آشنایی با نقشههای P&ID – (Piping and Instrumentation Diagram)
سند آموزشی حاضر فصل دوم از یک کتاب یا مجموعه آموزشی با عنوان «مستندات کنترل و ابزار دقیق« (I&C Documentation) میباشد. که از منابع و مدارک معتبر مانند استاندارد ANSI ISA 18.1 ترجمه و گردآوری شده است.
اگر یک پروژه فرایندی را بهصورت یک پروژه EPC فرض کنیم، مستندات I&C مدارکی هستند که در فاز طراحی و مهندسی یک پروژه فرآیندی تولید میشوند. هدف از مدارک طراحی ابزار دقیق و کنترل (I&C)، پوشش و استخراج الزامات فنی خاص پروژه فرایندی است که هنگام تهیه و تامین تجهیزات و مواد فنی پروژه و یا در فاز ساخت بهصورت دقیق باید دنبال شود.
ازآنجا که این سند سالها پیش در ابتدای شروع بهکار این بنده حقیر در حوزه اتوماسیون صنعتی با هدف نشر یک کتاب تهیه شده است، قطعاً دارای کاستیهای زیادی است. ولی امید است که در ارتقاء دانش و توان عملیاتی افراد تازه وارد در حوزه اتوماسیون صنایع فرآیندی مفید بوده باشد.
این سند و اسناد آموزشی مرتبط با این سند بهصورت رایگان در اختیار خوانندگان قرار میگیرد. لذا ازآنجا که هیچگونه حق تالیف و نشر براي این مجموعه آموزشی پیش بینی نشده است لذا نشر، تکثیر و هرگونه استفاده علمی از این مجموعه آموزشی با حفظ امانت مطالب آن، آزاد میباشد. در صورت داشتن هرگونه پیشنهاد و انتقاد میتوانید از طریق آدرس پست الکترونیک با اینجانب ارتباط برقرار نمایید.
اهداف این سند
انتظار ميرود كه خواننده با مطالعهي اين فصل قابليتهاي زير را بدست آورد:
- تعريف و تشريح كاربرد نقشههايP&ID و اطلاعات محتوي آن
- شناخت علائم ترسيمي دستگاههاي كنترل و ابزار دقيق در نقشههايP&ID .
- ترسيم يك نقشه P&ID
- آشنايي با حلقههاي كنترل و ابزار دقيق
- آشنايي با شناسه دستگاههاي كنترل، ابزار دقيق و خطوط سيگنال
چكيده
معمولاً در روند طراحي و توليد مستندات سيستمهاي كنترل و ابزار دقيق، اطلاعات عمومی مورد نیاز تمامی گروههاي طراحي، در يك سري مدارک عمومی تهيه ميشود که هم ساده بوده و هم براي همه گروههاي تخصصي براحتی قابل استفاده باشد. اطلاعات تخصصیتر نيز در مدارک مهندسی تخصصی هر گروه تهيه و توليد ميگردد. یکی از اسناد عمومی که توسط گروه فرآیند و با مشاوره گروههاي ديگر مانند I&C تولید میگردد. مدرک P&ID میباشد. این مدرک که معمولا در لیست مدارک مهندسی فرآیند آورده میشود، اصلیترین مدرک و پراطلاعات ترین مدرک در جهت تهیه مدارک مهندسی ابزاردقیق و کنترل بشمار میرود. لذا تا زماني كه این مدرک توسط تیم فرآیند تهیه نگردد گروه كنترل و ابزاردقیق قارد به تهيه و توليد مدارك تخصصي خود نخواهد بود.
کلمه P&ID سرنام عبارت Piping and Instrumentation Diagram میباشد. این سند نموداری است که ارتباط بین تجهیزات فرآیندی و دستگاههاي كنترل و ابزاردقیق مورد استفاده برای کنترل فرآیند را نشان میدهد. این نمودار كه بر اساس نمودار جریان فرآیند (PFD) تهیه ميگردد نشانهها يا علائم گرافیکی تجهیزات و لولهكشي فرآيند را به همراه نشانههای گرافیکی دستگاههاي اندازهگیری فرآیند و عملکردهای کنترلی را نشان میدهد. علائم گرافیکی كه برای نشان دادن تجهیزات و وسایل کنترلی استفاده میشود، اغلب بر اساس استاندارد ISA طراحی میشوند. در واقع میتوان گفت که P&ID شکل کامل شده PFD میباشد. به طوري كه پس از تهیه و تایید PFD تهیه میگردد.
مرور كلي
- سرنام(Acronym)“P&ID” نامي براي يك سند مهم ميباشد كه براي تعريف فرآيند، تجهيزات فرآيند، لولهكشي و تمامي المانهاي كنترل و مانيتورينگ بكار ميرود و در صنايع فرآيندي بسيار شناخته شده ميباشد. نسخهي 4 «واژهنامه سيستمهاي اتوماسيون ابزاردقيق و كنترل» تعريف جامعي از وظايف نقشههاي P&ID ارئه كرده است.
مدارك P&ID كه اتصالات بين تجهيزات فرآيندي و ابزار دقيق مورد استفاده براي كنترل فرآيند را به نمايش ميگذارد. پس از تهیه و تایید نقشههاي PFD تهیه میگردند. به طوري كه با تایید و صدور نهايي P&ID کارشناسان لولهكشي، مدارک تفصیلی لولهكشي نظیر نقشه ایزومتریک و غیره را تهيه و کارشناسان ابزاردقیق نیز با استفاده از این نمودار نسبت به طراحی مدارک تفصیلی ابزاردقیق نظیر نمودارهاي منطقي، نمودارهاي حلقه و غیره اقدام مینمایند. در واقع میتوان گفت که P&ID یک مدرک کلیدی در تهیه بسیاری دیگر از مدارک مورد نیاز در طراحی فرآیند میباشد و به عنوان یک مایلستون مهم در طراحی بسیاری از پروژهها مطرح میباشد. به طوري كه پس از تهیه P&ID میتوان تقریب نسبتا خوبی از مشخصات و میزان تجهیزات مورد نیاز برای خرید نیز فراهم کرد.
در اين نقشهها براي به تصوير كشيدن تجهيزات مكانيكي، لولهكشي، قطعات لوله كشي، شيرهاي صنعتي، راهاندازها و سيستمهاي كنترل و ابزار دقيق، مجموعهاي از علائم ترسيمي بكار گرفته ميشود. اين علائم ترسيمي به نحوي بر روي نقشه ترسيم ميشوند كه به طور واضح فرآيند را تعريف ميكند. علائم ترسيمي سيستمهاي كنترل و ابزار دقيق (I&C) كه در P&ID بكار گرفته ميشود، عموماً مبتني بر علائم موجود در مستند استاندارد ISA-5.1-1984(R1992) با عنوان «تعاريف و علائم ترسيمي ابزاردقيق» ميباشند.
در یک نقشه P&ID باید حداقل اطلاعات زیر نشان داده شود:
* نمایش کلیه وسایل کنترل و ابزار دقيق و مشخصات آنها
* تجهیزات مکانیکی به همراه نام و شماره آن
* انواع شیرهاي صنعتي و مشخصات آنها
* کلیه اطلاعات مربوط به خطوط لوله بين تجهيزات شامل شماره خطوط، اندازه، تغییر مشخصهها، طبقهبندی خطوط و جهت جریان.
* کلیه فلنجها، تجهیزات ایمنی، دریچههاي تخليه(Vent and Drain)، فیتینگها، تبدیلها مانند كاهنده
* خطوط شروع و تخلیه موقت
* ورودیها و خروجیهای کنترلی و اینترلاکها
* ورودیهای سیستم کنترل کامپیوتری
* کلیه وسایل کنترلی شامل حلقهها، ارتباطات نرم افزاری و هشدارها و سیستم منطقی
موارد زیر نباید در P&ID نشان داده شوند:
* شیرهای نصب شده در ورودي ترنسميترها يا دستگاههاي اندازهگيري
* رلههای کنترلی
* کلیدهای دستی
* ظرفیت یا نرخ عملکرد تجهیزات
* لوله گذاری و شیرهای اولیه تجهیزات
* دادههای مربوط به فرآيند مانند ميزان جریان، دما يا فشار
* زانوییها، سه راهیها و فیتینگهای استاندارد مشابه
* یادداشت های تفصیلی
اين فصل از كتاب در حل مشكلات ناشي از اطلاعات سردرگم كنندهي موجود در خصوصP&ID كه مدتهاست دراين زمينه مطرح ميباشد، كمك خواهد كرد. وجود اين امر كه سردرگمي زيادي در خصوص P&ID وجود دارد قابل فهم است. زيرا واقعاً هيچ استاندارد دانشگاهي در اين ارتباط وجود ندارد كه مشخص كند چه اطلاعاتي بايستي در P&ID آورده شود و يا حتي معني علائم و حروف بكار رفته درP&ID به چه معني ميباشد. احتمالاً يك فرد با تجربه دقيقاً بداند كه حرف “P” و “D” به چه معني ميباشد و يا محتواي P&ID چيست ولي يك فرد ديگري كه در يك سايت فرآيندي كار ميكند ممكن است با اين برداشت موافق نباشد. به عنوان مثال ممكن است حرف “P”در P&ID بهPiping يا Process اشاره نمايد. حرف “I” اشاره دارد بر Instrumentattion ، حرف D نيز ممكن است برايDrawing يا Diagram بكار رود. حتي ممكن است نقشههاي P&ID نقشههاي «دياگرام جريان (Flow Diagram)» نيز ناميده شوند. كه نبايد با «دياگرام جريان فرآيند» كه در فصل قبل تشريح شد. اشتباه گرفته شود.
هيچ استاندارد ملي، دانشگاهي، بينالمللي و بينرشتهاي وجود ندارد كه توسعه و توليد محتواي P&ID را پوشش دهد. به هر حال بيشتر اطلاعات مورد استفاده در يك P&ID توسط ISA-5.1 پوشش داده شده است، كه يك سند عالي و قابل انعطاف بوده و در اصل علائم ترسيمي ابزار دقيق را تعريف ميكند. كتاب حاضر از سندISA-5.1 به عنوان يك مرجع معتبر و كامل استفاده ميكند.
نقشههايP&ID بعد از بررسي دقيق و موشكافانيهي كنترل كيفيت، در اختيار اعضاي تيم پروژه و پرسنل كارفرما قرار ميگيرد.كه ممكن است چندين بار در طول اجراي پروژه منتشر شوند. اين نقشهها و ترسيمات از اهميت بالايي بر خوردار هستند. به طوري كه زمانبنديهاي كليدي(Key milestones)در پروژه مبتني بر انتشار نسخههاي مختلف P&ID ميباشد. بعضي از عناوين نسخههايي از P&ID كه به منظورهاي مختلفي ارسال ميشود عبارتنداز:
A – Issue for scope definition
B – Issue for Client Approval
C – Issue for bid, bidding of major equipment
D – Issue for detailed design
E – Issue for construction (or 1, or 2, or 3, etc.)
قبل از اين كه نگاهي عميقتر به نقشهي P&ID بيندازيم نياز هست يك سري عبارات با تمركز بر روي كنترل و ابزار دقيق تعريف شود. شكل2-1 تعاريف سادهاي از مفاهيم منترل فرآيند را نشان ميدهد. يك دستگاه ابزار دقيق وسيلهاي براي اندازهگيري، نمايش يا كنترل يك فرآيند ميباشد كه هر دو نوع وسايل ساده و پيچيده را شامل ميشود. به عنوان مثال گيج يا نشانگرهاي محلي فشار و دماسنجهاي عقربهدار جزء دستگاههاي ساده
ميباشند. از دستگاههاي پيچيده نيز ميتوان به ترنسميت(Transmitter)هاي فشار و يا آنالايزرهاي فرآيند نظير کروماتوگراف گاز اشاره كرد، كه نوع و كميت گاز را در يك فرآيند بخار تشخيص و به سيستم كنترل مركزي ارسال ميكنند.
مفهوم عبارت «كنترل فرآيند» از تعاريف موجود براي اين دو كلمه در هر واژه نامهاي، قابل فهم ميباشد. در يك تعريف ساده، فرآيند عبارت است از انجام يك سري مراحل ترتيبي و كنترل به معني اصول حاكم بر اجراي مراحل ميباشد. بنابراين كنترل فرآيند به منزلهي كنترل يك سري مراحل متوالي ميباشد.
دیدگاهتان را بنویسید