Curso proyectos

PROYECTOS DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
Ing. Oscar O. Cárdenas S., M.Sc.E.E.
Profesor Titular Jubilado

Automatización

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

Ing. Oscar O. Cárdenas S., M.Sc.E.E.
Profesor Titular
FASES Y DOCUMENTOS TÍPICOS DE UN
PROYECTO 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

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

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.

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

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

INGENIERÍA
NO SE DEBE INICIAR UNA CONSTRUCCIÓN
SIN HACER INGENIERÍA
INGENIERÍA
CONSTRUCCIÓN
FASES

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

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

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

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

FASES DE UN PROYECTO
INGENIERÍA CONCEPTUAL
INGENIERÍA BÁSICA
INGENIERÍA DE DETALLE

SE ESTABLECEN METAS Y NECESIDADES
SE FIJAN LAS PREMISAS PARA EL DESARROLLO
DE LA INGENIERÍA BÁSICA

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

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

COMPRA DE BIENES Y SERVICIOS
MANTENIMIENTO, CONTABILIDAD
ESTIMACIÓN FECHAS:
ING. PRELIMINAR
INICIO DE PLANTA
PROCURA Y CONTRATACIÓN
CONSTRUCCIÓN

INGENIERÍA
CONCEPTUAL
PROYECTOSDEINSTRUMENTACIÓN
INDUSTRIAL

EN EL BALANCE DE MASA Y ENERGÍA SE
OBSERVA LA NECESIDAD DE HOMOGENEIZAR
EL USO DE UNIDADES
SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES S. I.

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

Diagrama de Flujo

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 BÁSICA
GENERA INFORMACIÓN NECESARIA PARA
FIJAR LAS ESPECIFICACIONES Y DATOS
NECESARIOS PARA EL DESARROLLO DE LA
ING. DE DETALLE

INGENIERÍA BÁSICA
DOCUMENTOS
SE GENERAN DOCUMENTOS EN DIFERENTES
ÁREAS DE LA INGENIERÍA TALES COMO:
PROCESOS, MECÁNICA, CIVIL, ELÉCTRICA,
ADMINISTRACIÓN,…. e
INSTRUMENTACIÓN

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

INGENIERÍA BÁSICA

SIMBOLOGÍA E IDENTIFICACIÓN DE
INSTRUMENTOS
ANSI/ISA-S5.1
INSTRUMENTATION SYMBOLS AND
IDENTIFICATION
INGENIERÍA BÁSICA

INGENIERÍA
BÁSICA
INDUSTRIAL

ANSI/ISA- S51.1
PROCESS INSTRUMENTATION TERMINOLOGY
INGENIERÍA BÁSICA
PARA HACER ESPECIFICACIÓN DE
INSTRUMENTOS, SE DEBEN CONOCER PRIMERO
LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS MISMOS

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

ANALIZADORES
DCS
SCADA
PLC
CLASIFICACIÓN DE ÁREA
INGENIERÍA BÁSICA
EXISTEN OTROS EQUIPOS Y SISTEMAS QUE
EL INSTRUMENTISTA DEBE ESPECIFICAR

Método de análisis Sustancia o propiedad
Celda 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 Procesos
INGENIERÍA BÁSICA

Analizadores de Procesos
INGENIERÍA BÁSICA

Cromatógrafo de Gas
INGENIERÍA BÁSICA

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

SCADA: "Supervisory Control And Data Acquisition"
(adquisición de datos y control supervisorio)

Función: controlar procesos
industriales secuenciales en
tiempo real
Controlador Lógico Programable
PLC

CLASIFICACIÓN DE ÁREA
INGENIERÍA BÁSICA

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

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

INGENIERÍA DETALLE
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

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

INGENIERÍA
DE DETALLE
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

PARA LA PREPARACIÓN Y USO DE LOS
DIAGRAMAS DE LAZO SE UTILIZA LA NORMA
ANSI/ISA-S5.4
INSTRUMENT LOOP DIAGRAMS

Instrument
Loop DiagramsINGENIERÍA
DE DETALLE
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
DETALLES DE
INSTALACION
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%

DIAGRAMA
DE FLUJO
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.

ESTRUCTURA SISTEMA COMPUTARIZADO DE
DOCUMENTACIÓN EN INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL

ESTRUCTURA DE LA BASE DE DATOS

EN RESUMEN
PARA HACER INGENIERÍA EXISTEN NORMAS
Y PRÁCTICAS QUE SON DE AMPLIO USO
SE ESTABLECEN METAS Y NECESIDADES
SE FIJAN LAS PREMISAS PARA EL DESARROLLO
DE LA INGENIERÍA BÁSICA

INGENIERÍA BÁSICA
GENERA INFORMACIÓN NECESARIA PARA FIJAR
LAS ESPECIFICACIONES Y DATOS NECESARIOS
PARA EL DESARROLLO DE LA ING. DE DETALLE
DURANTE ESTA FASE DEL PROYECTO SE GENERA
LA INFORMACIÓ PARA EJECUTAR LA
CONSTRUCCIÓN DEL PROYECTO
EN RESUMEN

CONCLUSIÓN
NO SE DEBE INICIAR UNA
CONSTRUCCIÓN SIN HACER
INGENIERÍA

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

AGRADECIMIENTOS

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