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Représentation des procédés industriels ... schémas P&ID

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  1. 1. LAJOUAD Rachid
  2. 2. 2ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid
  3. 3. Schémas de tuyauterie et d’instrumentation • Parmi l’ensemble de la documentation d’un procédé industriel, on devrait retrouver des indications sur l’instrumentation raccordée au procédé. – Ce qui est utile pour la maintenance; – Ce qui permet de mieux comprendre le procédé pour l’ingénieur de procédé. 3ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid
  4. 4. Normes utilisées • Identification Symbols and Instrumentation; – ANSI/ISA-5.1-2009. – AFNOR/NF E04-203.1-2006. 4ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid
  5. 5. Normes utilisées • Binary Logic Diagrams for Process Operations – ANSI/ISA-5.2-1976 (R1992) – AFNOR/NF E04-203.2. 5ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid
  6. 6. Normes utilisées • Graphic Symbols for Distributed Control/Shared Display Instrumentation, Logic and Computer Systems – ISA-5.3-1983. et AFNOR/NF E04-203.3 6ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid
  7. 7. Normes utilisées • Instrument Loop Diagrams – ANSI/ISA-5.4-1991 et AFNOR/NF E04-203.4. 7ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid
  8. 8. Normes utilisées – Graphic Symbols for Process Displays – ISA-5.5-1985 et AFNOR/NF E04-203.5 8ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid
  9. 9. Normes utilisées • Specification Forms for Process Measurement and Control Instruments – ISA-S20-1999 -- IEC/TS 62876-2-1 9ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid
  10. 10. Composantes d’un schéma P&ID 10ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid 1 2 6 3 4 5
  11. 11. Zone de titre [1] ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 11LAJOUAD Rachid Nom de la compagnie Nom de l’usine Titre de la planche N° Dessin Version
  12. 12. Zone du schéma P&ID [2] ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 12LAJOUAD Rachid
  13. 13. Zone identifiant la tuyauterie [3] • Matériau de la conduite – TF = Téflon – SS = Stainless Steel – CS = Carbon Steel ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 13LAJOUAD Rachid
  14. 14. Zone identifiant les gros équipements [4] • Généralement les équipements de plus de 10000 DHs. ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 14LAJOUAD Rachid
  15. 15. Zone identifiant les gros équipements [4] • Numéro 3-14R2: – 3 = 3e étage de l’usine – 14 = Aire (Bay) #14 – R2 = Réacteur #2 ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 15LAJOUAD Rachid
  16. 16. Repérage du matériel principal LAJOUAD Rachid ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 16
  17. 17. Symboles des équipements de Processus LAJOUAD Rachid ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 17 Colonnes de distillation
  18. 18. Symboles des équipements de Processus LAJOUAD Rachid ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 18 Colonnes de distillation
  19. 19. Symboles des équipements de Processus LAJOUAD Rachid ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 19 Réservoirs Echangeurs
  20. 20. Symboles des équipements de Processus LAJOUAD Rachid ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 20 Aéro-réfrigérant
  21. 21. Symboles des équipements de Processus LAJOUAD Rachid ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 21 Fours
  22. 22. Symboles des équipements de Processus LAJOUAD Rachid ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 22 Pompes
  23. 23. Symboles des équipements de Processus LAJOUAD Rachid ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 23
  24. 24. Zone des révisions et changements du schéma [5] ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 24LAJOUAD Rachid
  25. 25. Zone des notes [6] • On y décrit les verrouillages des commandes (interlocks) du système. ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 25LAJOUAD Rachid
  26. 26. SCHÉMAS D’INSTRUMENTATION ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 26LAJOUAD Rachid
  27. 27. Éléments de base d’un schéma d’instrumentation ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 27 Bulle Identification Signaux Conduite Débitmètre Valve LAJOUAD Rachid
  28. 28. Identification des instruments 28ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid 6-FRC-1B 6 F RC 1 B Préfixe Variable mesurée Fonction N° de boucle Suffixe - -
  29. 29. ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 29LAJOUAD Rachid Codet signifiant Signifiant suivant varaible mesurée ou mesurande ou variante initiale Complement Affichage Action 1 2 3 4 A Analyse Alarme B Combustion (y) (x) C Conductivité ou (y) Régulation D Masse volumique ou (y) Différence E Tension électrique Elément primaire F Débit Proportion G (x) Visuel H Commande manuelle (3) I Courant électrique Indication J Puissance Strutation K Temps Temporisation, taux de variation Selection auto/manu L Niveau Signalisation lumineuse M Humidité ou (y) N Viscosité ou (y) (x) (x) O (x) Restriction P Pression Point d'essai Q Quantité Intégration, totalisation Intégration, totalisation R Rayonnement Enregistrement S Vitesse Sécurité Commutation T Température Transmission U Variable multiple (4) Fonction multiples V Grandeurs mécaniques (Vibration, …) Dispositif réglant W Masse ou force Protection (doigt de gant) X (x) Coordonnée (x) (x) Y Evénement Coordonnée Relais Z Position, longueur Coordonnée Actionneur
  30. 30. ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 30LAJOUAD Rachid
  31. 31. Signaux et connections (1) ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 31LAJOUAD Rachid
  32. 32. Signaux et connections (2) • The following abbreviations are suggested de denote the types of power supply. These designations may also be applied to purge fluid supplies. AS – Ais Supply HS – Hydraulic supply IA – Instrument Air (en option) NS – Nitrogen supply. PA – Plant air (en option) SS – Steam supply ES – Electric supply WS – Water supply GS – Gas Supply The supply level may be added to the instrument supply line, e.g., AS-100 a 100-psig air supply; ES-24DC, a 24 volt direct current power supply. ** The pneumatic signal symbol applies to a signal using any gas as the signal medium. If a gas other than air is used, the gas may be identified by a note on the signal symbol or otherwise. *** Electromagnetic phenomena include heat, radio waves, nuclear radiation, and light. LAJOUAD Rachid ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 32
  33. 33. Les bulles ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 33LAJOUAD Rachid
  34. 34. Les bulles ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 34 Une pièce d’équipement indépendante, comme un contrôleur ou un enregistreur Instruments partagés: affichage, régulation, etc… (Instrumentation avec microcontrôleurs) Une pièce de logiciel ou d’équipement qui réalise des calculs et/ou des opérations logiques et qui transmet un ou plusieurs signaux de sortie Commande logique et séquentielle (Automate programmable) LAJOUAD Rachid
  35. 35. Les bulles ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 35 Panneau auxiliaire de commande (accessible à l’opérateur) Panneau principal de commande (accessible à l’opérateur) Au site du procédé LAJOUAD Rachid
  36. 36. Fonctions des équipements _Y 36ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid
  37. 37. Fonctions des équipements _Y 37ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid
  38. 38. Fonctions des équipements _Y 38ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid
  39. 39. Fonctions des équipements _Y 39ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid
  40. 40. Exemple ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 40LAJOUAD Rachid
  41. 41. Réseau Signal électrique Signal pneumatique Convertisseur courant/Pression 41ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid
  42. 42. 42ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid
  43. 43. Niveaux de détail 43ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid Schéma de principe
  44. 44. Niveaux de détail 44ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid Schéma fonctionnel
  45. 45. Niveaux de détail 45ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid Schéma détaillé
  46. 46. APPROCHES DE CONTRÔLE ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 46LAJOUAD Rachid
  47. 47. Exemple: Traitement des huiles lourdes 47ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID Pétrole brut Air Carburant F, Ti Fo, T QA, Débit d’air QF, Débit de carburant PF, Pression du carburant lF, Contenu énergétique LAJOUAD Rachid
  48. 48. Contrôle en « feedback » (rétroaction) 48ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID Pétrole brut Air Carburant F, Ti Fo, T QA, Débit d’air QF, Débit de carburant PF, Pression du carburant lF, Contenu énergétique TT TC TCV Consigne T* LAJOUAD Rachid
  49. 49. Schéma bloc du contrôle en rétroaction TC TCV G1(s) TT TempératureConsigne Débit du carburant Mais, assume que le débit de pétrole brut (F) reste constant. Que se passe-t-il si ce débit (F) varie ? 49ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid
  50. 50. Contrôle en « feedforward » (commande prédictive) Pétrole brut Air Carburant F, Ti Fo, T QA, Débit d’air QF, Débit de carburant PF, Pression du carburant lF, Contenu énergétique FT FFC FFCV 50ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid
  51. 51. Schéma bloc de la commande prédictive FFC FFCV G2(s) FT Température Débit du carburant Débit du pétrole brut Assume que la pression du carburant (PF) et la conversion de chaleur (lF) restent constants. Assume la linéarité du système. 51ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid
  52. 52. Commande en rétroaction et prédictive Pétrole brut Air Carburant F, Ti Fo, T QA, Débit d’air QF, Débit de carburant PF, Pression du carburant lF, Contenu énergétique TT TC TCV Consigne T* FT FFC TY S 52ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid
  53. 53. Schéma bloc la commande en rétroaction et prédictive TC TCV G2(s) TT TempératureConsigne Débit du carburant TY FFC FT Débit du pétrole brut Mais, assume que la pression du carburant (PF) reste constant. 53ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid
  54. 54. Contrôle en « cascade » (et prédictive) Pétrole brut Air Carburant F, Ti Fo, T QA, Débit d’air QF, Débit de carburant PF, Pression du carburant lF, Contenu énergétique TT TC FCV Consigne T* FT1 FFC TY S FT2 FC SP 54ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid
  55. 55. Schéma bloc du contrôle en cascade (et prédictive) TC G3(s) G2(s) TT TempératureConsigne Débit du carburant TY FFC FT1 Débit du pétrole brut FC FCV FT2 Meilleure résistance aux perturbations. Partie commande en cascade 55ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid
  56. 56. EXEMPLES DE PROCÉDÉS ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID 56LAJOUAD Rachid
  57. 57. Digesteur de copeaux de bois pour faire de la pâte de papier. Photo, source: http://www.pulpandpaper-technology.com/contractors/steel/avesta/ 57ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid
  58. 58. 58ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid
  59. 59. 59ENSAK -- S7 -- Schéma P&ID Ces trois capteurs et enregistreurs permettent à l’opérateur de vérifier l’homogénéité de la température LAJOUAD Rachid
  60. 60. Au démarrage • Mécanisme permettant un démarrage progressif… 60ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid
  61. 61. Cooking by indirect streaming On augmente selon une rampe à la pression/ température de cuisson avec FIC-1 (durée fixée par KI-1) PIC-1 maintien la pression de cuisson. La pression est un paramètre clé pour le contrôle de la cuisson (représente la température du “digesteur”) 61ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid
  62. 62. Relief control system Maintenir la pression à la pression de vapeur saturée équivalente à la mesure de température faite par TT-4. La sortie de TT-4 est calibrée pour suivre la courbe de température de la vapeur saturée vs la pression. Consigne de PIC-2 62ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid
  63. 63. Vapeur saturée, table de température 63ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid
  64. 64. Blowback control system Pour éviter le blocage du filtre sur le tuyau de dégagement (relief line), on envoie de la vapeur sous pression au filtre. PDSH-2 et temporisateur KI-2 ouvre FCV-5 et ferme PCV-2 pour déboucher le filtre. 64ENSAK -- S7 -- Schéma P&IDLAJOUAD Rachid

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