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• Eliel Eduardo Sanchez

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NORMA ISA

(Instrument Society of America)

Todos los procesos que la actividad humana desarrolla, están normados con el fin de lograr idiomas o medios de comunicación que presupone un lenguaje común para las diferentes actividades profesionales. La estandarización ofrece los fundamentos para este lenguaje. La Instrument Society of America de los Estados Unidos crea y actualiza permanentemente, las normas usadas en la instrumentación empleada en todo proceso. La creación de un manual tiene como objetivo el uniformar los conocimientos en el campo de la instrumentación y no pretende ser un elemento estático, sino en permanente revisión, pues una de las características de una norma es su actualización repetitiva.

Norma ISA-S5.1-84 Generalidades a) Cada instrumento debe identificarse con un sistema de letras que lo clasifique funcionalmente. Una identificación representativa es la siguiente:

b) El número de letras funcionales para un instrumento debe ser mínimo, no excediendo de cuatro. Para ello conviene:  Disponer las letras en subgrupos. Por ejemplo, un trasmisor registrador de relación de caudales con un interruptor de alarma de relación de caudales puede identificarse con dos círculos uno con FFRT-3 y el otro FFS-3.  En un instrumento que indica y registra la misma variable medida puede omitirse la letra I (indicación) c) Los buques de instrumentos de un proyecto o secciones de un proyecto deben identificase con una secuencia única de números. Esta puede

empezar con el numero 1 o cualquier numero conveniente que puede incorporar información codificada tal como área de planta. d) Si un buque dado tiene más de un instrumento con la misma identificación funcional, es preferible añadir un sufijo, ejemplo FV-2ª, FV-2B etc., o TE-251, TE-25-2, etc. Estos sufijos pueden añadirse obedeciendo a las siguientes reglas:  Deben emplearse letras mayúsculas  En un instrumento tal como un registrador de temperatura multipunto que imprime números para identificación de los puntos, los elementos primarios pueden numerarse TE-25-1, TE-25-2  Las subdivisiones interiores de un bucle pueden designarse por sufijos formados por letras y números. e) Un instrumento que realiza dos o mas funciones puede designarse por todas sus funciones. Por ejemplo un registrador de caudal FR-2 con pluma de presión PR-4 se designa preferentemente FR-2/PR-4 o bien UR-7; un registrador de presión de dos plumas como PR-7/8; y una ventanilla de alarma para temperatura alta y baja como TAH/L-9 f) Los accesorios para instrumentos tales como rotámetros de purga, filtros manorreductores y potes de sello que no están representados explícitamente en un diagrama de flujo, pero que necesitan una identificación para otros usos deben tenerla de acuerdo con su función y deben emplear el mismo número del bucle que el del instrumento asociado. Alternativamente los accesorios pueden emplearse el mismo número de identificación que el de sus instrumentos asociado, pero con palabras aclaratorias si ello es necesario. Por consiguiente, una brida para una una placa-oroficio FE-7 debe designarse como FX-7 brida.

Norma ISA-S52-76

Esta norma lista los símbolos que representan operaciones de proceso binarias realizadas por cualquier clase de hardware, sea eléctrico, neumático, hidráulico u otro. La existencia de una señal lógica puede corresponder físicamente a la existencia o no de una señal de instrumentos, dependiendo del tipo particular del sistema de hardware y de la filosofía del diseño del circuito. Por ejemplo el proyectista puede diseñar una alarma de alto caudal para que sea accionada por un interruptor eléctrico en el que los contactos abran, o bien cierren, cuando el caudal es alto. Por lo tanto, la conducción del caudal alto puede ser representada físicamente por la ausencia o la presencia de una señal eléctrica. El flujo de información está representado por líneas que interconectan estados lógicos. La dirección normal del flujo es de izquierda a derecha o de arriba abajo.

Para mayor claridad del diagrama, y siempre que sea necesario, pueden añadirse flechas a las líneas de flujo. Es posible que una condición lógica específica no sea comprendida cuando trate a un aparato con dos estados alternativos específicos. Por ejemplo, si una válvula no está cerrada, puede ser que debido a que la válvula está totalmente abierta, o bien a que la válvula no está cerrada y está en una posición intermedia entre casi cerrada y totalmente abierta. La interpretación literal del diagrama indica que la segunda posibilidad es la correcta. En las válvulas todo o nada el diagrama debe especificar exactamente lo proyectado. De ese modo, si la válvula debe estar abierta, así debe establecerse. En contraste, un dispositivo tal como una bomba accionada por un motor, siempre está funcionando o parada salvo algunas ocasiones especiales. El señalar que una bomba no está en funcionamiento significa que esta parada. Las siguientes definiciones se aplican a los aparatos que tienen posiciones abiertas, cerradas o intermedias: Posición abierta: posición que esta 100% abierta Posición no abierta: Posición que es menor de 100% abierta Posición cerrada: Posición que es 0% cerrada Posición no cerrada: Una posición que es mayor que 0% abierta Posición intermedia: Una posición especificada que es mayor de 0% y menor de 100% abierta Posición no intermedia: Una posición especificada que es superior o inferior a la posición intermedia especificada En un sistema lógico que tenga un estado de entrada derivado de un modo inferencial o indirecto, puede presentarse una condición que conduzca a una conclusión errónea.

ISA-S5.3-1983 La instrumentación está conformada muchas veces por instrumentos formados por ordenadores, controladores programables, miniordenadores y sistemas a microprocesador que disponen de control compartido, visualización compartida y otras características de interface. Por lo tanto, la documentación necesaria para

especificar esta clase de instrumentos, está dada por la norma ISA-S5.3, aprobada en el año de 1983. El objeto de esta norma es documentar los instrumentos formados por ordenadores, controladores programables, miniordenadores y sistemas a microprocesador que disponen de control compartido, visualización compartida y otras características de interface. Interconectar el computador con el sistema, a través de una simbología especial que permita, de una forma clara, el entendimiento de los sistemas de control. Satisfacer los requerimientos necesarios para la representación simbólica de las funciones.

SIMBOLOS 1 Símbolos para la Visualización de Control Distribuido/Compartido Los avances en los sistemas de control basados en microprocesadores han permitido a la instrumentación poseer funciones como visualización, control y manejo de señales. 1.1. Accesible Normalmente al Operador Indicador/Controlador/Registrador o Punto de Alarma. (1) Visualización compartida. (2) Visualización y control compartidos. (3) Acceso limitado a la red de comunicaciones. (4) Interface del operador en la red de comunicaciones.

1.2. Dispositivo de Interface Auxiliar del Operador (1) Montado en panel; carátula analógica; no está montado normalmente en la consola principal del operador. (2) Controlador de reserva o estación manual. (3) El acceso puede estar limitado a la red de comunicaciones. (4) Interface del operador vía la red de comunicaciones.

1.3. No Accesible Normalmente al Operador

(1) Controlador ciego compartido. (2) Visualización compartida instalada en campo. (3)Cálculo, acondicionamiento compartido.

de

señal

en

controlador

(4) Puede estar en la red de comunicaciones. (5) Normalmente operación ciega (6) Puede ser alterado por la configuración

.

2. Símbolos del Ordenador A utilizar cuando los sistemas incluyen componentes identificados como ordenadores, diferentes de un procesador integral que excita las varias funciones de un sistema de control distribuido. 2.1. Accesible Normalmente al Operador Indicador/Controlador/Registrador o Punto de Alarma.

2.2. No Accesible Normalmente al Operador (1) Interfase entrada/salida. (2) Cálculo /acondicionamiento de señal dentro de un ordenador (3) Puede usarse como un controlador ciego o como módulo de cálculo de software

3. Símbolos de Control Lógico y Secuencial

3.1. Símbolo General. Para complejos no definidos interconectando control lógico o secuencial.

3.2. Control Distribuido Interconectando Controladores Lógicos con Funciones Lógicas Binarias o secuénciales (1) Paquete de controlador lógico programable o controladores lógicos digitales integrados con el equipo de control distribuido. (2) No accesible normalmente al operador.

3.3. Control Distribuido Interconectando un Controlador Lógico con Funciones Lógicas Binarias o secuénciales (1) Paquete de controlador lógico programable o controladores lógicos digitales integrados con el equipo de control distribuido. (2) Accesible normalmente al operador.

4. Símbolos de Funciones Internas del Sistema 4.1. Cálculo/Acondicionamiento de Señal (1) Para identificación de bloques se consulta ISA-S5.1 tabla 2 “Designaciones de funciones para relés”. (2) Para requerimientos de calculo amplios, se usa la designación “C”. Escribiéndose aclaraciones en documentación suplementaria. (3) Utilizado en combinación con válvulas de alivio según ISA-S5.1.

5. Símbolos Comunes 5.1. Conexión del Sistema (1) Usado para indicar una red de software, o conexiones entre funciones suministradas en el sistema del fabricante. (2) Alternativamente, la red puede ser mostrada implícitamente por símbolos contiguos. (3) Puede utilizarse para indicar una red de comunicaciones a opción del usuario.

6. Registradores y otros Sistemas de Retención de Datos Históricos 6.1. Los registradores convencionales, tales como los de gráfico de banda se mostrarán de acuerdo con ISA-S51. 6.2. En los registradores asignables se utiliza el símbolo 1.1

.

6.3. El almacenamiento en masa de largo plazo de una variable de proceso mediante memorias digitales como cinta, disco, etc., debe representarse de acuerdo con los símbolos de visualización de control distribuido/compartido o símbolos de ordenador de esta norma, dependiendo de la localización del aparato.

IDENTIFICACIÓN Los códigos de identificación de esta norma deben cumplir con ISA-S5.1 con las siguientes adiciones. •Alarma de Software Las alarmas de software pueden ser identificadas situando letras de designación de la tabla 1.1 de ISA-S5.1 en las líneas de señal de entrada o de salida de los controladores, o de otro componente específico integral del sistema.

Contigüidad de los símbolos Pueden unirse dos o más símbolos para expresar los significados siguientes, además de los mostrados en ISA-S5.1: 1. Comunicación entre los instrumentos asociados, por ejemplo: hilos de conexión, redes internas del sistema, reserva. 2. Instrumentos integrados con funciones múltiples, por ejemplo: registrador multipunto, válvula de control con controlador incorporado. La aplicación de símbolos contiguos es una opción del usuario. Si la aplicación no es absolutamente clara, los símbolos contiguos no deben utilizarse.

ALARMAS Todos los dispositivos y alarmas cableados, distintos de los aparatos y alarmas cubiertos específicamente en esta norma, deben estar con ISA-S5.1-84 tabla 1.1.

Sistema de Instrumentos con Alarmas PAH: Alarma de presión alta PAL: Alarma de presión baja

XAH: Alarma de variable de salida del controlador alta XAL: Alarma de variable de salida del controlador baja

Ejemplos Ordenador controlador e indicador de flujo normalmente accesible al operador. Con instrumento analógico controlador e indicador de flujo

Instrumento de control distribuido, normalmente accesible al operador con visualización de flujo en la sala de control

ISA 5.4 Instrument Loop Diagrams La norma ISA-S5.4 establece la información mínima requerida y adicional para un lazo de instrumentación; donde este lazo forma parte de un proceso descrito sobre alguna clase de dibujo de ingeniería como por ejemplo P&ID (Piping and Instruments Drawings). Esta norma es flexible para ser usada en la industria química, petrolera, generación de energía, aire acondicionado, refinación de metales, y muchas otras industrias. ISA 5.4

Aplicación

1.1. Diseño –1.1.1. Ilustrar la ANSA/ISA 5.4 lógica del Control y confirmar la integridad de datos suministrados. –1.1.2. Una extensión de P&IDs, qué muestra los componentes y accesorios del lazo de instrumentación, conexiones entre los dispositivos, e identificación de los componentes de acción. –1.1.3. La especificación de elementos de hardware de instrumentación y un significado de los requerimientos de comunicación a los vendedores.

1.2. Construcción –1.2.1. El panel de interconexiones de instrumentación y diagrama de la caja de conexiones. –1.2.2. Las referencias de instalación de la instrumentación y los requisitos especiales. –1.2.3. Interconexiones de los instrumentos.

–1.2.4. La caja del lazo de instrumentación. –1.2.5. Inspección y documentación. 1.3. Arranque –1.3.1. Acondicionamiento de Arranque y calibración. –1.3.2. Herramientas de entrenamiento y ayuda.

1.4. Operación –1.4.1. Comunicación entre el personal de operación, mantenimiento, y personal de ingeniería. –1.4.2. Dispositivos de entrenamiento para los operadores. 1.5. Mantenimiento –1.5.1. Reparación. –1.5.2. Calibración rutinaria. –1.5.3. Herramientas de mantenimiento preventivo y correctivo. 1.6. Modificaciones –1.6.1. Reestructuraciones. –1.6.2. Reconstrucciones. –1.6.3. Perfeccionamiento

Contenido El diagrama de lazo de instrumentación es una representación compuesta de información del lazo. Contiene todo lo asociado a conexiones eléctricas y tuberías y puede contener toda la información necesaria para proveer los usos proyectados. Clasificado bajo estos requisitos mínimos y estableciendo algunos opcionales que pueden usarse para ajustarse a los usos deseados.

Formato El siguiente formato debe ser usado consistentemente para mejorar la comunicación, entendimiento y facilidad de uso. •El mínimo tamaño para el diagrama debe ser de 11 x 17 pulgadas, colocando atención en el tamaño de los símbolos y texto los cuales deben mantenerse legibles. • Un diagrama de instrumentos debe contener típicamente un lazo, evitando mostrar un lazo de múltiples páginas o hojas.

•Mantener una consistente disposición (horizontal o vertical) a través del todo el diagrama

Símbolos La expansión de los símbolos en ISA 5.1 para incluir puertos de conexión, fuentes de energía y acción de los instrumentos, proveen información para la construcción de diagramas de lazos de instrumentos.

Requerimientos Mínimos de Contenido Requerimientos Mínimos: debe contener la siguiente información 1. Identificación del lazo o lazos de componentes mostrados en el P&ID. 2. Descripción en palabras de la función o funciones del lazo en el titulo. 3. Indicación de la interrelación con otros lazos de instrumentos.

4. Identificación de todas las conexiones a través de números letras y colores (cables, conductores, tubos neumático, tubos hidráulicos). 5. Localización general de dispositivos tales como en campo, panel, rack, equipo auxiar, cable spreading room etc. 6. Fuentes de alimentación de energía tales como: fuentes eléctricas, alimentación neumática, hidráulica, voltaje etc… 7. Acción o posición en caso de fallas.

Información Opcional de Contenido. Información Opcional: Ocasionalmente información adicional debe ser utilizada para la correcta representación de los procesos 1. Equipos de proceso, líneas y sus números de identificación, fuentes y dirección del flujo.

2. Referencias a suplementarios diagramas o archivos, tales como: detalles de instalación, localización, cableado. 3. Localización especifica de dispositivos tales como: Elevación, Área, Panel, Subdivisión, Rack. 4. Referencias a descripciones de equipos, números de modelos, tipos de hardware, fabricantes. 5. Rangos de señales e información de calibración.

ISA-S5.5-1985 La norma ISA-S5.5 sirve como complemento a las normas ISA-S5.1 e ISA-S5.3 para proveer una integración cohesiva de la simbología gráfica y los diagramas de flujo de uso común en la industria. El desarrollo tecnológico ha permitido la representación de procesos físicos mediante el uso de computadores y sistemas electrónicos avanzados utilizando tecnología de despliegue de video, los cuales permiten el monitoreo y control por parte del usuario (operador) de una operación en particular. Estos despliegues combinan símbolos gráficos y de texto. El sistema tiene como finalidad facilitar una rápida comprensión por parte del usuario de la información que es presentada a través de despliegues y permite establecer uniformidad en los diferentes procesos industriales. Puede ser utilizado en las industrias químicas, petrolera, generación de energía, aire acondicionado, metalúrgica, alimenticia, así como muchas otras, permitiendo el uso de de símbolos estándar usados comúnmente en diagramas de instrumentos y tuberías, diagramas lógicos, diagramas de flujo, etc.

Símbolos Las características especiales de los símbolos que se describen mejoran el entendimiento de los procesos, estas características pueden ser usadas para indicar los estados de un proceso en particular: Video en reversa, parpadeo, intensidad de variación y código de color.

Así mismo son importantes otras aplicaciones o características de los símbolos, como por ejemplo las aplicaciones dinámicas o estáticas • Las formas sólidas o llenas indican un estado de activo.

•Y las formas de contorno indican un estado de apagado o no activo.

Color El código de color usado en los símbolos sirve para mejorar la percepción de la información y facilitar la interpretación de la misma y sin ambigüedades. res en un despliegue debería estar limitado al mínimo necesario para satisfacer los objetivos de interfaz del proceso. el desempeño del operador, reducir los tiempos de búsqueda, mejorar la identificación de los elementos, etc. 

alto contraste de cromaticidad. Algunas buenas combinaciones pueden ser negro sobre amarillo, rojo sobre blanco, azul sobre blanco y verde sobre blanco. Se deben evitar las combinaciones amarillo sobre blanco, amarillos sobre verde. Para asegurar una respuesta rápida del operador se usan colores altamente saturados tales como rojo y amarillo.

Ejemplo:

Estructura de Los Símbolos

USO DE

CRECTERES