Un’immagine dice più di mille parole, sarà vero? Chi lavora nell’automazione industriale sicuramente concorderà con questa affermazione: i disegni, siano essi schemi di flusso, piuttosto che diagrammi di collegamento elettrico, svolgono un ruolo importante in ogni progettazione nel settore.
In questo articolo parliamo degli schemi P&ID, acronimo di Process and Instrumentation Diagram, o in alcuni casi di Piping and Instrumentation Diagram; vedremo cosa rappresentano e quale simbologia adottano.
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Ecco gli argomenti di oggi:
Lo schema P&ID, cos’ è e cosa contiene.
Esempio di schema P&ID di controllo di un processo.
Simbologia delle valvole negli schemi P&ID.
Simbologia dei motori negli schemi P&ID.
Simbologia della strumentazione negli schemi P&ID.
Lo schema P&ID, cos’è e cosa contiene.
Ricordo ancora come fosse oggi il momento in cui quasi trent’anni fa feci il mio colloquio presso l’azienda in cui ho operato come tecnico d’automazione industriale per quasi tre decenni. L’intervistatore mi mise davanti uno schema P&ID delle dimensioni di un foglio A1, e mi chiese che cosa ci vedessi. Nulla! O meglio, c’erano una serie di linee e di simboli, nonché una miriade di piccoli testi ma non avevo assolutamente idea di cosa tutto quell’inchiostro stampato da un vecchio plotter a 6 pennini fosse.
Non immaginavo che per i successivi decenni avrei consultato ma anche modificato e creato moltissimi di quegli schemi a me sconosciuti.
Il P&ID è uno dei disegni fondamentali per chi deve programmare plc e sistemi di supervisione, e spesso proprio nel caso di creazione dei supervisori la divisione delle pagine di sinottico avviene dividendo le zone dell’impianto a matita sullo schema P&ID.
Su questo diagramma sono rappresentati gli oggetti principali dell’impianto da automatizzare, nel caso per esempio dell’industria alimentare troviamo serbatoi, pompe, valvole e naturalmente le varie tubazioni rappresentate con linee di diverso tipo.
La particolarità degli schemi P&ID è che essi ci mostrano anche le più importanti componenti del controllo del processo, per esempio le sonde di misurazione variabili come la temperatura e la pressione, e tutta la strumentazione più sofisticata come i misuratori di portata e altre apparecchiature impiegate nell’automazione.
Sugli schemi di questo tipo troviamo anche le regolazioni che comprendono la sonda di misurazione della variabile da regolare, il regolatore hardware o software e l’organo di regolazione. Spesso ci sono anche i collegamenti tra questi tre oggetti per evidenziare come la regolazione avviene.
Nei P&ID possiamo anche trovare le sagome dei quadri elettrici e dei quadretti remoti, e altre specifiche indicazioni quando queste risultino di rilievo.
Esempio di schema P&ID di controllo di un processo.
Nella prossima immagine vediamo un piccolo schema P&ID, dove abbiamo due contenitori (tank) chiamati evaporatore e separatore. Poi identifichiamo due componenti di comando che sono l’elettrovalvola e il compressore; inoltre si notano un misuratore di flusso, uno di pressione differenziale e una sonda di temperatura. Oltre a questi apparecchi vediamo anche un regolatore, alcuni indicatori, registratori, e un trasmettitore di pressione.
Negli schemi P&ID si utilizza una simbologia standard, tuttavia ci sono simboli particolari che vengono impiegati e personalizzati a seconda dei settori in cui l’automazione viene creata.
Anche la nomenclatura degli oggetti segue delle convenzioni, per esempio la lettera “T” indica transmitter, ovvero misuratore e trasmettitore; per cui FT significa flow transmitter (misuratore o trasmettitore di flusso), TT indica la sonda di temperatura, così come PT quella di pressione.
FIC in questo caso sta per “flow indicator and controller”, e questo rappresentato nell’immagine sopra è un regolatore che regola il flusso letto da FT42, agendo sulla valvola EV42.
Notiamo che i nomi degli oggetti sono raggruppati per funzionalità, per cui nel sistema regolatore, la sonda, l’organo di regolazione, e il regolatore stesso, hanno stesso numero, nello specifico del nostro esempio il 42.
Uno schema P&ID ben fatto agevola notevolmente il lavoro dei tecnici e di chi costruisce gli impianti; tutti quelli che operano nella progettazione del sistema hanno tra il materiale di consultazione questo schema. I tecnici che disegnano lo schema elettrico utilizzano il disegno P&ID, i programmatori lo utilizzano insieme allo schema elettrico; così come chi progetta sistemi di monitoraggio HMI e SCADA (spesso la stessa persona si occupa dei tre compiti, o almeno degli ultimi due).
Simbologia delle valvole negli schemi P&ID.
Nella prossima immagine vediamo la simbologia standard per rappresentare i vari tipi di valvole ed elettrovalvole negli schemi P&ID. Solitamente in questi disegni non si rappresenta la parte elettrica delle valvole (elettrovalvole di attuazione, micro per i feedback, control unit); la simbologia permette comunque di distinguere tra valvole manuali e automatiche, così come in alcuni casi il tipo di funzionamento (farfalla, sfera, due vie, tre vie, multi via, ghigliottina ecc.)
Simbologia dei motori negli schemi P&ID.
Per quanto riguarda i motori, negli schemi P&ID sono raffigurati come nella prossima immagine. Anche in questo caso il simbolo ricalca la tipologia di motore (come nel caso delle pompe a lobi o centrifughe).
Simbologia della strumentazione negli schemi P&ID.
La rappresentazione della strumentazione per il controllo dei processi avviene come vediamo nella prossima figura. Come accennato in precedenza, la simbologia è indicativa della variabile trattata così come della funzione dell’apparecchio.
La prima lettera indica la variabile di processo misurata o controllata dallo strumento, e la seconda la funzione dello stesso.
Per esempio, la prima lettera “T” significa temperatura, “P” pressione, “F” portata, e così via; nella seconda lettera troviamo “T” per misurazione e trasmissione, “R” per registrazione, “I” per indicazione, “C” per controllo. Ci sono poi naturalmente altre nomenclature specifiche che, come dicevamo, vengono adottate a seconda dei settori di applicazione.
