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PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
Ing. Oscar O. Cárdenas S., M.Sc.E.E.
Profesor Titular Jubilado
CURSOS DE ACTUALIZACIÓN Y ASESORIAS EN:
INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
CONTROL AUTOMÁTICO DE PROCESOS
MODELADO E IDENTIFICACIÓN DE SISTEMAS
PLC SCADA
COMUNICACIONES INDUSTRIALES
TECNOLOGÍAS DE INTEGRACIÓN
ELECTRÓNICA DE POTENCIA
COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNETICA
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
Ing. Oscar O. Cárdenas S., M.Sc.E.E.
Profesor Titular
FASES Y DOCUMENTOS TÍPICOS DE UN
PROYECTO DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
El programa esta basado en cubrir parte de las actividades típicas que debe desempeñar un Profesional en Automatización e Instrumentación, las cuales consisten en forma general de las actividades necesarias para la especificación, diseño, construcción, prueba, inspección, control de calidad, instalación y mantenimiento de equipos y sistemas para la medición y control de variables de operación en unidades de procesos.
OBJETIVO
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
En particular se exponen las labores de ingeniería de un proyecto de Instrumentación Industrial en sus diferentes fases: ingeniería conceptual, ingeniería básica, ingeniería de detalle y construcción. Se establece la documentación necesaria que debe generarse en cada fase así como del uso de las Normas ANSI/ISA aplicadas a Proyectos de Instrumentación Industrial.
OBJETIVO
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
CONTENIDO PROGRAMÁTICO
Normas ISA aplicadas a Proyectos de Instrumentación Industrial
ISA-S5.1: “Instrumentation Symbols and Identification”ISA-S5.2 “Binary Logic Diagrams for Process Operations” ISA-S5.3 “Graphic Symbols for Distributed Control/Shared Display Instrumentation, Logic and Computer Systems”ISA-S5.4 “Instrument Loop Diagrams”ISA-S5.5 “Graphic Symbols for Process Displays”ISA - S20 “Specification Forms for Process Measurement and Control Instruments, Primary Elements and Control Valves”: Análisis de la Norma. Especificación de manómetros, placas de orificio, termopares, transmisores, controladores y válvulas de control.
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
Seguridad Intrínseca: introducción, clasificación de áreas y aparatos, modos de protección. Circuitos eléctricos, barreras y sistemas de seguridad intrínseca. Selección de barreras de seguridad intrínseca.
Fases y Documentos de un Proyecto de Instrumentación Industrial: Ingeniería Conceptual, Básica, Detalle y Construcción.
INGENIERÍA
EN GENERAL
APLICACIÓN DE PROCEDIMIENTOS PARA LOGRAR QUE UNA PLANTA O INSTALACIÓN INDUSTRIAL SEA PRODUCTIVA
DISCIPLINAS:
CIVIL, ELÉCTRICA, MECÁNICA, QUÍMICA, SISTEMAS, ..................... INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
IMPORTANCIA DE LA INGENIERÍA EN UN PROYECTO
LA CONSTRUCCIÓN, AMPLIACIÓN O MODIFICACIÓN DE UNA PLANTA O INSTALACIÓN INDUSRIAL IMPLICA EL MANEJO DE RECURSOS DIVERSOS Y VALIOSOS DE TIPO HUMANO, MATERIAL Y ECONÓMICO
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
INGENIERÍA
NO SE DEBE INICIAR UNA CONSTRUCCIÓN SIN HACER INGENIERÍA
INGENIERÍA
CONSTRUCCIÓN
FASES
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
INGENIERÍA GENERA LOS DOCUMENTOS NECESARIOS PARA LA CONSTRUCCIÓN
VENTAJAS:REDUCCIÓN DE LOS TIEMPOS DE EJECUCIÓN Y COSTOS DEL PROYECTO
ADECUACIÓN DEL PROYECTO A NORMAS VIGENTES
COORDINACIÓN ENTRE LAS DIFERENTES PARTES INVOLUCRADAS
ELIMINACIÓN DE PROBLEMAS........PROVEEDORES Y CONSTRUCTORES
REALIZACIÓN DE ESTUDIOS COMPARATIVOS QUE PERMITAN UNA SELECCIÓN ADECUADA
SEGUIMIENTO DE PROYECTO EN SU ETAPA DE CONSTRUCCIÓN
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
PARA HACER INGENIERÍA EXISTEN NORMAS Y PRÁCTICAS QUE SON DE AMPLIO USO
LAS NORMAS SON PROCEDIMIENTOS O REGLAS CREADAS PARA SER SEGUIDAS EN LA EJECUCIÓN DE UN TRABAJO
LAS PRÁCTICAS RECOMENDADAS SON APLICACIONES SURGIDAS DE LA EXPERIENCIA PREVIA
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
IMPORTANCIA DE LAS NORMAS Y PRÁCTICAS
LA IMPORTANCIA SE EXTRAE DE LAS RAZONES PARA SU USO:
SIRVE COMO MEDIO DE COMUNICACIÓN
OFRECE EXPERIENCIA Y TECNOLOGÍA
REDUCE COSTOS DE LOS EQUIPOS
DE OPERACIÓN
DE SEGUROS
MEJORA LA SEGURIDAD Y CONFIABILIDAD
EVITA COMPLICACIONES CON LOS ASPECTOS LEGALES
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
ENTRE LAS NORMAS:
ANSI : American National Standard Institute
ISA : Instrument Society of America
API: american Petroleum Institute
IEEE: Institute of Electrical and Electronic Engineering
NEMA: National Electrical Manufacturers Association
SAMA: Scientific Apparatus Makers Association
PDVSA: Petróleos de Venezuela
COVENIN: Comisión Venezolana de Normas Industriales
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
FASES DE UN PROYECTO
INGENIERÍA CONCEPTUAL
INGENIERÍA BÁSICA
INGENIERÍA DE DETALLE
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
INGENIERÍA CONCEPTUAL
SE ESTABLECEN METAS Y NECESIDADES
SE FIJAN LAS PREMISAS PARA EL DESARROLLO DE LA INGENIERÍA BÁSICA
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
INGENIERÍA CONCEPTUAL:DOCUMENTOS
Descripción de la Planta o Proceso: anteproyecto
análisis, justificación, ubicación ...
Diagrama de flujo
Lista de equipos: cálculo y dimensionamiento
Especificaciones Técnicas
Estimado de costos, análisis de rentabilidad
Especificación de Paneles de Control, Equipos ...
Clasificación de áreas peligrosas
Ingeniería Ambiental
Listado preliminar de Instrumentos
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
ANÁLISIS: INVERSIÓN, PRODUCCIÓN, TRANSPORTE ....
DIVISAS A SER GENERADAS
GENERACIÓN DE EMPLEO:
ELABORA PROYECTO, CONSTRUCCIÓN Y FUNCIONAMIENTO
H/H CONSULTORÍA Y SERVICIOS TÉCNICOS
PLANOS DE ING. DE PROCESOS
PLANOS DE CONSTRUCCIÓN
INGENIERÍA CONCEPTUAL
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
COMPRA DE BIENES Y SERVICIOS
MANTENIMIENTO, CONTABILIDAD
ESTIMACIÓN FECHAS:
ING. PRELIMINAR
INICIO DE PLANTA
PROCURA Y CONTRATACIÓN
CONSTRUCCIÓN
INGENIERÍA CONCEPTUAL
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
EN EL BALANCE DE MASA Y ENERGÍA SE OBSERVA LA NECESIDAD DE HOMOGENEIZAR EL USO DE UNIDADES
SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES S. I.
INGENIERÍA CONCEPTUAL
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
II SIMPOSIO INTERNACIONAL DE AUTOMATIZACIÓN
EXPO ISA MERIDA - 2002
Sistema Internacional
http://physics.nist.gov/cuu/Units/units.html
SE NECESITAN CONOCER LOS SÍMBOLOS GRÁFICOS PARA PROCESOS QUE LOS ESTABLECE LA NORMA
ANSI/ISA-S5.5
GRAPHIC SYMBOLS FOR PROCESS DISPLAYS
INGENIERÍA CONCEPTUAL
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
AL CONCLUIR LA INGENIERÍA CONCEPTUAL SE TIENEN LOS MEDIOS PARA HACER UN ESTIMADO DE COSTOS CLASE III
LA ESTIMACIÓN DE CLASE III SE GENERA UTILIZANDO CURVAS DE INVERSIÓN O TÉCNICAS DE PRORRATEO EQUIVALENTES, LAS CUALES SE BASAN EN DEFINICIONES DE COMPONENTES IMPORTANTES DE EQUIPOS
LA PROBABILIDAD DE QUE LOS COSTOS FINALES RESULTEN DENTRO DE UN 10% DEL ESTIMADO, ES DEL 60%
INGENIERÍA CONCEPTUAL
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
INGENIERÍA BÁSICA
GENERA INFORMACIÓN NECESARIA PARA FIJAR LAS ESPECIFICACIONES Y DATOS
NECESARIOS PARA EL DESARROLLO DE LA ING. DE DETALLE
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
INGENIERÍA BÁSICA
DOCUMENTOS
SE GENERAN DOCUMENTOS EN DIFERENTES ÁREAS DE LA INGENIERÍA TALES COMO:
PROCESOS, MECÁNICA, CIVIL, ELÉCTRICA, ADMINISTRACIÓN,…. e
INSTRUMENTACIÓN
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
INGENIERÍA BÁSICA
DOCUMENTOS: INSTRUMENTACIÓN
DIAGRAMA DE TUBERIAS E INSTRUMENTACIÓN (P&ID)
ACTUALIZACIÓN LISTADO DE INSTRUMENTOS
HOJAS DE DATOS DE EQUIPOS E INSTRUMENTOS
ESPECIFICACIÓN DE EQUIPOS O SISTEMAS DE CONTROL
PANEL DE CONTROL
SCADA, DCS, PLC, ANALIZADORES, ...
PLANO DE CLASIFICACIÓN DE ÁREA
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
SIMBOLOGÍA E IDENTIFICACIÓN DE INSTRUMENTOS
ANSI/ISA-S5.1
INSTRUMENTATION SYMBOLS AND IDENTIFICATION
INGENIERÍA BÁSICA
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
ANSI/ISA- S51.1
PROCESS INSTRUMENTATION TERMINOLOGY
INGENIERÍA BÁSICA
PARA HACER ESPECIFICACIÓN DE INSTRUMENTOS, SE DEBEN CONOCER PRIMERO LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS MISMOS
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
INGENIERÍA BÁSICA
CONOCIDAS LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS INSTRUMENTOS, SE PUEDE AHORA HACER SUS ESPECIFICACIONES
ANSI/ISA-S20
SPECIFICATION FORMS FOR PROCESS MEASUREMENT AND CONTROL INSTRUMENTS
INGENIERÍA BÁSICA
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
ANALIZADORES
DCS
SCADA
PLC
CLASIFICACIÓN DE ÁREA
INGENIERÍA BÁSICA
EXISTEN OTROS EQUIPOS Y SISTEMAS QUE EL INSTRUMENTISTA DEBE ESPECIFICAR
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
Método de análisis Sustancia o propiedadCelda electrolítica Oxígeno disuelto en agua o gas, pH,
gases tóxicos en el aire
UV Contaminantes aire-agua, gases de chimenea, aire ambiental
IR Hidrocarburos, detección de fugas, metano
Conductividad térmica Amoníaco, combustible en el aire, pureza de oxígeno
Cromatografía Aire ambiental, valor calorífico, iones, aceites lubricantes
Analizadores de ProcesosINGENIERÍA BÁSICA
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
Programas que se ejecutan de una manera concurrente para ejecutar una tarea común.
Elementos esenciales en un Sistema Distribuido: Unidades Autónomas de Procesamiento Sistema de Comunicaciones (RED)
Recurso de hardware dispersos geográficamente, generalmente montados en plataformas diferentes con necesidades de intercambio de información.
Medio de Comunicación que permite establecer una conexión física entre ellos.
Sistemas de Control DistribuidosSistemas de Control Distribuidos
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
SCADA: "Supervisory Control And Data Acquisition"
(adquisición de datos y control supervisorio)
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
Función: controlar procesos industriales secuenciales en tiempo real
Controlador Lógico Programable
PLC
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
AL CONCLUIR LA INGENIERÍA BÁSICA SE TIENEN LOS MEDIOS PARA HACER UN
ESTIMADO DE COSTOS CLASE II
LA PROBABILIDAD DE QUE LOS COSTOS FINALES RESULTEN DENTRO DE UN 10% DEL ESTIMADO,
ES DEL 80%
INGENIERÍA BÁSICA
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
INGENIERÍA DE DETALLE
DURANTE ESTA FASE DEL PROYECTO SE GENERA LA INFORMACIÓ PARA EJECUTAR
LA CONSTRUCCIÓN DEL PROYECTO
DURANTE ESTA ETAPA, TIENEN UN PAPEL MUY IMPORTANTE LAS DISCIPLINAS DE,
MECÁNICA
ELECTRICIDAD
CIVIL
INSTRUMENTACIÓN
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
INGENIERÍA DETALLE
DOCUMENTOS: INSTRUMENTACIÓN
ACTUALIZACIÓN DE P&ID
ACTUALIZACIÓN DE LISTADO DE INSTRUMENTOS
DIAGRAMAS DE LAZOS DE CONTROL
ESQUEMÁTICOS DE CONTROL
PLANOS DE UBICACIÓN DE INSTRUMENTOS
PLANO DE RUTAS DE SEÑALES DE INSTRUMENTACIÓN
DETALLES DE INSTALACIÓN DE INSTRUMENTOS
LISTA DE CABLES Y CONDUITS DE INSTRUMENTOS
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
PLANOS DE ALIMENTACIÓN DE AIRE A INSTRUMENTOS
PLANOS DE ARREGLO DE EQUIPOS EN SALA DE CONTROL
LISTA DE MATERIALES
PROGRAMA DE EJECUCIÓN DEL PROYECTO
ESPECIFICACIONES DE CONSTRUCCIÓN
MEMORIA DESCRIPTIVA O ESPECIFICACIONES GENERALES
COMPUTOS MÉTRICOS
MANUAL DE OPERACIONES
ESTIMADO DE COSTOS
INGENIERÍA DETALLE
DOCUMENTOS: INSTRUMENTACIÓN
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
PARA ENTENDER LOS PLANOS RELACIONADOS CON APLICACIONES DE PC, PLC, SOFTWARE ... SE USA LA SIMBOLOGÍA PRESENTADA EN LA NORMA
ANSI/ISA-S5.3
GRAPHIC SYMBOLS FOR DISTRIBUTED CONTROL
INGENIERÍA DE DETALLE
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
PARA LA PREPARACIÓN Y USO DE LOS DIAGRAMAS DE LAZO SE UTILIZA LA NORMA
ANSI/ISA-S5.4
INSTRUMENT LOOP DIAGRAMS
INGENIERÍA DE DETALLE
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
MÉTODO DE DIAGRAMACIÓN LÓGICA
PARA PROCESOS COMO BOMBAS, ..., SE USA
NORMA ANSI/ISA-S5.2
BINARY LOGIC DIAGRAMS FOR PROCESS OPERATION
INGENIERÍA DE DETALLE
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
AL CONCLUIR LA INGENIERÍA DE DETALLE SE TIENEN LOS MEDIOS PARA HACER UN
ESTIMADO DE COSTOS CLASE I
LA PROBABILIDAD DE QUE LOS COSTOS FINALES RESULTEN DENTRO DE UN 10% DEL ESTIMADO,
ES DEL 90%
INGENIERÍA DE DETALLE
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
SISTEMA COMPUTARIZADO DE DOCUMENTACIÓN EN INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL
EL SISTEMA GENERA TODOS LOS DOCUMENTOS Y DIAGRAMAS REQUERIDOS EN UN PROYECTO DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
PERMITE LA CONSULTA DE INFORMACIÓN, ACTUALIZAR DATOS Y DIAGRAMAS, ELABORACIÓN DE HOJAS DE DATOS, DIAGRAMS DE TUBERÍAS E INSTRUMENTACIÓN, DIAGRAMAS TÍPICOS DE INSTALACIÓN, ETC.
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
ESTRUCTURA SISTEMA COMPUTARIZADO DE DOCUMENTACIÓN EN INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
EN RESUMEN
PARA HACER INGENIERÍA EXISTEN NORMAS Y PRÁCTICAS QUE SON DE AMPLIO USO
INGENIERÍA CONCEPTUAL
SE ESTABLECEN METAS Y NECESIDADES
SE FIJAN LAS PREMISAS PARA EL DESARROLLO DE LA INGENIERÍA BÁSICA
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
INGENIERÍA BÁSICA
GENERA INFORMACIÓN NECESARIA PARA FIJAR LAS ESPECIFICACIONES Y DATOS NECESARIOS PARA EL DESARROLLO DE LA ING. DE DETALLE
INGENIERÍA DE DETALLE
DURANTE ESTA FASE DEL PROYECTO SE GENERA LA INFORMACIÓ PARA EJECUTAR LA CONSTRUCCIÓN DEL PROYECTO
EN RESUMEN
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
CONCLUSIÓN
NO SE DEBE INICIAR UNA CONSTRUCCIÓN SIN HACER
INGENIERÍA
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
REFERENCIAS
•Amaya, Ennys R., Goitia, Alfredo I. Instrumentación Industrial. 2ª Ed. Maracaibo. 1990.
•Bacon, John M. Instrumentation Installation. USA. ISA. 1989.
•García M., Emilio. Automatización de Procesos Industriales. México. Alfaomega. 2001.
•NORMAS ANSI/ISA, API
PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL