AMARRADERO F CRITERIOS DE DISEO INSTRUMENTACION

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DETERMINACION DE ESTANDARES Y CRITERIOS DE DISEO PARA EL

DESARROLLO DE LA INGENIERIA

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Instrumentacin

Rev. A

APROBADO POR: Gerente de Ingeniera Diego Cassinelli Montero Jefe de Proyecto Juan Francisco Gmez

Cliente Gerencia de Ingeniera TISUR Revisin Hecho Por Descripcin Fecha Revisado Aprobado

A J. Rodrguez C. Emitido para Revisin Interna 28-02-2011 J. Rodrguez C. Juan Gmez F.

COMENTARIOS DEL CLIENTE:

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Contenido

1. CRITERIOS DE DISEO PARA INSTRUMENTACION ...................................................... 3 a. Estndares de Diseo ................................................................................................ 3 b. Requerimientos Generales de Diseo ............................................................................ 3 c. Sistema de Control .................................................................................................... 4 i. Generalidades ......................................................................................................... 4 ii. Centralizacin .......................................................................................................... 5 iii. Tecnologa del Sistema de Control ................................................................................ 6 iv. Salas de Control ....................................................................................................... 7 v. Redundancia ........................................................................................................... 8 vi. Instrumentacin ........................................................................................................ 8 vii. Instrumentos de Campo ............................................................................................. 8 d. Alimentacin Elctrica y Puesta a Tierra ......................................................................... 9 e. Instalacin y Canalizaciones ...................................................................................... 10 i. Instalacin ............................................................................................................ 10 ii. Cables ................................................................................................................. 10

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1. CRITERIOS DE DISEO PARA INSTRUMENTACION

a. Estndares de Diseo

El diseo, fabricacin, pruebas e instalacin, como asimismo el funcionamiento de los equipos de control e instrumentacin y materiales, debern cumplir o exceder las exigencias de la edicin ms reciente de las siguientes normas y cdigos:

IEC 79 International Electrical Commission. NEMA U.S. National Electric Manufacturers Association. NEC U.S. National Electric Code. NFPA National Fire Protection Association. ISA-S5.1 Instrumentation Symbol and Identification. ISA-S7.3 Quality Standard for Instrument Air. ISA 75.01.01 Flow Equations for Sizing Control Valves.

Las unidades de ingeniera usadas en hojas de datos de instrumentos y especificaciones estarn basadas en el sistema internacional de unidades (S.I.) segn ISO International Standard Organization.

Los equipos debern estar certificados por algn organismo reconocido.

Para el caso de equipos provenientes de Estados Unidos estos sern FM o UL. Para el caso de equipos europeos estos podrn ser BASEEFA, SCS, PTB u otro organismo certificador autorizado.

b. Requerimientos Generales de Diseo

Toda la instrumentacin y una representacin simplificada de los esquemas de control y enclavamientos, sern mostrados en los diagramas de Caeras e instrumentacin (P&IDs).

El sistema de control e instrumentacin debe ser adecuado para operar 24 horas por da, 365 das al ao.

Todos los equipos e instrumentos sern de fabricacin estndar del proveedor para la aplicacin requerida. Se propender a la estandarizacin de los instrumentos y de sus componentes, para minimizar la cantidad de repuestos en bodega y simplificar el servicio y reparaciones.

Las marcas de los instrumentos y equipos asociados que se seleccionen debern tener representacin en Per y sta deber proveer el servicio tcnico de los equipos e instrumentos suministrados.

Los instrumentos suministrados con equipos mayores debern ser compatibles con los instrumentos seleccionados para el Proyecto tanto respecto de la marca como del tipo.

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Los Proveedores debern asegurar la continuidad en el suministro de repuestos a lo menos por 10 aos

c. Sistema de Control

i. Generalidades

El sistema de control ser diseado para satisfacer los requerimientos operacionales del Proyecto y adems debe considerar los siguientes criterios generales:

Proveer informacin para facilitar la toma de decisiones de los operadores.

Monitorear el proceso para detectar condiciones anormales o de emergencia.

Proveer seguridad para los equipos y las personas. Proveer la capacidad de registro histrico de acuerdo a

los requerimientos operacionales que se establezcan. Proveer respaldo ante fallas para minimizar las

detenciones no programadas del proceso. Proveer capacidad de expansin tanto en el

procesamiento de la informacin como en los mdulos de Entrada/Salida. Se debe considerar una capacidad adicional instalada de 20%, para expansin y/o requerimientos futuros.

El sistema de control deber ser de ltima tecnologa y abierto para comunicacin digital con otros sistemas.

Debe cubrir las seales de los procesos y equipos siguientes:

o Puente Gra o Fajas y sistemas de transporte o Feeders de alimentacin o Colectores de Polvo o Detectores de metales o Balanzas de Paso Continuo o Templadores y contrapesos o Dampers o Sistemas de Captacin de Polvo o Muestreador o Frenos de Disco de Fajas y Winches o Enrolladores de cable y sistemas de electrificacin

Mvil o Sistema de deteccin de Incendio de tdas las

instalaciones o Seales de reles y equipamiento de Media Tensin o Seales de Transformadores de Potencia o Seales de Medidores de Energa o Seales de rels electrnicos o Seales de tarjetas electrnicas integradas a

Interruptores Termomagnticos o Seales de Variadores de Frecuencia o Seales de Interruptores Termomagneticos o Seales de UPS o Sistema de Presin Positiva y ventilacin de Salas

Elctricas

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o Seales de Sistemas Hidrulicos o Seales de Instrumentacin de Campo en General o Seales de cmaras de videovigilancia o Seales de detectores de presencia o Seales de sensores de humo

ii. Centralizacin

Las nuevas Instalaciones tendrn su propio sistema de control, que estar enlazado con el sistema existente en el Puerto.

En la Sala de Control instalarn dos Estaciones de trabajo pudiendo ser dos estaciones de Operacin o una estacin de operacin y una de Ingeniera. Las que cumplirn funciones de control principalmente de los equipos de manejo continuo de material. La Estacin de Ingeniera estar destinada a labores de mantenimiento del sistema de control. Para ambos casos la segunda Estacin de operacin o la Estacin de Ingeniera servir de respaldo de la primera estacin de operacin. En esta misma Sala de Control se instalar un rack de comunicaciones para traspaso de informacin con otros sistemas de la Planta.

Los modos de operacin de los equipos nuevos sern el modo Remoto desde PLC y el modo Remoto desde CCM. El modo Remoto desde PLC ser el modo de operacin normal de la Planta y se realizar desde la sala de control, especficamente desde las pantallas de operacin de los PC. En el modo Remoto desde CCM se utilizar para pruebas y mantenimiento de los equipos. Para ello en cada cubculo del CCM se ubicarn dos botoneras, un botn Partir y otro botn Parar. La seleccin del modo de operacin Remoto PLC y Remoto CCM , ser realizada mediante un selector en cada cubculo.

Dentro del Modo Remoto desde PLC, que ser el modo normal de funcionamiento de la Planta, existirn tres modos de operacin, los cuales, sern aplicables a todos los equipos. Estos modos sern Automtico, Manual y Prueba:

En el modo Automtico el operador tendr rutas de funcionamiento preestablecidas entre las que tendr que elegir. Una vez realizado esto el sistema automticamente dar las partidas y paradas a los equipos en forma secuencial, teniendo siempre los enclavamientos de proceso activados.

En el modo Manual el operador tendr que ir partiendo y parando cada motor, teniendo siempre los enclavamientos de proceso activados.

En el modo Prueba el operador tendr que ir partiendo y parando cada motor, pero a diferencia del enclavamiento anterior, tendr los enclavamientos de

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proceso desactivados. Por lo tanto, su utilizacin ser responsabilidad del operador. Tendr la posibilidad de accionamiento para encendido en campo en caso se requiera para labores de mantenimiento o inspeccin.

La botonera Parada Emergencia ser del tipo hongo y se ubicar junto a cada equipo, esta botonera tendr dos posiciones mantenidas para su reposicin y accionamiento, y estar siempre disponible, independiente del modo de operacin.

Cada motor dispondr de indicaciones del estado de operacin de las botoneras y selectores locales, en las pantallas de las estaciones de operacin del sistema de control.

Toda la lgica de control, as como los enclavamientos de seguridad y de proceso sern desarrollados mediante programacin en el sistema de control. Una excepcin a lo anterior sern los dispositivos de seguridad a las personas, que son alambrados directamente al CCM (ej. Parada de Emergencia y Pull Cord).

iii. Tecnologa del Sistema de Control

Se implementar un sistema de control digital basado en una arquitectura centralizada, con racks remotos de entradas / salidas, con estaciones de operacin basadas en computadores dedicados y software SCADA de supervisin.

El sistema de control incluir los siguientes componentes principales:

Consolas de operacin ubicadas en la sala de control basadas en procesador Core 2 DUO 2.6 GHz o Superior, con monitores color de 21, con tecnologa LCD (TFT) de alta resolucin, teclado de operacin a prueba de derrames, trackball e impresora grfica.

El sistema operativo entregado deber corresponder a la ltima versin de sistema operativo liberada, de preferencia Windows XP o superior.

La estacin de ingeniera deber contar a lo menos con una unidad CD/DVD R/W.

Unidades de procesamiento de datos y procesadores de comunicacin.

Redes de comunicacin de control de proceso y redes de informacin.

Mdulos de entrada/salidas anlogas y digitales, dependiendo del tipo de instrumentacin de campo a utilizar.

El diseo del sistema de control deber contar con una arquitectura abierta que permita una fcil integracin de

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equipos suministrados por terceros. No se aceptarn interfaces de comunicacin dedicadas (Gateways).

Los sistemas de control suministrados con equipos mayores sern del tipo digital. No se permitir el uso de paneles de rels. Los paneles locales para estos equipos sern usados solamente para pruebas locales o mantencin, a menos, que su diseo haya sido concebido para operacin local, y sea requerido por razones de seguridad.

Los equipos mayores que incluyan su propio sistema de control debern proveer conectividad que les permita quedar integrados con la red de control de proceso de la Planta, permitiendo no slo el monitoreo remoto de las variables y estados de proceso sino que tambin el control supervisorio desde la sala de control. De preferencia deben tener su puerta de comunicacin Ethernet 100 Mbps.

En particular, en el caso de equipos mayores que incluyan controladores lgicos programables (PLC), stos debern ser, de una misma marca y contar con capacidad de comunicacin compatible con el sistema de control de la Planta.

Para la integracin de instrumentos y dispositivos de terreno el sistema de control dispondr mdulos de entradas / salidas anlogas y digitales, dependiendo del tipo de instrumentacin de campo a utilizar, incluyendo:

Mdulos de I/O Anlogos y Digitales.

Las seales de entrada y salida para los mdulos de entradas / salidas anlogas y digitales, sern estandarizadas como sigue:

Seales anlogas de 4-20 mA. Seales anlogas para sensores de temperatura RTDs. Seales digitales de 120 Vca.

iv. Salas de Control

La sala de control ser establecidas de acuerdo a los requerimientos del proyecto, pueden ser del tipo contenedor o de concreto armado, debiendo contar al menos con las siguientes caractersticas:

Aire acondicionado. Iluminacin indirecta. Sistema de iluminacin de emergencia. Doble puerta de sello. Puertas de emergencia con dispositivos antipnico. Sistema de proteccin contra incendio.

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v. Redundancia

Se considerar redundancia para el sistema de control de esta Planta solo para la estacin de operacin.

vi. Instrumentacin

Todos los instrumentos sern identificados con un cdigo alfanumrico (Tag), el cual contendr la siguiente informacin:

XXX-YYY-ZZZ / N.

XXX : Identificacin del rea de instalacin. YYY : Identificacin de su funcin, de acuerdo a la

norma ISA S5.1. ZZZ : Identificacin del nmero de lazo. N : Sufijo, carcter alfanumrico utilizado para

discriminar instrumentos con igual identificacin funcional en un mismo lazo.

Por ejemplo: 000-HSS-201 / A

Los instrumentos provistos con equipos mecnicos debern ser identificados de la misma manera.

vii. Instrumentos de Campo

Los elementos primarios sern instalados de acuerdo al estndar ISA que aplique, y a los requerimientos especficos del proveedor del instrumento.

Todos los instrumentos sern adecuados para operar bajo las condiciones ambientales del lugar de instalacin. En general, el grado de proteccin de los instrumentos de terreno ser a prueba de polvo, agua y corrosin o Nema 4X. Para aplicaciones en reas de clasificacin elctrica peligrosa, instrumentos intrnsecamente seguros o a prueba de explosin sern especificados.

Los transmisores sern del tipo electrnico 2 alambres y salida 4-20 mA DC. Para ciertos casos de aplicaciones especiales donde los transmisores de 2 alambres no estn disponibles en el mercado, se utilizarn transmisores de 4 alambres con salida 4-20 mA aislada.

Para el caso de instrumentos estndares, los medidores continuos entregarn una salida estndar de 4-20 mA DC en el rango de medicin. Los instrumentos discretos, como son los interruptores, entregarn salidas de contacto libre de tensin, con capacidad de 1 Amp. @ 120 Vac, 1 fase, 60 Hz.

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Los instrumentos de terreno tendrn una conexin de NPT para entrada de conduits y/o una conexin de NPT para entrada de tubos neumticos, segn se requiera.

Los transmisores tendrn indicacin local tipo digital, mediante visores LCD.

Los instrumentos que proporcionan seales de estado para alarma o enclavamiento, sern seleccionados para proveer lgica de falla segura. Contacto cerrado en condiciones normales y abierto en condiciones de alarma o enclavamiento.

Los interruptores de lmite de posicin cerrarn en el evento, es decir, el interruptor de posicin de vlvula cerrada se cierra cuando la vlvula alcanza la posicin totalmente cerrada.

En general se deber considerar compensacin de temperatura para los instrumentos de medicin.

Los instrumentos que requieran calibradores y/o puedan ser configurados a travs de computador porttil, debern suministrarse con un calibrador como mnimo y uno cada diez unidades. A su vez, los que puedan ser configurados desde PC, debern suministrar el software, las licencias y los accesorios de comunicacin que sean necesarios, bajo el mismo criterio anterior.

Para las mediciones de Nivel de Slidos se requerirn los siguientes equipos:

Los niveles sern medidos mediante sensores tipo radar.

Para interruptores de nivel, se utilizar de preferencia el tipo vibratorio y tilt switch.

d. Alimentacin Elctrica y Puesta a Tierra

El voltaje de alimentacin para la instrumentacin y sistema de control ser de 120V 10%, 60 Hz, 1% 1 fase, 3 alambres (fase, neutro y tierra). Para mayores potencias (actuadores elctricos) se suministrar 380 V, 60 Hz, trifsico.

Se utilizar una fuente de poder ininterrumpible (UPS), para aislar al sistema de control de las perturbaciones de la red elctrica y como respaldo en caso de cada de servicio.

La UPS tendr bypass automtico y manual, proveer respaldo por al menos 30 minutos a plena carga. La UPS deber tener proteccin Nema 12.

El suministro elctrico para los equipos del sistema de control, ser hecho desde circuitos independientes de los tableros de distribucin

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de fuerza para instrumentos (TDFI) de la sala elctrica y con interruptores automticos separados para cada fuente de poder, estaciones de operacin, ingeniera, servidor del sistema, y switch de red.

Los TDFI instalados al interior de salas elctricas debern tener proteccin Nema 12.

Todas las tierras de instrumentacin y sistema de control sern conectadas a la malla de tierra equipotencial de la Planta

La Resistencia de puesta a tierra del Sistema de Instrumentacin debe ser menor a 1,5 Ohmios.

e. Instalacin y Canalizaciones

i. Instalacin

En general los transmisores se montarn separados del elemento primario, dentro debiendo poseer proteccin Nema 4X para el sol, polvo y/o agua.

Las tomas a caeras o equipos de proceso sern responsabilidad de la disciplina de caeras o mecnica. Estas conexiones incluirn una vlvula de corte o un medio apropiado de aislacin entre el proceso y el instrumento. La disciplina de instrumentacin ser responsable de la instalacin del instrumento a partir de la vlvula, flange o elemento que corresponda.

Todos los elementos de control final y en general todos los instrumentos que tengan indicacin local o requieran algn tipo de ajuste o calibracin o que posean algn tipo de accionamiento manual, debern instalarse de modo de tener fcil acceso a ellos para lo cual se dispondr de escaleras permanentes, plataformas o vas de acceso especial.

Los instrumentos y actuadores debern instalarse de tal manera que no constituyan peligro para las personas, estn adecuadamente protegidos de dao fsico y no se interfieran entre s.

ii. Cables

El cable para seales anlogas de terreno y entradas discretas, exceptuando el cable de extensin de termocuplas y los cables integrales suministrados para conexin de elementos primarios, ser de preferencia con conductores de cobre de temple blando, tipo multihebra, con blindaje por par y total, en el caso de multipares, con conductor de drenaje a tierra segn:

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Un par torcido : #16 AWG, 90C, 300 V. Multipar torcido : #18 AWG, 90C, 300 V. Aislacin : Cloruro de polivinilo con retardante a la llama, coloreado, 90C, apta para tendido en escalerillas, sin proteccin adicional.

Se evitar en lo posible el uso de cajas de empalme en terreno. En caso de ser requeridas, debern tener una proteccin Nema 4X.

En cualquier caso no podr existir ms de una caja de empalme entre el instrumento y el sistema de control. En caso que el Proyecto declare zonas de Seguridad intrnseca, las cajas debern suministrarse con tal exigencia.