Controllo degli Impianti termici

Transcript

1 Controllo degli Impianti termici Modulo Docente - Schemi P&I e Fogli di specifica - Prof. Elio USAI eusai@diee.unica.it Dipartimento di Ingegneria Elettrica ed Elettronica Università di Cagliari Ottobre 2018

2 Riferimenti bibliografici G.A. MAGNANI, G. FERRETTI, P. ROCCO Tecnologie dei sistemi di controllo seconda edizione McGraw-Hill, Milano ANSI/ISA (R1992) Instrumentation Symbols and Identification ISA-The instrumentation, Systems and Automation Society, 1992

3 Sommario P&I Fogli di specifica Esempio: Lettura di un P&I Esempio: Impianto di pompaggio

4 P & I I Process and Instrumentation diagrams (P&I) definiscono le relazioni tra l impianto ed il sistema di controllo Dalla loro lettura si evincono: i sensori e gli attuatori installati i loop di controllo realizzati la struttura/tipologia di ciascun loop di controllo le modalità di collegamento della strumentazione Non è possibile rilevare: la legge di controllo

5 P & I Utilizzano una simbologia standard Italiani (Norme UNI/CEI) scarsamente utilizzati Americani (Norme ANSI/ISA) comunemente utilizzati e diventati standard internazionali de facto La norma ANSI/ISA 5.1 è stata pubblicata nel 1984 e successivamente confermata nel luglio 1992 La sua diffusione deriva dalla applicazione nell industria di processo, e petrolchimica in particolare

6 P & I La norma è utilizzabile per: Schemi di progetto Diagrammi della strumentazione del sistema di controllo Loop diagrams Diagrammi di flusso logico Diagrammi del flusso di processo Disegni costruttivi Fogli di specifica Ordini Identificazione della strumentazione Etc. L ambito di utilizzo è principalmente l industria di processo. Non sono considerati campi specifici quali quelli medico, astronomico e della navigazione

7 P & I Per l identificazione di ogni strumento o funzione viene utilizzato un codice alfanumerico comprendente identificativo funzionale una sequenza di lettere che indicano la funzione svolta dallo strumento FR (Flow Recorder) identificativo del loop di controllo un numero identificante il loop di controllo che può essere parallelo FE-100, FT-100, FC-100, FR-100 oppure seriale FE-100, FT-101, FC-102, FR-103 Possono essere utilizzati prefissi o suffissi per completare l identificazione

8 P & I Lo schema viene tracciato utilizzando simboli codificati. In alcuni casi sono indicati simboli equivalenti (specie per la parte di processo). Le etichette devono essere poste per lo più in orizzontale e possono utilizzarsi delle frecce per rendere più chiaro il flusso logico e/o di processo. Possono prevedersi brevi esplicazioni (ad esempio i campi in un controllo split-range) La sequenza con cui è connessa la strumentazione dovrebbe seguire il flusso logico del loop di controllo A meno che non sia strettamente necessario vengono sempre omesse le alimentazioni di potenza (ad esempio le linee elettriche di alimentazione dei motori)

9 P & I Struttura del tag identificativo Prima lettera Lettere successive Funzione Funzione Variabile misurata modificatore aggiuntiva d uscita C uso utente controllo D uso utente differenza F portata rapporto modificatore H manuale alto I corrente elettrica indicazione J potenza scan L livello luce basso P pressione, vuoto R radiazione registrazione S velocità, frequenza sicurezza interruttore T temperatura W peso, forza transmettitore Z posizione, dimensione asse z attuatore

10 P & I Blocchi funzionali Somma k Proporzione /n Media x Moltiplicazione Differenza Divisione Integrale Radice quadrata d/dt Derivata > Scelta del maggiore

11 P & I Linee Connessione al processo o alimentazione dello strumento Segnale di tipo non definito Segnale pneumatico Segnale elettrico. Anche Segnale idraulico Tubo capillare Segnale elettromagnetico o sonoro in guida d onda Segnale elettromagnetico o sonoro non guidato (in spazio aperto) Connessione interna, oppure connessione dati (bus)

12 P & I Strumenti Posizione primaria Montato in campo Posizione secondaria Strumento discreto Visualizzazione o controllo condiviso Funzione su elaboratore P.L.C. Qualora lo strumento non sia accessibile le linee media orizzontali sono tratteggiate

13 Fogli di specifica Contengono tutte le indicazioni utili nella vita di una apparecchiatura: l acquisto installazione manutenzione Sono riportate le condizioni di funzionamento: valori caratteristici del processo (min, max e nominale) materiali di costruzione valori di taratura

14 Fogli di specifica Ogni apparecchiatura deve essere corredata del suo foglio di specifica Qualora più apparecchiature abbiano le medesime caratteristiche può essere stilato un unico foglio di specifica su cui sono riportate tutte le loro sigle

15 Fogli di specifica È opportuno prevedere fogli specifica con campi differenti per le diverse tipologie di dispositivi In fase di richiesta di offerta può essere opportuno lasciare alcuni campi liberi per permettere al fornitore di adattare la sua offerta Solo specifiche non vincolanti possono essere omesse

16 Esempio: Lettura del P&I Si consideri il processo di separazione delle due componenti principali, C3 e C4, di una miscela di idrocarburi, realizzato mediante una colonna di distillazione. Lo schema e le condizioni nominali di esercizio sono riportate nello schema e nelle tabelle allegate, come pure i fogli di specifica relativi alla strumentazione utilizzata. Per ciascun loop di controllo se ne definisca la struttura in termini di schema a blocchi, e se ne discutano le caratteristiche fondamentali. Si analizzino i fogli di specifica allegati.

17 Esempio: Lettura del P&I PY 5 FUEL - GAS VR5 1 VR5 2 TT 4 PC 5 E10 T MISCELA 20 VR4 D10 IN CARICA VR3 TT TC 4 FT 4 PT 5 LSH 2 LSL 2 LT 2 TC 3 FT 3 LSH 1 E13 LC 2 LT 1 VAPORE B.P. E11 LSL 1 E14 MP10 VR2 LC 1 PROPANO A STOCCAGGIO E12 VR1 BUTANO A STOCCAGGIO

18 Esempio: Lettura del P&I

19 Esempio: Lettura del P&I

20 Esempio: Lettura del P&I

21 Esempio: Lettura del P&I

22 Esempio: Impianto di pompaggio L utilizzo delle pompe deve tener conto dei livelli nei serbatoi e dei consumi nei vari periodi dell anno e nelle varie fasce orarie Le procedure di avviamento delle pompe devono tener conto dello stato dell impianto Le pompe devono avere, in media, lo stesso numero di ore di marcia La stazione di pompaggio deve poter essere comandata a distanza e la sua modalità di funzionamento monitorata

23 Esempio: Impianto di pompaggio V41 S2 V42 V01 V43 P1 V11 VZ1 V12 S1 VZ3 V04 V02 P2 V03 V21 VZ2 V22

24 Esempio: Impianto di pompaggio PLC V41 LSH 4 S2 LSL 4 V42 V01 LSH 0 ZSL 11 ZSH 11 M P1 M ZSL 12 ZSH 12 M V43 S1 LSL 0 ZSL 0 ZSH 0 M V02 ZSL 21 ZSH 21 V11 M P2 JT 1 VZ1 FT 1 M PT 1 ZSL 22 ZSH 22 V12 M FQT 3 VZ3 ZSL 3 ZSH 3 M V3 V03 V21 JT 2 VZ2 FT 2 PT 2 V22