abstratamente.<br />
O documento conceitual mostra as partes essenciais do processo<br />
e a interface do operador. O documento <strong>de</strong> execução mostra<br />
simplesmente as entradas e as saídas. O diagrama lad<strong>de</strong>r é um dos<br />
documentos <strong>de</strong> execução.<br />
Uma boa prática inclui aspectos lógicos e estéticos.<br />
Na diagramação lógica fica mais evi<strong>de</strong>nte o provérbio chinês que<br />
estabelece que uma figura vale mais que mil palavras.<br />
Apostilas\<strong>Documentação</strong> <strong>Documentação</strong>2.doc 08 JUN 98<br />
94
Introdução<br />
Alguns técnicos (geralmente da área<br />
<strong>de</strong> projeto) questionam os méritos dos<br />
diagramas <strong>de</strong> malha, negando sua<br />
utilida<strong>de</strong>, argumentando que a<br />
informação contida neles po<strong>de</strong>ria ser<br />
encontrada em outros documentos, como<br />
nos diagramas <strong>de</strong> fluxo <strong>de</strong> engenharia e<br />
nos diagramas <strong>de</strong> fiação.<br />
A gran<strong>de</strong> importância dos Diagramas<br />
<strong>de</strong> Malha é para o pessoal <strong>de</strong><br />
manutenção, que necessita <strong>de</strong> uma<br />
<strong>de</strong>scrição pictural, rápida, conveniente e<br />
exata do que especificamente uma malha<br />
contém. Na realida<strong>de</strong>, o pessoal <strong>de</strong><br />
manutenção geralmente quer mais<br />
<strong>de</strong>talhes no diagrama <strong>de</strong> malha do que o<br />
projetista pensa ser necessário.<br />
O objetivo do Diagrama <strong>de</strong> Malha é<br />
mostrar todos os <strong>de</strong>talhes <strong>de</strong> uma malha<br />
<strong>de</strong> instrumento que o técnico <strong>de</strong><br />
instrumento <strong>de</strong> campo requer para<br />
verificar e fazer pesquisa <strong>de</strong> <strong>de</strong>feito<br />
(troubleshooting) na malha. O diagrama<br />
<strong>de</strong> malha é tão consi<strong>de</strong>rado um<br />
documento <strong>de</strong> manutenção que muitas<br />
companhias insistem em colocar os<br />
dados <strong>de</strong> calibração nele. Esta prática vai<br />
contra a regra <strong>de</strong> não colocar uma<br />
pedaço <strong>de</strong> informação em mais <strong>de</strong> um<br />
lugar. Os dados <strong>de</strong> calibração <strong>de</strong>vem ser<br />
colocados na folha <strong>de</strong> dados do<br />
instrumento.<br />
Embora sejam parecidos, o diagrama<br />
<strong>de</strong> malha não é o diagrama <strong>de</strong> fiação. O<br />
diagrama <strong>de</strong> malha mostra ao<br />
instrumentista todas as interligações <strong>de</strong><br />
uma malha <strong>de</strong> um modo claro e simples.<br />
8<br />
Diagramas <strong>de</strong> Malha<br />
O diagrama <strong>de</strong> fiação é útil para o<br />
instrumentista que precisa saber em que<br />
terminal ligar <strong>de</strong>terminado cabo elétrico.<br />
O diagrama <strong>de</strong> malha não é usado<br />
para instalação, mas po<strong>de</strong> ser usado<br />
para verificar a instalação. Ele po<strong>de</strong> ser a<br />
base para <strong>de</strong>senvolver os <strong>de</strong>senhos e<br />
listas <strong>de</strong> cabeamento.<br />
O diagrama <strong>de</strong> malha é uma forma <strong>de</strong><br />
diagrama <strong>de</strong> blocos que mostra os locais<br />
gerais dos instrumentos: painel, console,<br />
sala <strong>de</strong> controle, painel cego e campo.<br />
Os instrumentos são i<strong>de</strong>ntificados por tag<br />
número e os fios e tubos <strong>de</strong> interligação<br />
são i<strong>de</strong>ntificados especificamente como<br />
terminais e pontos <strong>de</strong> terminação.<br />
O diagrama <strong>de</strong> malha só po<strong>de</strong> ser<br />
completado após a escolha dos<br />
instrumentos, usualmente <strong>de</strong>pois do<br />
recebimento dos dados do ven<strong>de</strong>dor. Por<br />
isso ele não é um documento conceitual<br />
<strong>de</strong> projeto, mas um registro do que foi<br />
realmente projetado.<br />
O diagrama <strong>de</strong> malha mostra somente<br />
os instrumentos principais na malha e<br />
não mostra o processo.<br />
Uma folha <strong>de</strong> legenda <strong>de</strong>ve<br />
acompanhar o diagrama <strong>de</strong> malha. Não é<br />
necessário inventar nenhum símbolo<br />
novo <strong>de</strong> instrumentação ou <strong>de</strong> elétrica.<br />
Geralmente, os diagramas <strong>de</strong> malha<br />
são repetitivos e parecidos entre si, o que<br />
é muito bom quando se usa computador<br />
para fazer os <strong>de</strong>senhos.<br />
95
Conteúdo do Diagrama <strong>de</strong> Malha<br />
O titulo <strong>de</strong>ve ser <strong>de</strong>scritivo, porém<br />
simples. Notas suplementares po<strong>de</strong>m ser<br />
adicionadas para <strong>de</strong>screver somente o<br />
que não evi<strong>de</strong>nte dos símbolos.<br />
Superposições, intertravamentos, pontos<br />
<strong>de</strong> ajuste automáticos (cascateados),<br />
<strong>de</strong>sligamento e circuitos <strong>de</strong> <strong>de</strong>sligamento<br />
(shutdown) po<strong>de</strong>m requerer breves<br />
notas.<br />
Devem ser fornecidos os números dos<br />
terminais, i<strong>de</strong>ntificação da fiação e tubos<br />
por número e cor, se necessário. As<br />
caixas <strong>de</strong> passagem e terminais <strong>de</strong>vem<br />
ser i<strong>de</strong>ntificadas.<br />
On<strong>de</strong> houver mudança na<br />
continuida<strong>de</strong> do circuito (qualquer tipo <strong>de</strong><br />
terminação), <strong>de</strong>ve haver um símbolo <strong>de</strong><br />
i<strong>de</strong>ntificação que aju<strong>de</strong> na verificação e<br />
pesquisa <strong>de</strong> <strong>de</strong>feitos. Os locais são<br />
normalmente mostrados dividindo-se o<br />
<strong>de</strong>senho em seções, p. ex., sala <strong>de</strong><br />
controle, painel cego e campo.<br />
As fontes <strong>de</strong> alimentação elétrica e<br />
pneumática <strong>de</strong>vem ser i<strong>de</strong>ntificadas<br />
especificamente. O nível <strong>de</strong> potência e<br />
número <strong>de</strong> circuitos são informações<br />
úteis.<br />
Não conteúdo do diagrama <strong>de</strong><br />
malha<br />
Porém não <strong>de</strong>ve aparecer no<br />
diagrama <strong>de</strong> malha:<br />
1. Outras referências <strong>de</strong> <strong>de</strong>senho a não<br />
ser as <strong>de</strong> continuação <strong>de</strong> <strong>de</strong>senho<br />
(esta informação <strong>de</strong>ve estar no Índice<br />
<strong>de</strong> Instrumentos)<br />
2. Informação <strong>de</strong> localização (já está no<br />
diagrama <strong>de</strong> localização)<br />
3. Informação do fabricante (está nas<br />
folhas <strong>de</strong> dados)<br />
4. Informação <strong>de</strong> calibração (está nas<br />
folhas <strong>de</strong> dados)<br />
Deve-se sempre evitar a tendência <strong>de</strong><br />
querer colocar as informações acima no<br />
diagrama <strong>de</strong> malha, pois estas<br />
informações <strong>de</strong>vem estar contidas em<br />
outros documentos e é <strong>de</strong>sastroso<br />
quando se faz a revisão <strong>de</strong> uma<br />
informação em um documento e não o<br />
faz em outro.<br />
Folha <strong>de</strong> Legenda<br />
Como sempre, uma folha <strong>de</strong> legenda<br />
<strong>de</strong>ve acompanhar um conjunto <strong>de</strong><br />
diagramas <strong>de</strong> malha. A folhe <strong>de</strong> legenda<br />
serve como uma referência rápida e<br />
<strong>de</strong>fine as exceções da norma ou os<br />
casos especiais.<br />
A Fig. 8.1 é um exemplo <strong>de</strong> uma folha<br />
<strong>de</strong> legenda para diagramas <strong>de</strong> malha. Ela<br />
não é completa e po<strong>de</strong> ser expandida<br />
com as especificações <strong>de</strong> cada conjunto<br />
<strong>de</strong> diagramas <strong>de</strong> malha que ela<br />
representa.<br />
Uma <strong>de</strong>finição importante que <strong>de</strong>ve<br />
estar na folha <strong>de</strong> legenda se refere aos<br />
símbolos <strong>de</strong> linhas. Alguns projetistas<br />
preferem seguir rigorosamente a norma<br />
ISA S5.1, colocando as linhas elétricas<br />
pontilhadas. Outros usam linhas<br />
contínuas, que são mais fáceis <strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>senhar e seguir, <strong>de</strong>s<strong>de</strong> que já está<br />
subentendido que todas as linhas são<br />
elétricas.<br />
96
Símbolo <strong>de</strong> terminal<br />
genérico<br />
XXX<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
I<strong>de</strong>ntificação para<br />
conjunto <strong>de</strong> terminação<br />
ou caixa <strong>de</strong> junção<br />
5 I<strong>de</strong>ntificação da<br />
conexão<br />
Alimentação<br />
ES Alimentação elétrica<br />
AS Alimentação pneumática<br />
HS Alimentação hidráulica<br />
S Conexão <strong>de</strong> suprimento<br />
I Entrada<br />
O Saída<br />
Terminais <strong>de</strong> Instrumentos<br />
Fig. 8.1. Diagrama <strong>de</strong> malha <strong>de</strong> instrumentos, folha <strong>de</strong> legenda<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
FIC<br />
100<br />
• Usar <strong>de</strong>signações ISA<br />
para instrumentos<br />
• Usar <strong>de</strong>signações dos<br />
fabricantes para terminais<br />
1<br />
2<br />
On<strong>de</strong> necessário,<br />
por clareza<br />
Diagramas <strong>de</strong> Malha<br />
Fontes <strong>de</strong> alimentação<br />
TR<br />
105<br />
TT<br />
120<br />
WT<br />
103<br />
H<br />
N<br />
G<br />
S<br />
S<br />
ES, 115 V, 60 Hz<br />
AS, 120 kPa<br />
HS, 300 kPa<br />
Linhas <strong>de</strong> sinal<br />
Nestes diagramas <strong>de</strong> malha, todas<br />
as linhas são sólidas, exceto as<br />
linhas dos blocos <strong>de</strong> configuração<br />
que seguem a convenção da ANSI-<br />
ISA SP 5.1.<br />
97
Diagramas <strong>de</strong> Malha<br />
Fig. 8.2. Diagrama <strong>de</strong> malha <strong>de</strong> instrumento, óleo combustível para Fornalha #1<br />
Lay out <strong>de</strong> um diagrama <strong>de</strong> malha típico. Formato horizontal, tamanho A4 (ou carta). A<br />
placa <strong>de</strong> cal<strong>de</strong>ira é limitada a uma tira estreita em baixo. Os <strong>de</strong>scritores <strong>de</strong> local são<br />
limitados a tira estreita em cima. O diagrama é quebrado em seções: campo, rack, atrás do<br />
painel e painel frontal. As interfaces não são arbitrárias. O diagrama <strong>de</strong> fluxo está mostrado<br />
no canto direito, em baixo. Os elementos primário e finais não são mostrados no diagrama<br />
<strong>de</strong> malha, pois está mostrado no diagrama <strong>de</strong> fluxo.<br />
O diagrama é enxuto e simples. Ele mostra o essencial para pesquisa <strong>de</strong> <strong>de</strong>feito e nada<br />
mais. Ele para on<strong>de</strong> a informação é obvia (equipamentos <strong>de</strong> campo) ou on<strong>de</strong> se requer mais<br />
informação.<br />
98
Típicos para indicadores <strong>de</strong> temperatura multiponto<br />
Diagramas <strong>de</strong> Malha<br />
Exemplo do uso <strong>de</strong> típico. A configuração da malha é comum a um gran<strong>de</strong> número <strong>de</strong><br />
malhas. Os tag números, números <strong>de</strong> terminais e <strong>de</strong> i<strong>de</strong>ntificadores po<strong>de</strong>m ser dados em<br />
forma <strong>de</strong> tabela. Típicos funcionam bem com malhas repetitivas do tipo mostrado. Porém,<br />
seu uso é geralmente exagerado. A simplicida<strong>de</strong> do entendimento é o que conta para o<br />
usuário final.<br />
99
Diagramas <strong>de</strong> Malha<br />
Fig. 8.4. Diagrama <strong>de</strong> malha <strong>de</strong> instrumento, alarme <strong>de</strong> baixa pressão do sistema <strong>de</strong> óleo<br />
lubrificante da turbina<br />
Este diagrama se refere a uma malha <strong>de</strong> alarme. Há uma controvérsia se os diagramas<br />
<strong>de</strong> malhas <strong>de</strong>vem ser feitos para malhas digitais (não analógicas). O usuário final e o técnico<br />
<strong>de</strong> manutenção geralmente preferem e usam malhas <strong>de</strong> controle discreto e alarme.<br />
Note que o Painel Auxiliar foi alterado para Painel <strong>de</strong> Anunciador <strong>de</strong> Campo. Também foi<br />
colocada a função da chave <strong>de</strong> pressão, NA.<br />
100
Fig. 8.5. Diagrama <strong>de</strong> malha <strong>de</strong> instrumento, compressor #2<br />
Diagramas <strong>de</strong> Malha<br />
O diagrama foi escolhido da vida real para ilustrar as dificulda<strong>de</strong>s relacionadas com o<br />
código <strong>de</strong> cores. É fácil para o usuário arbitrar que preto é negativo e branco é positivo (ou<br />
vice versa). Porém, na vida real, o fornecedor do painel <strong>de</strong>finiu azul para negativo e<br />
vermelho para positivo.<br />
Outra dificulda<strong>de</strong> está na <strong>de</strong>finição da polarida<strong>de</strong>. O diagrama i<strong>de</strong>ntifica o terminal 12<br />
como positivo e o 13 como negativo. Deve-se lembrar sempre que a alimentação é uma<br />
fonte e que todos os instrumentos são cargas. O primeiro instrumento ligado à fonte <strong>de</strong>ve ter<br />
os terminais ligados a terminais <strong>de</strong> mesma polarida<strong>de</strong> da fonte. Na malha as polarida<strong>de</strong>s<br />
são alternadas.<br />
101
Diagramas <strong>de</strong> Malha<br />
Fig. 8.6. Diagrama <strong>de</strong> malha <strong>de</strong> instrumento, típico para malha <strong>de</strong> controle distribuído<br />
O diagrama mostra como tratar o caso em que a fiação real difere do mostrado no<br />
diagrama <strong>de</strong> fluxo <strong>de</strong> engenharia, mostrado no bloco <strong>de</strong> configuração. O controlador<br />
montado no armário <strong>de</strong>ve ter um tag número <strong>de</strong> i<strong>de</strong>ntificação. Se ele estiver envolvido<br />
somente com duas malhas, ele po<strong>de</strong> ter os dois tag números.<br />
É tentador parar o diagrama <strong>de</strong> malha nas entradas para o controlador montado no<br />
armário , <strong>de</strong>s<strong>de</strong> que isto é o bastante para a pesquisa <strong>de</strong> <strong>de</strong>feitos. Porém, o resto do<br />
<strong>de</strong>senho da malha é necessário por questão <strong>de</strong> completu<strong>de</strong>.<br />
O controlador montado no armário é mostrado como um bloco. De fato a tira terminal<br />
<strong>de</strong>veria ter dois balões <strong>de</strong> instrumentos adjacentes, FC 99 e TC 201, por exemplo e o<br />
barramento <strong>de</strong> dados <strong>de</strong>veria juntá-los.<br />
102
Diagramas Elétricos<br />
Há uma gran<strong>de</strong> interface entre a elétrica<br />
e o sistema <strong>de</strong> controle. Como atualmente<br />
a maioria da instrumentação é <strong>de</strong> natureza<br />
elétrica, a realização do projeto dos<br />
sistemas <strong>de</strong> controle é principalmente<br />
elétrica.<br />
O assunto <strong>de</strong> simbolismo e i<strong>de</strong>ntificação<br />
elétrica po<strong>de</strong> preencher um livro inteiro. É<br />
admirável a simplicida<strong>de</strong> do simbolismo<br />
elétrico e o modo em que este simbolismo<br />
é usado para expressar uma gran<strong>de</strong><br />
quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> informação <strong>de</strong>talhada.<br />
Tab. Lista <strong>de</strong> Desenhos <strong>de</strong> Projeto<br />
1. Índice <strong>de</strong> Desenhos<br />
2. Notas <strong>de</strong> Símbolos e Normas<br />
3. Classificação <strong>de</strong> áreas<br />
4. Diagramas unifilares<br />
5. Conjuntos <strong>de</strong> instalação<br />
6. Desenhos <strong>de</strong> aterramento<br />
7. Desenhos <strong>de</strong> cabos e conduites<br />
subterrâneos<br />
8. Esquemas <strong>de</strong> conduites<br />
9. Esquemas <strong>de</strong> cabos e circuitos<br />
10. Desenhos <strong>de</strong> potência aérea<br />
11. Desenhos da subestação<br />
12. Desenhos <strong>de</strong> Iluminação<br />
13. Desenhos <strong>de</strong> instrumentação<br />
elétrica<br />
14. Desenhos dos prédios <strong>de</strong> controle<br />
15. Desenhos lógicos elétricos<br />
16. Diagrama elementar (lad<strong>de</strong>r)<br />
17. Diagramas <strong>de</strong> ligação<br />
18. Desenhos e pólos e linhas<br />
19. Desenhos <strong>de</strong> miscelânea<br />
20. Desenhos <strong>de</strong> aquecimento (heat<br />
tracing)<br />
Diagramas <strong>de</strong> Fiação<br />
21. Esquemas <strong>de</strong> plaquetas<br />
Das duas gran<strong>de</strong>s divisões do trabalho<br />
elétrico, potência e controle, somente o<br />
controle interessa à instrumentação.<br />
Símbolos <strong>de</strong> <strong>de</strong>senho e notas<br />
9<br />
Como sempre, a folha <strong>de</strong> legenda vem<br />
antes do índice dos <strong>de</strong>senhos. Cada<br />
companhia tem seu formato próprio, mas<br />
os símbolos usados geralmente se<br />
baseiam nas normas ANSI e ISA.<br />
A Fig. 9.1 mostra símbolos, <strong>de</strong>finições e<br />
notas típicas que aparecem na maioria das<br />
folhas <strong>de</strong> <strong>de</strong>senhos elétricos.<br />
A beleza e importância <strong>de</strong> uma folha <strong>de</strong><br />
legenda é que elas dão ao projetista blocos<br />
constituintes com os quais ele cria<br />
diagramas complexos. Ela também <strong>de</strong>fine<br />
símbolos e aplicações em um projeto<br />
específico. Por exemplo, uma nota<br />
relacionada com cor <strong>de</strong> lâmpada piloto<br />
po<strong>de</strong>ria ser:<br />
G para ser usado para Potência<br />
Disponível, Motor Parado ou Disjuntor<br />
Aberto.<br />
R para ser usado para Motor Operando,<br />
Disjuntor Fechado ou Condição <strong>de</strong> Alarme.<br />
Em aplicações <strong>de</strong> controle <strong>de</strong> motores, a<br />
convenção é geralmente inversa. Por isso<br />
a folha <strong>de</strong> legenda é o lugar para eliminar<br />
ambigüida<strong>de</strong>s.<br />
103
Unifilar Detalhado Definição Notas<br />
400/5<br />
100<br />
3 P<br />
100<br />
Fusível<br />
Fusível <strong>de</strong> encaixe<br />
Desligador <strong>de</strong> circuito<br />
Conector separável<br />
Transformador <strong>de</strong><br />
corrente<br />
Transformador <strong>de</strong><br />
potencial<br />
Transformador <strong>de</strong><br />
potência<br />
Fig. 9.1. Símbolos da folha <strong>de</strong> legenda para <strong>de</strong>senho elétrico típico<br />
Chave <strong>de</strong> <strong>de</strong>sligar não<br />
fusível<br />
Diagramas <strong>de</strong> Malha<br />
Mostrar o valor da<br />
corrente <strong>de</strong> atuação<br />
Mostrar o valor da<br />
corrente <strong>de</strong> atuação<br />
Mostrar o valor <strong>de</strong><br />
ajuste e tamanho<br />
Combinação <strong>de</strong><br />
starters e disjuntores<br />
em painéis <strong>de</strong> controle<br />
<strong>de</strong> motores<br />
• Polarida<strong>de</strong><br />
400/5 é relação <strong>de</strong><br />
espiras<br />
Delta<br />
WYE<br />
Terra<br />
100 = Ampère<br />
3 P = trifásica<br />
104
PARTIDA<br />
PARADA<br />
PARTIDA<br />
PARADA<br />
PARTIDA<br />
PARADA<br />
PARADA<br />
MANTIDA<br />
PARTIDA<br />
MOMENTANEA<br />
Botoeira <strong>de</strong> partida<br />
Botoeira <strong>de</strong> parada<br />
Combinação <strong>de</strong> Botoeiras<br />
<strong>de</strong> partida e parada<br />
Combinação <strong>de</strong> Botoeiras<br />
<strong>de</strong> partida e parada com<br />
lâmpada piloto<br />
Estação <strong>de</strong> botoeira<br />
(Partida Momentânea e<br />
Parada Mantida)<br />
mecanicamente ligada<br />
Lâmpada piloto ou <strong>de</strong><br />
indicação<br />
Fig. 9.1. (continuação): Definições e notas típicas<br />
Diagramas <strong>de</strong> Malha<br />
Contato momentâneo (não<br />
retentivo)<br />
Contato momentâneo (não<br />
retentivo)<br />
Funções in<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ntes,<br />
(não mecanicamente<br />
ligadas)<br />
Lâmpada indica<br />
normalmente ligada<br />
A lâmpada esta ligada ao<br />
relé no circuito <strong>de</strong> controle<br />
Especificar funções com<br />
palavras<br />
A – ambar<br />
G – ver<strong>de</strong> (green)<br />
W – branca (white)<br />
B – azul (blue)<br />
R – vermelha (red)<br />
Y – amarela (yellow)<br />
105
Símbolo Definição Notas<br />
+<br />
-<br />
TDO<br />
TDC<br />
R1 R1<br />
12 V cc<br />
Contato normalmente aberto<br />
(NA)<br />
Contato normalmente fechado<br />
(NF)<br />
Contato <strong>de</strong> sobrecarga termal<br />
Contato <strong>de</strong> sobrecarga<br />
magnético<br />
Conexão <strong>de</strong> terra<br />
Chave com atraso <strong>de</strong> tempo<br />
Diagramas <strong>de</strong> Malha<br />
Normalmente aberto se refere<br />
à posição na prateleira<br />
Normalmente fechado se<br />
refere à posição na prateleira<br />
Contatos mostrados como<br />
contatos NF<br />
Conforme National Electric<br />
Co<strong>de</strong> (NEC)<br />
Contato NF com abertura<br />
temporizada<br />
Chave com atraso <strong>de</strong> tempo Contato NO com fechamento<br />
temporizado<br />
Bobina operando, <strong>de</strong> relé ou<br />
starter <strong>de</strong> motor<br />
Bateria<br />
Fig. 9.1. (continuação): Definições e notas típicas<br />
Designação é <strong>de</strong> acordo com<br />
o esquema <strong>de</strong> i<strong>de</strong>ntificação<br />
Mostra tensão e polarida<strong>de</strong><br />
106
Chave <strong>de</strong> vazão, FS<br />
Chave <strong>de</strong> nível, LS<br />
Chave <strong>de</strong> pressão, PS<br />
Chave <strong>de</strong> temperatura , TS<br />
Chave <strong>de</strong> posição ou chave<br />
limite, ZS<br />
Buzina ou sirene<br />
Fig. 9.1. (continuação): Definições e notas típicas<br />
Diagramas <strong>de</strong> Malha<br />
NA ou NF se referem à<br />
posição da chave na<br />
prateleira<br />
NA ou NF se referem à<br />
posição da chave na<br />
prateleira<br />
NA ou NF se referem à<br />
posição da chave na<br />
prateleira<br />
NA ou NF se referem à<br />
posição da chave na<br />
prateleira<br />
NA ou NF se referem à<br />
posição da chave na<br />
prateleira<br />
107
1.<br />
Equipamento<br />
Item Descrição Quantida<strong>de</strong><br />
1 Bucha, ¾ “x ½ “ 6<br />
2 Conexão (Nipple), ½ “ 1<br />
3 Corpo do conduite 2<br />
4 União, macho, ½ “ 1<br />
5 Cabo flexível, ½ “, X-Proof 1<br />
6 Plug, ½ “ 1<br />
Diagramas <strong>de</strong> Malha<br />
Detalhe N o :<br />
Válvula solenói<strong>de</strong> ou equipamento selado <strong>de</strong> fábrica, Classe 1, Grupos B, C e D, Divisão<br />
Fig. 9.3. Desenho <strong>de</strong> montagem <strong>de</strong> instrumentação padrão<br />
Ver <strong>de</strong>senho <strong>de</strong><br />
planta para conduite<br />
108
Fig. 9.4. Aterramento <strong>de</strong> instrumento<br />
Diagramas <strong>de</strong> Malha<br />
Desenhos <strong>de</strong> aterramento são muito complexos. Há geralmente dois tipos:<br />
1. um similar a um <strong>de</strong>talhe <strong>de</strong> instalação, consiste <strong>de</strong> uma série <strong>de</strong> <strong>de</strong>talhes <strong>de</strong><br />
equipamentos individuais (Fig. 9.4) e interessa ao instrumentista.<br />
2. <strong>de</strong>senho tipo layout que mostra locais, pontos <strong>de</strong> ligação e roteamento dos cabos.<br />
Geralmente não interessa ao projetista ou técnico <strong>de</strong> instrumentação.<br />
109
Fig. 9.9. Desenho elementar <strong>de</strong> motor<br />
Diagramas <strong>de</strong> Malha<br />
Exemplo <strong>de</strong> combinação <strong>de</strong> diagrama elementar e <strong>de</strong> ligação, normalmente usado para<br />
mostrar o controle <strong>de</strong> motor. Este diagrama permite o entendimento da lógica <strong>de</strong> controle e<br />
fixa os locais e números <strong>de</strong> terminal <strong>de</strong> todos os equipamentos importantes.<br />
Na porção esquemática do <strong>de</strong>senho, as linhas solidas representam a fiação interna ao<br />
cubículo. As linhas pontilhadas representam a fiação externa, ou seja, a fiação que o<br />
eletricista <strong>de</strong>ve instalar no campo.<br />
110
Fig. 9.10. Desenho chave <strong>de</strong> ligação<br />
Diagramas <strong>de</strong> Malha<br />
O diagrama é um esquema <strong>de</strong> interligação elétrico típico, usado como uma chave para<br />
enten<strong>de</strong>r os equipamentos complexos. Ele mostra que as válvulas <strong>de</strong> controle e os<br />
transmissores montados no campo são ligados a caixas <strong>de</strong> junção separadas. O roteamento<br />
dos cabos é mostrado. Deve haver uma i<strong>de</strong>ntificação suficiente para permitir ao usuário ter<br />
uma visão geral e ver também os <strong>de</strong>talhes.<br />
111
Fig. 9.11. Detalhe <strong>de</strong> instalação <strong>de</strong> caixa terminal<br />
Diagramas <strong>de</strong> Malha<br />
O diagrama mostra <strong>de</strong>talhes <strong>de</strong> instalação <strong>de</strong> uma caixa <strong>de</strong> terminais <strong>de</strong> campo. Ela dá<br />
muita informação com poucas palavras. As conexões dos conduites estão na parte <strong>de</strong> baixo<br />
para preservar a integrida<strong>de</strong> do topo da caixa (para não entrar água). A fiação entra no<br />
centro, através <strong>de</strong> conduite e vai para duas barras <strong>de</strong> terminais. A fiação <strong>de</strong> campo está do<br />
lado <strong>de</strong> fora. A Fig. 9.12 mostra a montagem interna da caixa terminal.<br />
112
Fig. 9.12. Desenho <strong>de</strong> montagem <strong>de</strong> caixa terminal<br />
Diagramas <strong>de</strong> Malha<br />
113
Introdução<br />
Diagrama lad<strong>de</strong>r é uma representação<br />
or<strong>de</strong>nada em forma <strong>de</strong> escada <strong>de</strong><br />
componentes e conexões <strong>de</strong> um circuito<br />
elétrico. O diagrama lad<strong>de</strong>r é também<br />
chamado <strong>de</strong> diagrama elementar ou<br />
diagrama <strong>de</strong> linha. O termo lad<strong>de</strong>r<br />
(escada) se aplica porque ele parece com<br />
uma escada, contendo <strong>de</strong>graus. É o<br />
diagrama básico associado com o controle<br />
lógico programado.<br />
Componentes<br />
Os elementos constituintes <strong>de</strong> um<br />
diagrama lad<strong>de</strong>r po<strong>de</strong>m ser divididos em<br />
componentes <strong>de</strong> entrada e <strong>de</strong> saída. São<br />
<strong>de</strong> entrada:<br />
1. Contato normalmente aberto<br />
2. Contato normalmente fechado<br />
Os contatos po<strong>de</strong>m ser retentivos (<strong>de</strong><br />
chaves liga-<strong>de</strong>sliga), não retentivos (<strong>de</strong><br />
botoeiras). Os contatos po<strong>de</strong>m ser<br />
manuais (chaves manuais) ou automáticos<br />
(pressostato, termostato, chaves<br />
automáticas <strong>de</strong> nível e <strong>de</strong> vazão, chave<br />
térmica <strong>de</strong> motor). Os contatos po<strong>de</strong>m ser<br />
instantâneos ou temporizados para abrir ou<br />
fechar.<br />
São componentes <strong>de</strong> saída:<br />
3. Bobina <strong>de</strong> um starter <strong>de</strong> motor<br />
4. bobina <strong>de</strong> um relé<br />
5. bobina <strong>de</strong> uma solenói<strong>de</strong><br />
6. Lâmpada piloto<br />
Existem outros símbolos, porém estes<br />
são os mais importantes e usados e são<br />
suficientes para o entendimento dos<br />
diagramas encontrados nas aplicações<br />
práticas.<br />
Todos os diagramas lad<strong>de</strong>r possuem<br />
algumas práticas comuns, como:<br />
10<br />
Diagrama Lad<strong>de</strong>r<br />
1. Entradas, chaves e contatos são<br />
colocados no início da linha, no lado<br />
esquerdo.<br />
2. Saídas, bobinas e lâmpadas piloto são<br />
colocadas no fim da linha, no lado<br />
direito.<br />
3. Uma linha <strong>de</strong> entrada po<strong>de</strong> alimentar<br />
mais <strong>de</strong> uma saída. Quando isso<br />
ocorre, as saídas estão ligadas em<br />
paralelo.<br />
4. Chaves, contatos e entradas po<strong>de</strong>m ter<br />
contatos múltiplos em série, paralelo<br />
ou série-paralelo.<br />
5. As linhas são numeradas<br />
consecutivamente, à esquerda e <strong>de</strong><br />
cima para baixo.<br />
6. Dá-se um único número <strong>de</strong><br />
i<strong>de</strong>ntificação para cada nó <strong>de</strong> ligação.<br />
7. As saídas po<strong>de</strong>m ser i<strong>de</strong>ntificadas por<br />
função, no lado direito, em notas.<br />
8. Po<strong>de</strong>-se incluir um sistema <strong>de</strong><br />
i<strong>de</strong>ntificação <strong>de</strong> referência cruzada, no<br />
lado direito. Os contatos associados<br />
com a bobina ou saída da linha são<br />
i<strong>de</strong>ntificados pelo número da linha.<br />
9. Os contatos <strong>de</strong> relé são i<strong>de</strong>ntificados<br />
pelo número da bobina do relé mais<br />
um número seqüencial consecutivo.<br />
Por exemplo, os três contatos do relé<br />
CR7 são CR7-1, CR7-2 e CR7-3.<br />
L1 SW1<br />
CR5<br />
L2<br />
Fig. 5.1. Diagrama lad<strong>de</strong>r básico, para uma<br />
chave manual que liga a saída <strong>de</strong> um relé:<br />
saída<br />
114
L1<br />
R<br />
LS1<br />
PL1<br />
Fig. 5.2. Duas chaves em paralelo (manual SW1<br />
e automática <strong>de</strong> nível LS1) controlam a saída do relé<br />
CR5e uma lâmpada piloto PL1 vermelha (R).<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
L1<br />
SW1<br />
Fig. 5.3. Diagrama lad<strong>de</strong>r com duas funções<br />
Exemplo 1<br />
SW1<br />
SW2<br />
SW3<br />
CR7-1<br />
CR5<br />
CR7<br />
CR8<br />
O diagrama lad<strong>de</strong>r da Fig.5.1, está<br />
associado a um sistema com uma chave<br />
que liga-<strong>de</strong>sliga um relé <strong>de</strong> saída, CR5. A<br />
Fig. 5.2 mostra um sistema <strong>de</strong> controle<br />
com linhas paralelas na entrada e na<br />
saída. Qualquer uma das duas chaves liga<strong>de</strong>sliga<br />
a saída e a lâmpada piloto. O<br />
diagrama da figura possui duas linhas<br />
funcionais ativas.<br />
O diagrama lad<strong>de</strong>r da Fig. 5.3 tem a<br />
seguinte seqüência <strong>de</strong> operação:<br />
G<br />
L2<br />
saída<br />
L2<br />
saída 1<br />
saída 2<br />
Seqüência direta<br />
Diagrama Lad<strong>de</strong>r<br />
1. No início, todas as chaves estão<br />
abertas, as bobinas estão<br />
<strong>de</strong>sligadas<br />
2. Fechando SW1 ou SW2 ou ambas,<br />
CR7 é energizada.<br />
3. Na linha 3, o contato NA CR7-1<br />
fecha, habilitando a linha 3 e CR8<br />
ainda está <strong>de</strong>sligada<br />
4. Fechando a chave manual SW3, CR8<br />
é energizada e a lâmpada piloto<br />
ver<strong>de</strong> (G) é acesa<br />
5. Abrindo as duas chaves SW1 e SW2,<br />
tudo é <strong>de</strong>sligado<br />
6. Em operação, <strong>de</strong>sligando SW3, CR8<br />
é <strong>de</strong>sligado, PL1 é <strong>de</strong>sligada mas<br />
CR7 contínua ligada.<br />
Seqüência alternativa possível<br />
1. Inicialmente, ligando SW3, nada é<br />
energizado (contato CR7-1 está<br />
aberto pois CR7 não está<br />
energizada).<br />
2. Abrindo SW3, quando tudo estiver<br />
ligado, <strong>de</strong>sliga somente CR8 e<br />
PL1.<br />
Exemplo 2<br />
As seguintes modificações po<strong>de</strong>m ser<br />
feitas ao diagrama da Fig.5. 3:<br />
1. SW4 <strong>de</strong>ve estar ligada para CR7 ficar<br />
ligada<br />
2. CR7 <strong>de</strong>ve estar <strong>de</strong>sligada para CR8<br />
estar ligada<br />
3. CR9 é ligada por CR7, CR8 e SW3.<br />
O diagrama estendido é mostrado na<br />
Fig 5. Há uma linha pontilhada entre os<br />
dois contatos SW3, indicando uma única<br />
chave comum com dois contatos (Se SW3<br />
estivesse na esquerda, somente um<br />
contato seria necessário para energizar as<br />
linhas 3, 4 e 5).<br />
Uma linha adicional <strong>de</strong> operação<br />
po<strong>de</strong>ria ser acrescentada ao diagrama<br />
lad<strong>de</strong>r, como a linha 6 mostrada na figura<br />
5. A seqüência adicionada seria a<br />
seguinte:<br />
CR7 ou CR8 ou ambas, mais LS12 e CR9<br />
ligam a saída do relé CR10.<br />
115
Exemplo <strong>de</strong> um diagrama errado<br />
O diagrama da Fig. 5.4 é um diagrama<br />
lad<strong>de</strong>r incorreto, que contem os mesmos<br />
componentes da figura, porém, nunca irá<br />
funcionar. Os erros são os seguintes:<br />
1. Mesmo que houvesse potência entre<br />
as linhas, a voltagem aplicada em cada<br />
elemento <strong>de</strong> saída seria dividida por 3<br />
e nenhuma bobina teria a tensão<br />
correta <strong>de</strong> funcionamento e a lâmpada<br />
piloto ficaria só um pouco acesa. Mas,<br />
logicamente, as saídas nunca seriam<br />
ligadas.<br />
2. Mesmo fechando todas as chaves, o<br />
contato CR7-1 ficaria sempre aberto.<br />
Para fechar o contato CR7-1 a bobina<br />
CR7 <strong>de</strong>ve ser energizada e a bobina só<br />
seria energizada fechando-se CR7-1,<br />
que é impossível.<br />
1<br />
2<br />
L1<br />
SW1<br />
SW2<br />
CR7-1 SW3<br />
CR7<br />
Fig.5. 4. Diagrama lad<strong>de</strong>r incorreto<br />
CR8 G<br />
L2<br />
Diagrama Lad<strong>de</strong>r<br />
116
Exemplos <strong>de</strong> Diagramas Lad<strong>de</strong>r<br />
Circuito <strong>de</strong> Alarme <strong>de</strong> Alta Pressão<br />
Descrição<br />
O circuito faz soar uma buzina e<br />
acen<strong>de</strong>r uma lâmpada piloto quando a<br />
pressão atingir um valor alto perigoso.<br />
Depois que o alarme soa, o botão<br />
Reconhecimento <strong>de</strong>sliga a buzina e <strong>de</strong>ixa<br />
a lâmpada acesa. Quando a pressão<br />
baixar para um valor seguro, a lâmpada se<br />
apaga<br />
Solução<br />
Quando a pressão atinge valor alto<br />
perigoso, a chave PS atua, fechando o<br />
circuito e<br />
1. soando a buzina<br />
2. acen<strong>de</strong>ndo lâmpada R<br />
Quando operador toma conhecimento<br />
do alarme e aperta a chave ACKN, a<br />
bobina S se energiza, trocando seus<br />
contatos S1 e S2<br />
1. S1 abre, <strong>de</strong>sligando a buzina<br />
2. S2 fecha, mantendo S energizada<br />
A bobina S só é <strong>de</strong>sligada quando a<br />
chave PS abrir, ou seja, quando a pressão<br />
alta cair e ficar em valor seguro.<br />
Controle <strong>de</strong> Bomba e duas lâmpadas<br />
piloto com chave <strong>de</strong> nível<br />
Descrição<br />
A chave <strong>de</strong> nível opera a bomba do<br />
motor. A bomba enche um tanque com<br />
água. Quando o nível do tanque estiver<br />
baixo, a chave liga o motor da bomba e<br />
acen<strong>de</strong> a lâmpada A. Quando o nível<br />
atingir o nível máximo (tanque cheio), a<br />
chave <strong>de</strong>sliga o motor e acen<strong>de</strong> a lâmpada<br />
R e A permanece acesa. Se o motor ficar<br />
sobrecarregado, é <strong>de</strong>sligado, mas a<br />
lâmpada A contínua acesa.<br />
Solução<br />
Diagrama Lad<strong>de</strong>r<br />
Quando o nível estiver abaixo do<br />
máximo, a chave PS está aberta e<br />
1. lâmpada R está acesa<br />
2. motor está ligado, operando<br />
3. lâmpada A está apagada<br />
Quando o nível atingir o máximo, LSH<br />
tripa<br />
1. 1. apagando R 2. <strong>de</strong>sligando motor<br />
M<br />
2. acen<strong>de</strong>ndo A<br />
Quando motor ficar sobrecarregado, OL<br />
abre<br />
1. <strong>de</strong>sligando motor<br />
2. mantendo A acesa<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
PS<br />
LS<br />
S1<br />
ACK<br />
S-1<br />
S-2<br />
S-3<br />
S2<br />
R<br />
M<br />
S<br />
R<br />
A<br />
S<br />
OL<br />
117<br />
1,4<br />
2,3,4
Controle seqüencial <strong>de</strong> 3 motores<br />
Descrição<br />
Ligar três motores, isoladamente e um<br />
após o outro. A parada <strong>de</strong>sliga todos os<br />
motores. Qualquer sobrecarga <strong>de</strong>sliga<br />
todos os motores<br />
Solução<br />
Apertando a botoeira PARTIDA<br />
1. M1 parte e fecha M1-1 e M1-2<br />
2. M1-1 sela a partida <strong>de</strong> M1, mantendo<br />
M1 ligado <strong>de</strong>pois que a botoeira<br />
PARTIDA for solta<br />
3. M1-2 liga M2, fechando M2-1<br />
4. M2-1 liga M3<br />
Qualquer sobrecarga em M1, M2 ou M3<br />
<strong>de</strong>sliga todos os três motores, pois OL1,<br />
OL2 e OL3 são contatos NF e estão em<br />
série<br />
Controle temporizado <strong>de</strong> motores<br />
Descrição<br />
Ligar três motores, isoladamente e um<br />
após o outro, com intervalos <strong>de</strong> 1 minuto. A<br />
parada <strong>de</strong>sliga todos os motores. Qualquer<br />
sobrecarga <strong>de</strong>sliga todos os motores<br />
Solução<br />
Apertando a botoeira PARTIDA<br />
1. M1 parte e energiza T1<br />
2. M1-1 sela a partida <strong>de</strong> M1, mantendo<br />
M1 ligado <strong>de</strong>pois que botoeira<br />
PARTIDA é solta<br />
3. T1 energizado fecha T1-1 <strong>de</strong>pois <strong>de</strong><br />
1 min<br />
4. T1-1 parte M2 e energiza T2, que<br />
fecha T2-1 <strong>de</strong>pois <strong>de</strong> 1 min<br />
5. T2-1 parte M3<br />
Qualquer sobrecarga em M1, M2 ou M3<br />
<strong>de</strong>sliga todos os três motores, pois OL1,<br />
OL2 e OL3 são contatos NF e estão em<br />
série<br />
3<br />
PARADA<br />
1<br />
2<br />
4<br />
3<br />
PARADA<br />
1<br />
2<br />
4<br />
5<br />
M1-2<br />
M2-1<br />
PARTIDA<br />
T1-1<br />
M1-1<br />
PARTIDA<br />
T2-1<br />
M1-1<br />
M2<br />
M3<br />
M2<br />
T2<br />
M3<br />
M1 M1<br />
T1<br />
Diagrama Lad<strong>de</strong>r<br />
M1<br />
OL1 OL2 OL3<br />
OL1 OL2 OL3<br />
2, 3<br />
4<br />
2<br />
3<br />
5<br />
118
Controle seqüencial temporizado <strong>de</strong><br />
motores<br />
Descrição<br />
Três motores<br />
M1 – motor bomba <strong>de</strong> lubrificação<br />
M1 – motor principal<br />
M1 – motor <strong>de</strong> alimentação<br />
<strong>de</strong>vem ser ligados em seqüência e em<br />
intervalos <strong>de</strong> tempo <strong>de</strong>terminados.<br />
Solução<br />
Apertando a botoeira PARTIDA<br />
1. M1 parte e M1-1 sela a partida <strong>de</strong> M1.<br />
2. Quando a pressão subir, a chave<br />
PSH tripa, fechando-se e partindo<br />
M2 e energizando T<br />
3. T1 energizado fecha T1-1 <strong>de</strong>pois <strong>de</strong><br />
10 s, partindo M3<br />
Se M1 aquecer, OL1, abre, <strong>de</strong>sligando<br />
M1 e a pressão cai.<br />
A queda <strong>de</strong> pressão faz PSH abrir,<br />
<strong>de</strong>sligando M2 e <strong>de</strong>senergizando T.<br />
T-1 abre, <strong>de</strong>sligando M3<br />
PARADA<br />
1<br />
2<br />
3<br />
5<br />
PARTIDA<br />
M1-1<br />
Diagrama Lad<strong>de</strong>r<br />
M1<br />
M2<br />
OL1<br />
2, 3<br />
PSH<br />
4 T1<br />
5<br />
T1-1<br />
M3<br />
OL2<br />
OL3<br />
119
Controle <strong>de</strong> Velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> motores<br />
Descrição<br />
1. O motor tem três faixas <strong>de</strong> velocida<strong>de</strong>s.<br />
2. O motor acelera automaticamente para<br />
a velocida<strong>de</strong> selecionada.<br />
3. Uma botoeira po<strong>de</strong> parar o motor em<br />
qualquer velocida<strong>de</strong><br />
4. O motor possui proteção <strong>de</strong> sobrecarga<br />
5. Três botoeiras separadas selecionam<br />
1 a , 2 a e 3 a velocida<strong>de</strong>.<br />
6. Há um atraso <strong>de</strong> 3 segundos para<br />
passar <strong>de</strong> uma velocida<strong>de</strong> para outra<br />
Solução<br />
Apertando a botoeira 1 a VELOCIDADE<br />
1. M1 parte e M1-1 sela a partida <strong>de</strong><br />
M1,.mantendo-o na primeira<br />
velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong>pois que a chave<br />
PARTIDA é solta.<br />
2. Quando a chave 2 a VELOCIDADE<br />
for apertada,<br />
• T1 fica energizado (Atraso<br />
para Ligar)<br />
• T1 –1 faz motor girar na 1 a<br />
velocida<strong>de</strong><br />
• T1 –2 mantém T1 selado<br />
3. Depois <strong>de</strong> 3 segundos, T1 –3 fecha,<br />
ligando S1. S1 faz motor operar na 2 a<br />
velocida<strong>de</strong><br />
4. Quando a botoeira 3 a VELOCIDADE<br />
for apertada,<br />
• C1 fica energizado<br />
• C1 –1 faz motor girar na 1 a<br />
velocida<strong>de</strong><br />
• C1 –2 faz motor girar na 2 a<br />
velocida<strong>de</strong><br />
• C1 –3 faz motor girar na 3 a<br />
velocida<strong>de</strong><br />
• C1 –4 faz operar T2 (falta S1 –1<br />
fechar)<br />
Depois <strong>de</strong> 3 segundos, T3 fecha e<br />
energiza S1 (motor fica na 2 a velocida<strong>de</strong>).<br />
S1 –1 fecha operando T2. Depois <strong>de</strong> 3<br />
segundos T2 fecha e opera S2 , que coloca<br />
o motor na 3 a velocida<strong>de</strong>.<br />
Quando houver sobrecarga, OL1, abre,<br />
<strong>de</strong>sligando M1.<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
10<br />
11<br />
12<br />
PARAD<br />
1 a VELOCIDADE<br />
T2-1<br />
Diagrama Lad<strong>de</strong>r<br />
M1<br />
M1-1<br />
2 a VELOCIDADE<br />
T1-3<br />
T1-1<br />
C1-1<br />
T1-2<br />
C1-2<br />
S1<br />
S2<br />
T1<br />
3 a VELOCIDADE<br />
S1-1 C1-4<br />
C1-3<br />
C1<br />
T2<br />
OL1<br />
120<br />
2<br />
3, 6,<br />
8<br />
11<br />
4, 7<br />
10,<br />
11<br />
12
Unida<strong>de</strong> <strong>de</strong> Aquecimento <strong>de</strong> Óleo<br />
Descrição<br />
Um motor M1 opera um bomba <strong>de</strong> alta<br />
pressão, usada para injetar óleo<br />
combustível em um queimador.<br />
Um motor M2 opera um soprador <strong>de</strong><br />
indução que força o ar para o queimador,<br />
quando o óleo estiver sendo queimado.<br />
Uma chave liga-<strong>de</strong>sliga comanda o<br />
circuito<br />
Um termostato TS1 sente a temperatura<br />
do interior do ambiente<br />
Um termostato TS2 sente a temperatura<br />
do trocador <strong>de</strong> calor.<br />
Quando a chave estiver ligada (ON) e a<br />
temperatura interna do ambiente for baixa,<br />
TS1 fecha e parte os motores M1 e M2.<br />
Quando a temperatura do trocador <strong>de</strong> calor<br />
subir <strong>de</strong>mais, TS2 fecha e parte M3. O<br />
soprador circula o ar <strong>de</strong>ntro do ambiente<br />
através do trocador e aumenta a<br />
temperatura <strong>de</strong>ntro do ambiente. Quando a<br />
temperatura do ambiente subir muito, TS1<br />
abre e <strong>de</strong>sliga o motor da bomba e o motor<br />
do soprador <strong>de</strong> indução. O soprador do<br />
trocador contínua operando até que o<br />
trocador <strong>de</strong> calor seja resfriado a uma<br />
temperatura baixa, quando TS3 abre seu<br />
contato.<br />
Solução<br />
1. Ligando a chave para ON e se a<br />
temperatura do ambiente estiver baixa,<br />
TS1 tripa, fechado TS1 e energizando T<br />
e M1 .<br />
2. O temporizador é TOFF (atraso para<br />
<strong>de</strong>sligar), então T1 fecha<br />
imediatamente, partindo M2. T fica<br />
energizada por 1 min e <strong>de</strong>pois abre,<br />
<strong>de</strong>sligando M2<br />
3. FSL1 é uma chave <strong>de</strong> vazão que sente<br />
a vazão <strong>de</strong> ar produzida pelo soprador<br />
<strong>de</strong> indução e impe<strong>de</strong> que o motor da<br />
bomba <strong>de</strong> alta pressão continue<br />
injetando óleo na câmara <strong>de</strong><br />
combustão.<br />
4. M2 ligado faz FSL1 fechar, partindo M1<br />
e permitindo a partido do motor da<br />
bomba <strong>de</strong> alta pressão. Se o motor do<br />
soprador <strong>de</strong> injeção <strong>de</strong> ar pára por<br />
qualquer razão, FSL1 abre M1 .<br />
5. A chave seletora AUTO-MANUAL<br />
permite ao operador <strong>de</strong>cidir a<br />
Diagrama Lad<strong>de</strong>r<br />
circulação <strong>de</strong> ar <strong>de</strong>ntro do ambiente<br />
quando o sistema <strong>de</strong> aquecimento<br />
estiver fora <strong>de</strong> serviço. Quando a chave<br />
estiver em AUTO, o motor do soprador<br />
é controlado pelo termostato TS2 .<br />
Quando a chave estiver em MANUAL,<br />
ela liga o motor M3 diretamente e<br />
permite ao motor do soprador operar<br />
in<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>nte do sistema <strong>de</strong><br />
aquecimento.<br />
121
Enchimento, Mistura e Esvaziamento<br />
<strong>de</strong> Tanque<br />
Descrição<br />
O funcionamento do sistema é o<br />
seguinte:<br />
1. Apertando PARTIDA, os solenói<strong>de</strong>s<br />
A e B abrem, permitindo o tanque se<br />
encher<br />
2. Quando o tanque encher, uma<br />
chave <strong>de</strong> nível tipo bóia <strong>de</strong>sliga A e<br />
B e liga um motor M <strong>de</strong> agitação da<br />
mistura do tanque<br />
3. O motor trabalha em <strong>de</strong>terminado<br />
intervalo <strong>de</strong> tempo ajustável, T.<br />
Depois <strong>de</strong> transcorrido T, o motor<br />
<strong>de</strong>sliga e um solenói<strong>de</strong> C, na saída<br />
do tanque, é ligado esvaziando o<br />
tanque.<br />
4. Quando o tanque ficar vazio, a<br />
chave <strong>de</strong> nível <strong>de</strong>sliga a solenói<strong>de</strong> C<br />
e o ciclo recomeça.<br />
5. Um relé térmico <strong>de</strong>sliga o motor em<br />
caso <strong>de</strong> sobrecarga.<br />
Solução<br />
Apertando a botoeira PARTIDA<br />
1. CR energiza<br />
2. CR-1 sela a partida, mantendo<br />
motor funcionando <strong>de</strong>pois <strong>de</strong><br />
soltada a botoeira<br />
3. CR-2 permite os solenói<strong>de</strong>s A e<br />
B serem ligadas<br />
4. CR-3 permite o motor M ligar e o<br />
temporizador TR energizar<br />
(satisfeitas outras condições)<br />
5. CR-4 permite a solenói<strong>de</strong> C ser<br />
ligada<br />
Com CR-1 fechado (PARTIDA<br />
acionada),<br />
1. LSH-1 fechado (nível do tanque<br />
abaixo do máximo)<br />
2. LSL-1 fechado (nível do tanque<br />
acima do mínimo)<br />
3. TR-1 fechado (agitação ainda<br />
não ligada)<br />
4. os solenói<strong>de</strong>s A e B se<br />
energizam e as válvulas A e B<br />
enchem o tanque<br />
Tanque atinge nível máximo, LSH tripa<br />
1. LSH-1 abre, <strong>de</strong>sligando<br />
solenói<strong>de</strong>s A e B<br />
Diagrama Lad<strong>de</strong>r<br />
2. LSH-2 fecha, ligando o motor <strong>de</strong><br />
agitação e energizando o<br />
temporizador TR<br />
O motor do agitador mistura os líquidos<br />
A e B durante 1 minuto<br />
Depois <strong>de</strong> 1 minuto<br />
• TR-2 abre, <strong>de</strong>sligando o motor M<br />
• TR-1 abre, impedindo que os<br />
solenói<strong>de</strong>s A e B sejam ligadas<br />
neste momento (interlock)<br />
• TR-3 fecha, ligando a solenói<strong>de</strong><br />
C que esvazia o tanque<br />
Quando o tanque fica vazio, LSL tripa<br />
• LSL-1 fecha, permitindo ligação<br />
dos solenói<strong>de</strong>s A e B<br />
• LSL-2 abre, <strong>de</strong>sligando a<br />
solenói<strong>de</strong> C<br />
O ciclo se repete e os solenói<strong>de</strong>s A e B<br />
são energizados, pois<br />
• CR-2 está fechado<br />
• LSH-1 fechado (nível abaixo do<br />
máximo)<br />
• LSL-2 fechado (nível mínimo já<br />
atingido)<br />
• TR-1 fechado (temporizador<br />
<strong>de</strong>sligado)<br />
Esquema do Processo<br />
S<br />
L<br />
122
Diagrama Lad<strong>de</strong>r<br />
1<br />
3<br />
2<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
PARADA<br />
CR-2<br />
CR-3<br />
CR-4<br />
PARTIDA<br />
CR1-1<br />
LSL-1<br />
LSH-2<br />
LSH-1<br />
TR-3<br />
LSL<br />
LSH<br />
TR-1<br />
TR-2<br />
LSL-3<br />
CR<br />
TR<br />
C<br />
A<br />
B<br />
M<br />
LSLL<br />
LSH<br />
OL1<br />
Diagrama Lad<strong>de</strong>r<br />
2, 3<br />
5, 7<br />
3 , 5,<br />
7<br />
3<br />
3 , , 5<br />
123
Enchimento <strong>de</strong> Tanque com Duas<br />
Bombas Alternadas<br />
Descrição<br />
A água <strong>de</strong> alimentação é fornecida <strong>de</strong><br />
um tanque central. O tanque é<br />
pressurizado pela água quando o tanque<br />
se enche. Dois poços separados fornecem<br />
água para o tanque, cada poço com uma<br />
bomba in<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>nte. É <strong>de</strong>sejável que a<br />
água seja bombeada <strong>de</strong> cada poço<br />
igualmente, mas as duas bombas não<br />
<strong>de</strong>vem operar ao mesmo tempo. As<br />
bombas <strong>de</strong>vem operar alternadamente,<br />
mas uma chave seletora po<strong>de</strong> forçar a<br />
operação <strong>de</strong> uma bomba quando a outra<br />
estiver com falha. Cada motor da bomba<br />
contém um relé térmico <strong>de</strong> sobrecarga.<br />
Solução<br />
Assumindo a chave em AUTO e o<br />
pressostato fechado (há pressão <strong>de</strong> coluna<br />
d'água no tanque)<br />
1. energizar a bobina do starter do<br />
motor M1<br />
• M1-1 fecha, energizando CR<br />
• M1-2 sela a partida do motor M1<br />
• M1-3 abre, fazendo o<br />
intertravamento com o motor M2 (M2<br />
não funciona enquanto M1 estiver<br />
funcionando)<br />
2. CR energizado, todos seus contatos<br />
mudam:<br />
• CR-1 abre, quebrando o circuito<br />
para bobina M1<br />
• CR-2 fecha, selando o contato<br />
M1-1<br />
• CR-3 fecha para permitir ligação<br />
<strong>de</strong> M2 , que ainda não po<strong>de</strong> ser<br />
ligado pois M1-3 está aberto<br />
3. Quando o pressostato PS abre, a<br />
bobina M1 <strong>de</strong>senergiza, permitindo<br />
todos os contatos M1 retornarem às<br />
posições normais. Neste momento,<br />
o relé CR está energizado.<br />
4. Quando o pressostato PS fecha<br />
novamente, o contato CR-1 evita<br />
que a bobina M1 seja energizada e<br />
CR-3 permite que a bobina M2 seja<br />
energizada. Quando a bobina M2 é<br />
energizada, a bomba 2 parte e<br />
Diagrama Lad<strong>de</strong>r<br />
todos os contatos M2 mudam <strong>de</strong><br />
estado<br />
• M2-1 abre e <strong>de</strong>senergiza CR<br />
• M2-2 fecha e mantém M1<br />
energizada quando CR-3 abrir<br />
• M2-3 abre para evitar que a<br />
bobina M1 seja energizada<br />
quando o contato CR-1 voltar à<br />
sua posição normalmente<br />
fechada.<br />
O circuito continua operando assim, até<br />
que o pressostato PS abra e <strong>de</strong>sligue M 2 .<br />
Quando isso acontecer, todos os contatos<br />
<strong>de</strong> M2 mudam <strong>de</strong> estado.<br />
Uma chave seletora <strong>de</strong> três posições na<br />
saída do pressostato permite ao operador<br />
alternar a operação das duas bombas ou<br />
operar a <strong>de</strong>sejada (1 ou 2).<br />
Embora a lógica já esteja completa, há<br />
um problema potencial: <strong>de</strong>pois que a<br />
bomba 1 completou um ciclo, há a<br />
possibilida<strong>de</strong> do contato CR-3 reabrir antes<br />
que o contato M2-2 feche para selar o<br />
circuito. Se isto acontecer, a bobina M2<br />
será <strong>de</strong>senergizada e a bobina M1 será<br />
energizada (isto <strong>de</strong>pen<strong>de</strong> da operação dos<br />
relés). Para evitar este problema, adicionase<br />
um temporizador TOFF (off <strong>de</strong>lay –<br />
atrasado para <strong>de</strong>sligar). Quando a bobina<br />
TR for energizada, o contato TR-1 fecha<br />
imediatamente, energizando CR. Quando<br />
TR <strong>de</strong>senergiza, o contato TR-1<br />
permanece fechado por um <strong>de</strong>terminado<br />
tempo ajustável antes <strong>de</strong> reabrir,<br />
garantindo que a bobina CR está<br />
<strong>de</strong>senergizada.<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
OF<br />
ON<br />
P<br />
M1-1<br />
#2<br />
CR-2 TR<br />
#1 CR-1<br />
AUTO<br />
M2-3 OL1<br />
M2-1<br />
CR-3 M1-3<br />
M2-2<br />
M1-2<br />
TR<br />
CR<br />
OL2<br />
temporizador<br />
memória<br />
M<br />
Interlock<br />
M2<br />
124<br />
3, 5,5<br />
1, 2,<br />
7<br />
1, 3, 6
Introdução<br />
Os <strong>de</strong>talhes <strong>de</strong> instalação dão as<br />
instruções especificas, <strong>de</strong> um modo<br />
conciso, para um técnico, <strong>de</strong> como<br />
instalar um <strong>de</strong>terminado instrumento e<br />
seu equipamento correspon<strong>de</strong>nte. Cada<br />
<strong>de</strong>talhe individual é geralmente<br />
acompanhado <strong>de</strong> uma lista <strong>de</strong> materiais<br />
associados, que i<strong>de</strong>ntifica<br />
especificamente cada item no <strong>de</strong>talhe <strong>de</strong><br />
instalação. O <strong>de</strong>senho é usualmente<br />
limitado para uma <strong>de</strong>terminada tarefa.<br />
Por exemplo, <strong>de</strong>senhos separados<br />
<strong>de</strong>vem ser feitos para a montagem do<br />
instrumento, ligações com o processo,<br />
conexões elétricas, conexões com a<br />
tubulação.<br />
Estilo e formato<br />
O formato para um <strong>de</strong>talhe <strong>de</strong><br />
instalação <strong>de</strong> instrumento é usualmente<br />
A4 ou carta, por questão <strong>de</strong> conveniência<br />
<strong>de</strong> uso para o instalador, que só po<strong>de</strong><br />
montar um equipamento por vez. Por<br />
isso, não é recomendável usar <strong>de</strong>senho<br />
com formato gran<strong>de</strong> ou combinar mais <strong>de</strong><br />
um <strong>de</strong>talhe no mesmo documento. Deve<br />
se sempre ter em mente o usuário final.<br />
O estilo po<strong>de</strong> ser ortogonal ou<br />
isométrico. Um estilo isométrico mostra a<br />
localização relativa dos equipamentos e<br />
permite ao instalador alterar livremente<br />
as dimensões.<br />
A numeração dos <strong>de</strong>senhos <strong>de</strong>ve<br />
estar <strong>de</strong> conformida<strong>de</strong> com o índice dos<br />
11<br />
Detalhes <strong>de</strong> Instalação<br />
instrumentos. Geralmente o instalador<br />
<strong>de</strong>ve:<br />
1. verificar no Diagrama <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong><br />
Engenharia os <strong>de</strong>talhes do<br />
equipamento que vai ser instalado<br />
2. procurar o instrumento pelo tag<br />
número no Índice <strong>de</strong> Instrumentos<br />
3. achar os <strong>de</strong>talhes aplicáveis<br />
4. instalar os instrumentos <strong>de</strong> acordo<br />
com as instruções dadas no<br />
Detalhe <strong>de</strong> Instalação <strong>de</strong><br />
Instrumento.<br />
O <strong>de</strong>talhe po<strong>de</strong> ser <strong>de</strong> um instrumento<br />
<strong>de</strong>terminado ou po<strong>de</strong> ser dado como<br />
típico. Há também <strong>de</strong>talhes <strong>de</strong> instalação<br />
para categorias e funções <strong>de</strong><br />
instrumentos. Por exemplo, um projetista<br />
geralmente possui centenas <strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>senhos, coletados durante anos, todos<br />
catalogados por função ou tipo. Quando<br />
há uma nova instalação, algumas poucas<br />
alterações nos <strong>de</strong>senhos existentes<br />
facilitam e abreviam o trabalho.<br />
Po<strong>de</strong> haver categorias <strong>de</strong> <strong>de</strong>senhos<br />
quanto à variável envolvida (pressão,<br />
vazão, nível, temperatura e análise), tipo<br />
<strong>de</strong> medidor (placa <strong>de</strong> orifício, turbina),<br />
aplicação (medição <strong>de</strong> vazão <strong>de</strong> gases<br />
ou líquidos).<br />
Os <strong>de</strong>talhes <strong>de</strong> instalação são<br />
geralmente usados para transferir<br />
informação entre disciplinas. Por<br />
exemplo, a simples representação da<br />
folha <strong>de</strong> fluxo <strong>de</strong>ve ser transformada em<br />
algo mais específico para a instalação<br />
completa. Antes <strong>de</strong> o instrumentista<br />
instalar o instrumento, o projetista <strong>de</strong><br />
tubulação <strong>de</strong>ve provi<strong>de</strong>nciado os<br />
acessórios para receber o instrumento.<br />
A Fig. 10.1 é um exemplo típico <strong>de</strong><br />
folha <strong>de</strong> legenda.<br />
125
Fig. 10.1. Folha <strong>de</strong> legenda típica<br />
Detalhes <strong>de</strong> Instalação<br />
126
Fig. 10.2. Desenho isométrico da alimentação pneumática <strong>de</strong> um instrumento<br />
Detalhes <strong>de</strong> Instalação<br />
Este <strong>de</strong>senho é suficientemente específico para cobrir <strong>de</strong>talhes que não po<strong>de</strong>m faltar,<br />
como as distancias acima do tubo para evitar sujeira e qualquer entrada possível <strong>de</strong><br />
con<strong>de</strong>nsado. Ele também permite a escolha do caminho e distâncias entre instrumentos<br />
colocados lado a lado.<br />
127
Fig. 10.3. Desenho isométrico para proteção e suporte <strong>de</strong> tubo <strong>de</strong> tomada <strong>de</strong> impulso.<br />
Detalhes <strong>de</strong> Instalação<br />
128
Fig. 10.7. Divisão <strong>de</strong> trabalho e responsabilida<strong>de</strong><br />
Detalhes <strong>de</strong> Instalação<br />
Fig. 10.11. Exemplo <strong>de</strong> um <strong>de</strong>talhe <strong>de</strong> instalação para medição <strong>de</strong> vazão <strong>de</strong> líquido<br />
129
Fig. 10.12<br />
Detalhes <strong>de</strong> Instalação<br />
130
Detalhes <strong>de</strong> Instalação<br />
Fig. 10.13. Desenho instrucional, com quatro <strong>de</strong>talhes separados <strong>de</strong> instalação.<br />
131
Detalhes <strong>de</strong> Instalação<br />
Fig. 10.14 Desenho ortográfico, mostrando porque o <strong>de</strong>senho isométrico é melhor.<br />
132
Fig. 10.15. Detalhes <strong>de</strong> instalação <strong>de</strong> conexões <strong>de</strong> instrumentos <strong>de</strong> pressão<br />
Detalhes <strong>de</strong> Instalação<br />
133
Fig. 10.16. Detalhes <strong>de</strong> manômetros<br />
Detalhes <strong>de</strong> Instalação<br />
Embora haja vários <strong>de</strong>senhos em um único diagrama, o engenheiro escolhe o tipo a ser<br />
usado em <strong>de</strong>terminada aplicação Não é o instalador que <strong>de</strong>ci<strong>de</strong> qual <strong>de</strong>talhe usar.<br />
Geralmente, o Índice <strong>de</strong> Instrumento <strong>de</strong>fine o <strong>de</strong>talhe a ser usado em cada aplicação<br />
específica.<br />
134
Detalhes <strong>de</strong> Instalação<br />
Fig. 10.21. Desenho ortográfico mostrando instrumentos <strong>de</strong> nível (visor e controlador) em um separador<br />
135
Detalhes <strong>de</strong> Instalação<br />
Fig. 10.22. Alimentação e tomada <strong>de</strong> processo (capilar) <strong>de</strong> transmissor pneumático.<br />
Fig. 10.23. Três exemplos <strong>de</strong> conjuntos filtro-reguladores pneumáticos<br />
136
Detalhes <strong>de</strong> Instalação<br />
Fig. 10.24. Detalhe <strong>de</strong> instalação <strong>de</strong> transmissor <strong>de</strong> pressão diferencial usado em tanque fechado<br />
137
Painéis <strong>de</strong> controle<br />
Os painéis <strong>de</strong> controle po<strong>de</strong>m ser<br />
divididos em duas gran<strong>de</strong>s categorias:<br />
1. local<br />
2. remoto<br />
Local se refere a proximida<strong>de</strong> com o<br />
processo. Remoto se refere distante do<br />
processo. Remoto é sinônimo <strong>de</strong> central,<br />
quando central significa centralizado, ou<br />
seja, quando todos os sinais <strong>de</strong> toda a<br />
planta são levados para um local<br />
centralizado.<br />
Painéis locais <strong>de</strong>vem suportar as<br />
condições hostis do ambiente industrial.<br />
Eles são submetidos às intempéries<br />
naturais (chuva, vento, maresia, neve,<br />
geada) e industriais (respingos, gases<br />
corrosivos). Este fato não influência os<br />
estilos e práticas dos <strong>de</strong>senhos, mas <strong>de</strong>ve<br />
ser coberto por uma especificação escrita<br />
que acompanha os <strong>de</strong>senhos.<br />
Painéis centrais estão localizados em<br />
salas <strong>de</strong> controle, em ambiente <strong>de</strong> ar<br />
condicionado. Eles são construídos<br />
conforme normas <strong>de</strong> uso geral.<br />
Teclados e monitores estão substituindo<br />
os painéis convencionais. Consoles <strong>de</strong><br />
sistemas <strong>de</strong> controle distribuído permitem<br />
menos licença artística para o projetista<br />
que os painéis convencionais. A<br />
engenharia humana é importante para<br />
todos os painéis.<br />
Objetivo do painel <strong>de</strong> controle<br />
Um painel <strong>de</strong> controle aloja<br />
instrumentos. É também um ponto <strong>de</strong><br />
interface entre um operador e o processo.<br />
O painel <strong>de</strong> controle <strong>de</strong>ve ser projetado<br />
com duas idéias em mente.<br />
12<br />
Painéis <strong>de</strong> Controle<br />
1. O operador só po<strong>de</strong> ter um controle<br />
efetivo sobre um processo se pu<strong>de</strong>r<br />
receber e compreen<strong>de</strong>r a informação<br />
que chega e pu<strong>de</strong>r tomar a ação<br />
corretiva rapidamente. Assim, o painel<br />
<strong>de</strong> controle <strong>de</strong>ve ser projetado com<br />
uma faixa <strong>de</strong> controle do operador<br />
médio em mente.<br />
2. O equipamento <strong>de</strong>ve ser submetido à<br />
calibração e manutenção,<br />
periodicamente. O técnico <strong>de</strong><br />
manutenção <strong>de</strong>ve ter fácil acesso aos<br />
instrumentos e os componentes chave<br />
<strong>de</strong>vem ser adaptáveis à rápida troca ou<br />
ao reparo.<br />
Evolução<br />
É interessante seguir a evolução do<br />
projeto do painel <strong>de</strong> controle. Os primeiros<br />
painéis simplesmente alojavam os<br />
instrumentos: eles guardavam os<br />
instrumentos juntos em um local<br />
conveniente e protegido. Como o espaço<br />
era crítico, os painéis não satisfaziam nem<br />
o operador nem o instrumentista <strong>de</strong><br />
manutenção. Os instrumentos eram<br />
misturados confusamente e <strong>de</strong> difícil<br />
acesso.<br />
Quando foi verificado que o tempo <strong>de</strong><br />
produção era perdido por causa <strong>de</strong> projeto<br />
mal feito, tentou-se <strong>de</strong> tratar a parte frontal<br />
do painel como uma interface <strong>de</strong> operador<br />
e a parte traseira do painel era um ponto<br />
<strong>de</strong> interface com a manutenção. Quando<br />
foi verificado que nem toda instrumentação<br />
requeria a mesma freqüência <strong>de</strong><br />
intervenção do operador, registradores e<br />
contadores foram colocados em painéis<br />
verticais em pontos não acessíveis ao<br />
operador. Os controladores e as chaves<br />
liga-<strong>de</strong>sliga e botoeiras foram colocadas<br />
em consoles, tão próximos ao operador<br />
138
que podiam ser acessadas com um giro <strong>de</strong><br />
ca<strong>de</strong>ira.<br />
Os painéis gráficos foram <strong>de</strong>senvolvidos<br />
para colocar os instrumentos <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong><br />
uma configuração gráfica do processo; por<br />
exemplo, uma botoeira seria colocada<br />
<strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> um símbolo para o equipamento<br />
atuado. Os painéis gráficos foram logo<br />
substituídos pelos painéis semi-gráficos,<br />
que agrupavam os instrumentos em um<br />
arranjo espacial lógico abaixo da<br />
representação gráfica do processo. Aqui é<br />
outro caso em que as palavras po<strong>de</strong>m ser<br />
mal entendidas pelo não especialista, pois<br />
muito mais informação po<strong>de</strong> ser<br />
apresentada em um painel semigráfico do<br />
que em um totalmente gráfico.<br />
Antes do aparecimento dos sistemas <strong>de</strong><br />
display compartilhado, gran<strong>de</strong>s plantas<br />
tinham gran<strong>de</strong>s painéis semigráficos, com<br />
algumas centenas <strong>de</strong> metros. Estes<br />
consoles requeriam muitos operadores,<br />
pois era fisicamente impossível uma única<br />
pessoa ver e alcançar tudo em painel tão<br />
gran<strong>de</strong>, <strong>de</strong> modo rápido.<br />
Com a tecnologia <strong>de</strong> display<br />
compartilhado, tornou-se possível chavear<br />
os displays gráficos e fazer as funções<br />
fixas do teclado correspon<strong>de</strong>r ao display<br />
mostrado. Uma pessoa podia então<br />
compreen<strong>de</strong>r e controlar várias funções.<br />
Telas sensíveis ao toque (touch screen) se<br />
tornaram comuns, substituindo teclados.<br />
O display compartilhado acabou com a<br />
discussão acerca da prevalência do painel<br />
gráfico ou semigráfico. Porém criou o<br />
problema da sobrecarga do operador.<br />
Comprimir o tamanho <strong>de</strong> um painel para a<br />
largura <strong>de</strong> uma tela <strong>de</strong> monitor é bom,<br />
quando a planta está funcionando<br />
normalmente, mas o que acontece quando<br />
várias unida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> processo entram em<br />
alarme simultaneamente? Obviamente,<br />
<strong>de</strong>ve haver um compromisso econômico<br />
entre redundância (em termos <strong>de</strong> acesso a<br />
mais <strong>de</strong> um console), perigo potencial com<br />
o equipamento, concentração <strong>de</strong> dados e<br />
fadiga do operador.<br />
Apareceram técnicas especiais, como o<br />
anuncio <strong>de</strong> first out <strong>de</strong> alarme, que permite<br />
ao operador ver qual foi o primeiro alarme<br />
que foi acionado, em uma ca<strong>de</strong>ia <strong>de</strong><br />
vários. A supressão do alarme secundário<br />
foi outra técnica usada, quando múltiplos<br />
eventos requerem que o operador<br />
Painéis <strong>de</strong> Controle<br />
concentre a atenção apenas em variáveis<br />
críticas.<br />
Acesso para manutenção é outro lado<br />
da mesma moeda. Painéis locais são ainda<br />
sujeitos à mesma restrição <strong>de</strong> espaço<br />
como sempre, embora os painéis locais<br />
estejam se tornando mais compactos, por<br />
causa da pouca exigência <strong>de</strong> espaço dos<br />
circuitos <strong>de</strong> multiplexação. Ainda, <strong>de</strong>ve-se<br />
fazer esforços para garantir que o<br />
equipamento escolhido e instalado seja<br />
acessível ao pessoal <strong>de</strong> manutenção.<br />
As normas geralmente especificam os<br />
parâmetros gerais <strong>de</strong> segurança, tais como<br />
o mínimo espaço para acesso. Elas dizem<br />
pouco acerca do projeto para permitir a<br />
rápida localização do equipamento correto<br />
e seus terminais.<br />
Salas <strong>de</strong> controle centralizadas<br />
permitem maior separação entre estes<br />
controles necessários para o operador e<br />
aqueles que não são essenciais para o<br />
acesso do operador. Os instrumentos atrás<br />
do painel são freqüentemente removidos<br />
do painel principal e colocados em painéis<br />
cegos, distantes da interface do operador.<br />
Interface Homem-Máquina<br />
Os aspectos da engenharia humana da<br />
interface entre o processo e o operador se<br />
tornam cada vez mais importantes. Em<br />
termos <strong>de</strong> projeto <strong>de</strong> painel, engenharia<br />
humana significa estudar as capacida<strong>de</strong>s<br />
físicas e psicológicas dos operadores<br />
médios e projetar e construir equipamento<br />
que permita a estes operadores funcionar<br />
tão eficientemente quanto possível.<br />
O operador médio po<strong>de</strong> ser homem ou<br />
mulher, alto ou baixo, gordo ou magro ou<br />
até ter alguma <strong>de</strong>ficiência física. Ele ou ela<br />
po<strong>de</strong> ser surdo ou daltônico ou qualquer<br />
combinação das características acima. Isto<br />
não importa. O problema permanece:<br />
como o projetista cria uma interface<br />
eficiente?<br />
Primeiro, se estuda os assuntos, o<br />
operador e a interface. Lipták recomenda<br />
que a fonte <strong>de</strong> dados seja mantida na<br />
mente (estudantes, soldados, físicos). A<br />
ca<strong>de</strong>ira <strong>de</strong>ve ter ajuste <strong>de</strong> altura <strong>de</strong><br />
assento, rodinhas para se mover<br />
facilmente.<br />
139
Introdução<br />
Os objetivos da Folha <strong>de</strong> Especificação<br />
são:<br />
1. Conter informação relacionada com<br />
o processo ou com outros<br />
instrumentos que são necessárias<br />
para completar a engenharia do<br />
sistema<br />
2. Fornecer ao pessoal <strong>de</strong> compra e<br />
outras pessoas interessadas a<br />
informação necessária para<br />
satisfazer suas tarefas <strong>de</strong> modo<br />
completo e eficiente –um canal <strong>de</strong><br />
comunicação.<br />
3. Servir como registro permanente<br />
para uso da planta – para<br />
instalação, produção , operação e<br />
manutenção.<br />
A Folhe <strong>de</strong> Especificação é o<br />
documento que fornece as informações<br />
<strong>de</strong>talhadas e especificas do instrumento,<br />
tais como:<br />
1. Função (sensor, indicação, registro,<br />
transmissão, tipo <strong>de</strong><br />
condicionamento, controle, atuação<br />
final, segurança)<br />
2. Variável inicializada (pressão,<br />
vazão, temperatura, nível, análise,<br />
posição, velocida<strong>de</strong>)<br />
3. Característica (formato, tamanho,<br />
acabamento, cor)<br />
4. Montagem (superfície, painel, tubo,<br />
pe<strong>de</strong>stal)<br />
5. Sinais <strong>de</strong> entrada e saída<br />
(eletrônico, pneumático, lógico,<br />
digital)<br />
6. Características funcionais (número<br />
<strong>de</strong> penas para registrador, ações <strong>de</strong><br />
12<br />
Folhas <strong>de</strong> Especificação<br />
controle do controlador, indicação<br />
opcional do transmissor,<br />
posicionador na válvula)<br />
7. Materiais envolvidos para partes<br />
molhadas, invólucro (ferro fundido,<br />
aço carbono, aço inoxidável, monel)<br />
8. Acessórios (filtro regulador,<br />
indicador local, tinta, gráfico,<br />
amortecedor, válvula <strong>de</strong> bloqueio,<br />
sifão, chave <strong>de</strong> alarme)<br />
9. Condições <strong>de</strong> operação<br />
(temperatura e pressão mínima,<br />
normal e máxima)<br />
10. Local <strong>de</strong> montagem (painel <strong>de</strong><br />
leitura, painel cego, campo)<br />
11. Classificação do local <strong>de</strong> montagem<br />
(área segura ou classificada –<br />
Classe, Grupo e Zona)<br />
12. Classificação elétrica do instrumento<br />
(prova <strong>de</strong> explosão ou <strong>de</strong> chama,<br />
purga ou pressurização, segurança<br />
intrínseca, segurança aumentada,<br />
não incenditivo)<br />
13. Classificação mecânica do invólucro<br />
(NEMA ou IEC IP)<br />
14. Faixa calibrada e unida<strong>de</strong>s SI<br />
15. Tipo e tamanho <strong>de</strong> conexões com<br />
processo (½ “ NPT)<br />
Como a combinação <strong>de</strong> todas estas<br />
informações resulta em uma quantida<strong>de</strong><br />
quase infinita <strong>de</strong> documentos diferentes, é<br />
prática comum <strong>de</strong>senvolver formulários<br />
padrão, separando principalmente as<br />
folhas por função e variável. Através<br />
<strong>de</strong>stes formulários padrão se propõe<br />
1. Ajudar na preparação da<br />
especificação completa listando e<br />
<strong>de</strong>ixando espaço em branco para<br />
preenchimento das principais<br />
opções <strong>de</strong>scritivas.<br />
140
2. Promover uniformida<strong>de</strong> <strong>de</strong><br />
terminologia<br />
3. Facilitar cotação, compra e balanço,<br />
recebimento e pedido através da<br />
informação uniforme<br />
4. Ter um registro útil e permanente<br />
para verificar a instalação.<br />
A ISA S20 (1981): Specification Forms<br />
for Process Measurement and Control<br />
Instruments, Primary Elements and Control<br />
Valves apresenta Folhas <strong>de</strong> Especificação<br />
padronizadas para as seguintes categorias<br />
<strong>de</strong> instrumentos:<br />
1. Instrumentos receptor (indicador,<br />
registrador)<br />
2. Anunciadores <strong>de</strong> Alarme<br />
3. Formulários em branco<br />
4. Instrumentos potenciométricos<br />
5. Instrumentos <strong>de</strong> temperatura<br />
a) Enchimento termal<br />
b) Termopares e termopoços<br />
c) Detector <strong>de</strong> Temperatura a<br />
Resistência e termopoços<br />
d) Bimetal<br />
e) Termômetro <strong>de</strong> vidro<br />
6. Instrumentos <strong>de</strong> pressão diferencial<br />
7. Instrumentos <strong>de</strong> vazão:<br />
a) Placas <strong>de</strong> orifício e Flange<br />
b) Rotâmetro <strong>de</strong> área variável<br />
c) Tubo magnético<br />
d) Deslocamento positivo<br />
8. Instrumentos <strong>de</strong> nível<br />
a) Deslocador e bóia<br />
b) Tipo capacitivo<br />
c) Visor<br />
9. Instrumentos <strong>de</strong> pressão<br />
a) Manômetros<br />
b) Chaves<br />
10. Válvulas <strong>de</strong> controle<br />
11. Válvulas Piloto <strong>de</strong> controle <strong>de</strong><br />
pressão e Reguladores<br />
12. Regulador <strong>de</strong> temperatura autoatuada<br />
13. Válvulas <strong>de</strong> alívio <strong>de</strong> pressão<br />
14. Discos <strong>de</strong> ruptura<br />
15. Válvulas solenói<strong>de</strong>s<br />
Estes formulários são simples,<br />
resumidos e po<strong>de</strong>m incluir ou não todos os<br />
dados <strong>de</strong> engenharia ou <strong>de</strong>finições <strong>de</strong><br />
aplicação necessárias.<br />
Algumas folhas consistem <strong>de</strong> uma<br />
principal e outra secundaria (em forma <strong>de</strong><br />
tabela). A folha principal é usada<br />
especificar um único ou vários<br />
instrumentos e a folha auxiliar serve para<br />
Folhas <strong>de</strong> Especificação<br />
listar os tags dos vários instrumentos<br />
especificados na anterior.<br />
O cabeçalho da folha é projetado para<br />
incluir o logotipo e nome da empresa,<br />
nome do projeto, local da planta, data.<br />
Os formulários da Folha <strong>de</strong><br />
Especificação cobrem apenas os<br />
instrumentos mais comuns. A lista não é<br />
completa nem é catálogo <strong>de</strong> instrumentos<br />
e por isso ela po<strong>de</strong> ser continuamente<br />
expandida.<br />
Uma folha <strong>de</strong> instrução é <strong>de</strong>dicada a<br />
cada Folha <strong>de</strong> Especificação, explicando<br />
as aplicações, termos usados e o<br />
procedimento <strong>de</strong> preenchimento. As<br />
instruções são associadas aos números da<br />
linha da Folha.<br />
<br />
Apostilas DOC\<strong>Documentação</strong> <strong>Documentação</strong>.doc 13 JAN 03<br />
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