Normas ISA Y SAMA


Código de identificación de los instrumentos

Para designar y representar los instrumentos de medición y control se emplean normas muy variadas que a veces varían de industria en industria. Sociedades como la ISA (Instrument Society of America) de la Sociedad de Instrumentos de Estados Unidos y a DIN alemana tiene por objeto establecer sistemas de designación (códigos y símbolos) de aplicación a las industrias químicas, petroquímicas, aire acondicionado, etc.


Norma ISA-S5.1-84 (R-1992)

Normas sobre Instrumentación de medición y control del año 1984 con una revisión el 13 de julio del año 1992.

A) Cada instrumento debe identificarse con un código alfanumérico o número de tag (tag number) que contenga el número de identificación del lazo. 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:

1) Disponer las letras en subgrupos. Por ejemplo, un controlador de temperatura con un interruptor de alarma puede identificarse con dos círculos, uno el TIC-3 y el otro TSH-3.

2) En un instrumento que indica y registra la misma variable medida puede omitirse la letra I (indicación).

   C) La numeración de bucles puede ser paralela o serie. La numeración paralela inicia una secuencia numérica para cada nueva primera letra (TIC-100, FRC-100, LIC-100, AI-100, etc.). La numeración serie identifica los bucles de instrumentos de un proyecto o secciones de un proyecto con una secuencia única de números, sin tener en cuenta la primera letra del bucle (TIC-100, FRC-101, LIC-102, AI-103, etc.).

La secuencia puede empezar con el número 1 o cualquier otro número conveniente, tal como 001, 301 o 1201 y puede incorporar información codificada tal como área de planta; sin embargo, se recomienda simplicidad.

  D) Si un bucle dado tiene más de un instrumento con la misma identificación funcional, es preferible añadir un sufijo, ejemplo FV-2A, FV-2B, FV-2C, etc., o TE-25-1, TE-25-2, TE-25-3, etc.

Estos sufijos pueden añadirse obedeciendo a las siguientes reglas:

  1. Deben emplearse letras mayúsculas A, B, C, etc.
  2. 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, TE-25-3, etc.
  3. Las subdivisiones interiores de un bucle pueden designarse por sufijos formados por letras y números.

    E) Un instrumento que realiza dos o más funciones puede designarse por todas sus funciones. Por ejemplo, un registrador de caudal FR-2 con pluma de presión PR-4 puede designarse FR-2/ PR-4. Un registrador de presión de dos plumas como PR-7/8; y una ventanilla de alarma para temperatura alta y baja como TAH/L-21.

  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 de bucle que el del instrumento asociado.

Alternativamente, los accesorios pueden emplear el mismo número de identificación que el de sus instrumentos asociados, pero con palabras aclaratorias. Por consiguiente, una brida para una placa-orificio FE-7 debe designarse como FX-7 o bien como FE-7 BRIDAS.


Tabla 1, Código de identificación de instrumentos ISA-S5.1-84 (R-1992).



Los símbolos a emplear en los planos y dibujos de representación de instrumentos:


*Se sugieren las siguientes abreviaturas para representar el tipo de alimentación (o bien de purga de fluidos).  AS: Alimentación de aire, IA: Aire de instrumentos, HS: Alimentación hidráulica, NS: Alimentación de nitrógeno, PA: Aire de planta, ES: Alimentación eléctrica, GS: Alimentación de gas, SS: Alimentación de vapor, WS: Alimentación de agua.

**El símbolo de señal neumática se aplica también a cualquier señal que emplee gas como medio de transmisión. Si se emplea un gas distinto del aire debe identificarse con una nota al lado del símbolo o bien de otro modo.

***Los fenómenos electromagnéticos incluyen calor, ondas de radio, radiación nuclear y luz.


Tabla 2. Símbolos generales de funciones o de instrumentos.



Tabla 3. Símbolos de cuerpos de válvulas de control y de persianas.



Tabla 4. Símbolos de actuadores.



Tabla 5. Símbolos de autorreguladores.



Tabla 6. Símbolos de acción del actuador en caso de fallo en la alimentación (mostrado típicamente para una válvula de control de diafragma).



Tabla 7. Símbolos de elementos primarios.

 


Tabla 8. Ejemplo de funciones.



Tabla 9. Ejemplo de grado de detalle.




Norma ISA-S5.2-76 (R-1992)

Normas sobre símbolos de operaciones binarias de procesos (Binary Logic Diagrams for Process Operations) del año 1976 revisadas el 13 de julio de 1992.

Esta norma lista los símbolos lógicos que representan operaciones con enclavamientos binarios y sistemas secuenciales para el arranque, operación, alarma y paro de procesos y equipos en la industria química, petroquímica, centrales de potencia, aire acondicionado y en otras numerosas industrias. Las operaciones binarias pueden ser realizadas por cualquier clase de hardware, ya sea eléctrico, electrónico, fluídico, neumático, hidráulico, mecánico, manual, óptico u otros.

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 a abajo.

En las válvulas todo-nada el diagrama debe especificar exactamente lo proyectado; es decir, si la válvula debe estar abierta, así debe establecerse; no debe indicarse que la válvula está no cerrada.

Las siguientes definiciones se aplican a los aparatos que tienen posiciones abiertas, cerradas o intermedias: 

  • Posición abierta: posición que está 100% abierta.
  • Posición no abierta: posición que es menor de 100% abierta.
  • Posición cerrada: posición que es 0% abierta.
  • 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.

La pérdida de alimentación (eléctrica, neumática u otra) en memorias o a otros elementos lógicos puede afectar la operación del proceso, por lo que la fuente de alimentación o su pérdida debe introducirse como entrada lógica al sistema o a los elementos lógicos individuales.


Definiciones:

En la tabla 10 se representan y definen los símbolos lógicos; los símbolos con tres entradas A, B y C son típicos de funciones lógicas con cualquier número de dos o más entradas. En las tablas de verdad, 0 indica la no existencia de la entrada lógica o de la señal de salida o el estado dado en la cabecera de la columna. 1 indica la existencia de la señal o estado de entrada lógica. D indica la existencia de la señal o estado de salida lógica como resultado de las entradas lógicas apropiadas. 


Tabla 10. Símbolos lógicos.



Norma ISA-S5.3-1983

Normas sobre símbolos de sistemas de microprocesadores con control compartido (Graphic Symbols for Distributed Control/Shared Display Instrumentation, Logic and Computer Systems).

El objeto de esta norma es documentar los instrumentos formados por ordenadores, controladores programables, miniordenadores y sistemas de microprocesador que disponen de control compartido, visualización compartida y otras características de interface.

Los símbolos representan la interface con los equipos anteriores de la instrumentación de campo, de la instrumentación de la sala de control y de otros tipos de hardware.

El tamaño de los símbolos debe ser conforme a la norma ISA-S5.1, a la que complementa.

 

Símbolos de visualización del control distribuido/compartido.

1.-Accesible normalmente al operador-indicador/controlador/registrador o punto de alarma.


Visualización compartida. Visualización y control compartidos. Acceso limitado a la red de comunicaciones. Interfaz del operador en la red de comunicaciones.


2.- Dispositivo de interface auxiliar del operador.

Montado en panel, carátula analógica; no está montado normalmente en la consola principal del operador. Controlador de reserva o estación manual. El acceso puede estar limitado a la red de comunicaciones. Interfaz del operador en la red de comunicaciones.


3.- No accesible normalmente al operador.


Controlador ciego compartido. Visualización compartida instalada en campo. Cálculo, acondicionamiento de señal en controlador compartido. Puede estar en la red de comunicaciones. Normalmente operación ciega. Puede ser alterado por la configuración.

 

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.

El componente ordenador puede ser integrado en el sistema, vía la red de datos, o puede ser un ordenador aislado.


4.- Normalmente accesible al operador-indicador/controlador/registrador o punto de alarma.


Utilizado usualmente para indicar la pantalla de vídeo.


5.- Normalmente no accesible al operador.


Interface entrada/salida. Cálculo/acondicionamiento de señal de un ordenador. Puede usarse como controlador ciego o como módulo de cálculo de software.

 

Símbolos de control lógico y secuencial.

6.- Símbolo general.


Para complejos no definidos interconectando control lógico o secuencial (ver ISA–S5.1-84).


7.- Control distribuido interconectando controladores lógicos con funciones lógicas binarias o secuenciales.


Paquete de controlador lógico programable o controladores lógicos digitales integrales con el equipo de control distribuido. No accesible normalmente al operador.


8.- Control distribuido interconectando un controlador lógico con funciones lógicas binarias o secuenciales.

Paquete de controlador lógico programable o controladores lógicos digitales integrales con el equipo de control distribuido. No accesible normalmente al operador.

 

Símbolos de funciones internas del sistema.

9.- Cálculo/acondicionamiento de señal.


Para identificación de bloque consulte ISA-S5.1-84. Para requerimientos de cálculo amplios, use la designación "C". Escriba aclaraciones en la documentación suplementaria. Utilizado en  combinación con válvulas de alivio s/ ISA-S5.1-84.

 

Símbolos comunes.

10.- Red del sistema.


Usado para indicar una red de software o conexiones entre funciones suministradas en el sistema del fabricante. Alternativamente, la red puede ser mostrada implícitamente por símbolos contiguos. Puede utilizarse para indicar una red de comunicaciones a opción del usuario.


Registradores y otros sistemas de retención de datos históricos

Los registradores convencionales, tales como los de gráfico de banda se mostrarán de acuerdo con ISA-S5.1-84.

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: Alarmas de software y Contigüidad de los símbolos.

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.


Alarmas

Todos los aparatos y alarmas cableados, distintos de los aparatos y alarmas cubiertos específicamente por esta norma, deben estar de acuerdo con ISA-S5.1. Alarmas de sistemas de Instrumentos Las alarmas cubiertas por esta norma deben identificarse.


Figura 9. Alarmas cubiertas por la norma.



Norma ISA-S5.4-1991

Ejemplos de diagramas de lazos de control.

Se utilizan ampliamente en la industria presentando en una hoja toda la información necesaria para la instalación, comprobación, puesta en marcha y mantenimiento de los instrumentos, lo que facilita la reducción de costes, la integridad del lazo, la exactitud y un mantenimiento más fácil del sistema.


Figura 10. Diagrama de control de sobrecarga un compresor.



Norma ISA-S5.5-1985

En la tabla 11. Se muestra el estándar de colores de visualización de procesos de la norma ANSI/ISA-S5.5-1985 aprobada el 3 de febrero de 1986.

Tabla 11. Colores procesos en papel.


Norma SAMA

Se define como Asociación Comercial de Aparatos Científicos o Asociación Científica de Fabricantes de Aparatos (Scientific Apparatus Makers Association). Fue fundada en 1918 y cuenta con aproximadamente 200 miembros (empresas).

La norma SAMA está dedicada a las áreas de proyecto, fabricación y distribución de instrumentos, aparatos y equipos empleados para medición, análisis y control.

Esta norma está comprendida en 7 secciones, las cuales son:

  •     Instrumentos analíticos.
  •     Aparatos de laboratorio.
  •     Instrumentos de medición y ensayo.
  •     Instrumentos nucleares ópticos.
  •     De medición y control procesos.
  •     Mobiliario y equipos para laboratorios científicos.  


La norma SAMA indica que las especificaciones declaradas por los fabricantes deben mantenerse en el instrumento al menos por un año después de su fabricación.

La complejidad de las estrategias usadas para el control de la combustión requiere una notación que exceda los Diagramas de Proceso e Instrumentación (P&IDs) estándar de la ISA. La Asociación Científica de Fabricantes de Aparatos (SAMA) desarrolló tal notación y esto se utiliza comúnmente para definir estrategias de control de combustión.

La Notación SAMA consiste en cuatro formas:

  •     Una serie de letras para la información de la etiqueta.
  •     Varios algoritmos matemáticos de control.
  •     Letras de Medición/Indicación.
  •     Símbolos para el procesamiento de la señal

 

Tabla 12: Símbolos para identificar los diversos elementos o funciones del sistema de control.


Tabla 13. Letras para medición de la norma SAMA.



Tabla 14. Simbología para continuar con el procesado de la señal.


Tabla 15. Símbolos para el procesamiento de la señal.




Figura 11. Variaciones del símbolo de control PID.



Figura 12. Variaciones de un lazo simple de control de norma SAMA.

 

 

Figura 13. Diferencia entre diagrama ISA y SAMA respectivamente.

 

 

a)


b)

Figura 14. Diferencia entre un lazo típico en notación ISA a) y un lazo típico en notación SAMA b).












FUENTES DE REFERENCIA