UNEFA Dpto. Ing. Electrónica 1-2010 Término X Instrumentación de Control Prof. Camilo Duque TEMA...

UNEFADpto. Ing. Electrónica

1-2010 Término XInstrumentación de Control

Prof. Camilo Duque

TEMA 2ACTIVIDADES DE INGENIERÍA EN PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN

Objetivos:

• Conocer las actividades necesarias para el desarrollo de sistema de instrumentación y control de procesos industriales

• Familiarizarse con los productos de ingeniería que se obtienen en las diferentes fases de un proyecto de instrumentación industrial

• Conocer los aspectos que involucra el desarrollo de proyectos de instrumentación

Contenido:

1.- Actividades de Ingeniería Conceptual

2.- Actividades de Ingeniería Básica

3.- Actividades de Ingeniería de Detalles



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1.- Ingeniería Conceptual de proyectos de instrumentación

Documentos a ser generados:

ANTECEDENTES:

Descripción: indica las situaciones y aspectos que dieron origen al proyecto

Contenido: Incluye un resumen de las circunstancias que dieron origen al proyecto, su justificación, la oportunidad que este representa para la empresa y el grado de importancias para su ejecución



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DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO:

Descripción: Indican los principales sistemas que conforman el proyecto, insumos productos a ser obtenidos y su destino final.

Contenido: Descripción general del proyecto. Indicación cualitativa y cuantitativa de los insumos y productos que serán manejados por el proyecto en sus condiciones normales de operación.



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DESCRIPCIÓN DEL PROCESO:

Descripción: Documento con la descripción narrativa de los principios básicos y de funcionamiento del proceso. Estos documentos sirven para facilitar la interpretación de los diagramas de flujo correspondientes.

Contenido:

• Descripción general del proceso

• Descripción general de cada unidad del proceso.

• Descripción general de cada uno de los sistemas auxiliares.



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DIAGRAMA DE FLUJO Y CONTROL DEL PROCESO:

Descripción: Documento destinado a explicar en forma esquemática la operación y filosofía de control del proceso. Consiste en una representación simbólica de los elementos esenciales del proceso.

Contenido:

• Esquemas del proceso

• Equipos con sus respectivas identificaciones y descripción del servicio.

• Líneas del proceso.

• Lógica de Control general.



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2.- Ingeniería Básica de proyectos de instrumentación:


• Requerimientos de servicios industriales.

• Consideraciones de toxicidad y seguridad.

• Análisis de impacto ambiental.

• Análisis de riesgo de las instalaciones.

• Filosofía de operación, protección y control del proceso.

• Informe estimado de costo.

• Evaluación técnico económica del proyecto.

• Bases y cirterios de Diseño

• Plano de ubicación geográfica.

• Diagramas de Tuberías e instrumentos (DTI).

• Continuación (DTI).

• Normas a utilizar.

• Diagramas de ubicación de equipos e instrumentos.

• Listado de instrumentos.



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REQUERIMIENTOS DE SERVICIOS INDUSTRIALES:

Descripción: Documento que indica cualitativa y cuantitativamente los requerimientos del proceso en cuanto a servicios industriales: agua de proceso, vapor, combustible, aire de servicios, electricidad, etc.

Contenido:

• Determinación cualitativa y cuantitativa de los requerimientos. Consumo normal y máximo por equipo.

• Especificación de las condiciones de entrada y de retorno de la planta.

• Balance de la disponibilidad actual de servicios.



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CONSIDERACIONES DE TOXICIDAD Y SEGURIDAD:

Descripción: Documento que proporciona información sobre las propiedades, niveles de toxicidad,

efectos de personas y ambiente y precauciones en el uso de productos químicos inflamables y

reactivos usadas en el proceso.

Contenido:

• Información sobre los productos químicos inflamables y reactivos usados en el proceso

• Precauciones en el manejo de los productos.

• Recomendaciones sobre los primeros auxilios y equipos de protección personal.



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ANÁLISIS DE IMPACTO AMBIENTAL:

Descripción: Evaluación de las modificaciones o daños que ocasionaran las nuevas instalaciones

durante su construcción y/o funcionamiento, al medio ambiente y las personas, según las normas y

regulaciones ambientales de organismos competentes.

Contenido:

• Cuestionario de impacto ambiental

• Entrega del cuestionario antes mencionado a Protección Integral

• Una vez que se reciba respuesta, se debe preparar la evaluación, estudio o auditoria de impacto ambiental según sea el caso.



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ANÁLISIS DE RIESGO DE LAS INSTALACIONES:

Descripción: Evaluación de las modificaciones o daños que ocasionaran las nuevas instalaciones

durante su construcción y/o funcionamiento, al medio ambiente y las personas, según las normas y

regulaciones ambientales de organismos competentes.

En este documento conviene utilizar el Código Eléctrico Nacional CEN 2004 COVENIN 200:2004,

específicamente lo concerniente a clasificación de áreas.



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FILOSOFÍA DE OPERACIÓN, PROTECCIÓN Y CONTROL DEL PROCESO:

Descripción: Define la manera (esquemas y acciones) en que serán manipuladas las variables de

proceso para controlar la operación de la instalación y estrategias de protección del proceso y los

equipos

Contenido: Incluirá la descripción narrativa para cada unidad del proceso:

• Lazos del sistema de control

• Punto de calibración de alarmas y paros.

• Tipos de operación (Manual / Automáticas, remoto / local).

• Alternancia de operación de equipos

• Condiciones limites operacionales.



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INFORME DE ESTIMACION DE COSTO:

Descripción: Documento que presentan los costos de las actividades asociadas al proyecto y su

estrategia de ejecución (Ingeniería, materiales y equipos, labor, etc…).

Contenido:

• Bases del estimado de costos.

• Resumen del estimado de costos.

• Desglose de costos.



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EVALUACIÓN TÉCNICO ECONÓMICA DEL PROYECTO:

Descripción: Documento que indica la evaluación de los beneficios / costos del proyecto y la

justificación de la selección hecha.

Contenido:

• Resumen del análisis económico efectuado: inversiones, costos / ingresos de operación,

rentabilidad, relación beneficio / costos.

• Efectos en la rentabilidad del proyecto a cambios importantes en una de sus variables como

imprevistos en construcción cambios de precios y variación en productividad.

• Conclusiones y recomendaciones.



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BASES Y CRITERIOS DE DISEÑO

Descripción: Este documento describe los criterios para el diseño de la instrumentación, necesarios

en

el desarrollo del proyecto.

Contenido:

• Simbología

• Normas y Especificaciones De Diseño

• Planos y Documentos de Referencia

• Condiciones Ambientales

• Clasificación de Área

• Diagramas de Tubería e Instrumentación

• Sistema de Unidades



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BASES Y CRITERIOS DE DISEÑO

Descripción: Este documento describe los criterios para el diseño de la instrumentación, necesarios

en

el desarrollo del proyecto.

Contenido:

• Sistema de Transmisión de Señales

• Selección de equipos y accesorios

• Selección de Instrumentos

• Instalación de instrumentos

• Canalizaciones eléctricas de instrumentación

• Conductores eléctricos

• Caseta de telemetría.



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PLANO DE UBICACIÓN GEOGRÁFICA:

Descripción: Plano de localización geográfica de la instalación del proyecto, referida a objetos de

importancia, poblados cercanos o instalaciones conexas. El plano debe indicar el impacto o relación

con otras instalaciones.

Contenido:

Instalación del proyecto

Instalaciones conexas y/o cercanas.

Puntos de importancia geográfica

Coordenadas para ubicación de la planta o instalación y las separaciones significativas.



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DIAGRAMAS DE TUBERÍAS E INSTRUMENTOS (DTI):

Descripción: Es una representación simbólica de un proceso en donde se muestran las características

generales de equipos, tuberías válvulas e instrumentos. Para su construcción se debe usar las

normas ISA S-5.1, S-5.2 y S-5.3.

Contenido:

• Representación simbólica de los equipos del proceso, tuberías, válvulas, instrumentos.

• Código de identificación y nombre de los equipos.

• Indicación de líneas de entrada y salida de equipos y de servicios.

• Dimensionamiento de los equipos.

• Líneas de proceso con dirección de flujo indicando diámetro, servicio, numero e

identificación.

• Indicación de todos los elementos de medición, control y análisis.



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DIAGRAMAS DE TUBERÍAS E INSTRUMENTOS (DTI):

Descripción: Es una representación simbólica de un proceso en donde se muestran las características

generales de equipos, tuberías válvulas e instrumentos. Para su construcción se debe usar las

normas ISA S-5.1, S-5.2 y S-5.3.

Contenido:

• Arreglo de válvulas de control indicando tamaño y tipo.

• Válvulas de seguridad y alivio con diámetro de entrada y de salida.

• Indicación de funciones de interdependencia y paro.

• Nota para la interpretación correcta del diagrama.

• Disposición de equipos y líneas en el plano.



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NORMAS A UTILIZAR:

Se deben listar todas las normas, estándares y recomendaciones técnicas que serán usadas durante

el desarrollo del proyecto .

Entre otras: IEEE, ISA, ANSI, API, NEMA, SAMA, IEC, ISO, CEN.



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DIAGRAMAS DE UBICACIÓN DE EQUIPOS E INSTRUMENTOS:

Descripción: Plano donde se indica el arreglo de los equipos y tuberías instaladas. Se deberán indicar

estructuras, edificaciones e inhalaciones existentes que sirvan como referencias y las conexiones a

líneas o equipos existentes. Se indicaran además las rutas mas probables para el tendido de líneas.

Contenido:

• Ubicación de planta y orientación.

• Ubicación y orientación de equipos.

• Consideraciones de normas para esparcimiento de equipos e instalaciones, clasificación de

áreas, operación y seguridad.



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LISTADO DE INSTRUMENTOS:

Descripción: Este listado provee un resumen de todos los instrumentos requeridos para realizar el

trabajo incluyendo todos los elementos de cada lazo de control identificados por un numero de

etiqueta denominado TAG.

Contenido:

• El TAG de cada instrumento

• Servicios.

• PID en el cual aparece el instrumento.

• Lazos de control a la cual pertenece el instrumento.

• Descripción o tipo de instrumentos.

• Tipo de montaje.

• Numero de la hoja de especificación del instrumento.



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3.- Ingeniería de Detalles en proyectos de instrumentación:


• Actualización de los Diagramas de Tubería e Instrumentos (DTI).

• Actualización del listado de instrumentos.

• Memoria de Cálculo

• Hojas de Especificación Técnica de los Instrumentos.

• Diagrama de Lazo de Control.

• Planos de ubicación de instrumentos.

• Planos de rutas de señales de instrumentación.

• Planos de detalles de instalación de instrumentos.

• Lista de cables.

• Plano de arreglo de equipo de la sala de control.

• Especificación de construcción



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Se debe de revisar los diagramas de tubería e instrumentos generados en la ingeniería básica con el objeto de actualizarlos en función de los cambios que pueden haber ocurrido.

Para la emisión preliminar del listado de instrumentos realizado en la ingeniería básica no se dispone de toda la información como para elaborarla completamente.

El DTI y el listado será completado a medida que se va desarrollando la ingeniería de detalle, siguiendo siempre una estrategia de control de versiones de cada modificación a que hubiera lugar.



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MEMORIA DE CALCULOS:

Descripción: El objetivo de este documento es mostrar la metodología utilizada por la disciplina

Instrumentación para la realización de los análisis y cálculos, en relación a la selección y

dimensionado de instrumentos y sistemas, que se utilizarán en el proyecto.

Usualmente se toma para este documento los reportes que producen diferentes paquetes

computacionales de diseño asistido.



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HOJAS DE ESPECIFICACION TECNICA DE LOS INSTRUMENTOS:

Descripción: Son las “hojas de vida” de cada instrumento y especifican los datos más importantes del

mismo, sin detallar marca ni modelo, sino la características dinámicas, estáticas y operativas. Se

realizan siguiendo la norma ISA S-20.

Aspectos a tomar en cuenta:

• Se debe realizar una hoja por cada instrumento.

• Cada instrumento debe estar identificado con su TAG respectivo tal como en el resto de la

documentación.

• Con esta información se generan las requisiciones para su compra respectiva.



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DIAGRAMAS DE LAZO DE CONTROL:

Descripción: Estos diagramas sirven de guía para la instalación, puesta en marcha y mantenimiento

de todos los instrumentos de cada lazo de control. Los diagramas de lazo deben poseer toda la

información necesaria que permita interpretar cada uno de los lazos de control que intervienen en el

sistema tanto instalación como funcionamiento. Se especifican las todas las conexiones necesarias,

tanto en campo, cajas de conexión como en sala de control. Se realizan siguiendo la norma ISA S-

5.4.

Aspectos a tomar en cuenta:

• Se debe realizar un diagrama por cada lazo de control.

• Cada instrumento debe aparecer claramente especificado en el diagrama de lazo.

• Se divide en zonas tales como campo, sala de control, sistema superviso río, etc. Y los

instrumentos se representan en la zona donde



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PLANOS DE UBICACIÓN DE INSTRUMENTOS:

Descripción: indica la localización aproximada de los instrumentos en campo, la elevación a la cual se

encuentran ubicadas y el tamaño de la toma del proceso tomando en cuenta las normas respectivas

de instrumentación.



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PLANOS DE RUTA DE SEÑALES DE INSTRUMENTACIÓN:

Descripción: Muestra la ruta a seguir por todas y cada una de las canalizaciones eléctricas y los

conductores de instrumentación desde el instrumento hasta la sala de control, pasando por las cajas

de conexionado en campo.

Debe aparecer además lo siguiente:

• Identificación del instrumento

• Identificación de la tubería “Conduit” indicando su diámetro y elevación.

• Se debe elaborar un plano de ruta por cada plano de planta generado por el departamento

mecánico cumpliendo con las especificaciones técnicas.

• Se debe ubicar los instrumentos en el plano de planta “Plot Plant” utilizando la misma

simbología empleada en el plano de ubicación



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PLANOS DE DETALLES DE INSTALACIÓN DE INSTRUMENTOS:

Descripción: Muestran el tamaño y el tipo de materiales necesarios para la instalación. Proveen

información suficiente para permitir la correcta instalación, aun cuando el técnico no este familiarizado

con el instrumento.

También se hacen detalles típicos de conexiones eléctricas para instrumentos. Normalmente ellos se

muestran las entradas al instrumento, diámetro y número de cables requeridos, el diámetro y tipo de

tubería “conduit” utilizado y los empalmes eléctricos requeridos.



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LISTA DE CABLES O DE SEÑALES:

Descripción: Este documento permite verificar en forma rápida la ruta y el tipo de cable utilizado para

un instrumento en particular. En el deben aparecer todos los cables de instrumentación utilizados en

el proyecto

El listado debe suministrar información sobre:

• Identificación o numero del cable.

• Tipo de cable

• Longitud total del cable

• Calibre

• Ruta o recorrido del cable.



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PLANO DE ARREGLO DE EQUIPOS DE LA SALA DE CONTROL:

Descripción: Estos planos tienen como finalidad mostrar a escala la distribución de equipos en la sala

de control generadas a partir de los planos de construcción de la sala generado por la ingeniería civil.

La distribución deberá ser diseñada considerando las dimensiones de los equipos que van en la sala

de control y sus especificaciones técnicas de instalación.



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ESPECIFICACIÓN DE CONSTRUCCIÓN:

Descripción: se utiliza para solicitar a las empresas contratistas la oferta para la construcción de las

instalaciones objetos del proyecto. en ella se debe especificar claramente cual es el trabajo a realizar

y se elabora en conjunto con todas las especialidades de ingeniería que participan en el proyecto

Esta constituida por lo siguiente:

• Descripción general de la obra

• Alcance de la obra.

• Lista de planos y documentos

• Normas aplicables

• Especificaciones técnicas generales

• Modelos de presentación de oferta

• Descripción de partidas

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