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Université du Québec (UQ) École de technologie supérieure Maîtrise en Technolog

Université du Québec (UQ) École de technologie supérieure Maîtrise en Technologie de Système ______________________________________________________________________________ MODÉLISATION ET AUTOMATISATION DES PROCÉDÉS INDUSTRIELS SYS-823 INTERPRÉTER UN SCHÉMA D’INSTRUMENTATION Rédigé par : France Ladouceur ÉTÉ 1999 Résumé du chapitre 7 du volume Introduction à l’instrumentation et à la régulation de procédé, de l’auteur Michel Ruel. Laboratoire n°2 première partie Instrumentation industrielle École de technologie supérieure page 2 TABLE DES MATIÈRES 1.0 Schémas, diagrammes, plans………………………………………………………….…page 3 1.1 Introduction………………………………………………………………………page 3 1.2 Normes I.S.A……………………………………………………………………..page 3 1.3 Étiquette………………………………………………………………………….page 5 1.4 Emplacement des appareils……………………………………………………. page 10 1.5 Lignes de liaison………………………………………………………………...page 12 Laboratoire n°2 première partie Instrumentation industrielle École de technologie supérieure page 3 1. Schémas, diagrammes, plans 1.1 Introduction Pour représenter les fonctions, les équipements, les systèmes pour la mesure et la régulation, il existe plusieurs types de diagrammes, de schémas et plusieurs types de symboles. En milieu industriel, on retrouve les plans suivants : • Schémas de principe : appelés aussi P&ID (« Piping and Instrument Diagram ») ; un schéma de principe peut être peu détaillé afin d’expliquer par exemple le principe de fonctionnement d’une usine (diagramme d’écoulement) ou être très détaillé pour illustrer toutes les fonctions des appareils ; • Schémas de raccordement : appelés aussi « Instrument Loop Diagram » ; un schéma de raccordement illustre les branchements des appareils entre eux ; habituellement on regroupe sur un même plan les raccordements des divers appareils d’une boucle de régulation, soit les boucles de courant, les raccordements pneumatiques, les raccordements numériques ; • Schémas de localisation : un schéma de localisation est un plan représentant les équipements mécaniques de l’usine sur lequel on trace les bulles des appareils afin de permettre au personnel technique de repérer et localiser l’emplacement des appareils ; pour simplifier la représentation, les bulles sont dessinées mais ne sont pas reliées entre elles ; • Schémas représentant les stratégies de commande : il existe plusieurs types de schémas, les principaux étant : diagrammes en échelle (LADDER), GRAFCET, GEMMA, etc. • Autres diagrammes : plomberie, électricité, architecture, ventilation/chauffage, etc. 1.2 Normes I.S.A. Les symboles les plus utilisés pour représenter les fonctions, les équipements, les systèmes pour la mesure et la régulation sont ceux définis par I.S.A. (« Instrument Society of America »). Ces symboles sont utilisés partout dans le monde. Ces symboles sont utilisés pour les : • Dessins ; • Esquisses ; • Documents techniques, manuels ; • Schémas de principe ; • Schémas de raccordement ; • Schémas de localisation ; • Plans d’ingénierie, du procédé, de plomberie, d’instrumentation, de raccordement, des différents systèmes ; • Diagrammes d’écoulement (permettant de visualiser l’écoulement des produits et de décrire ainsi le fonctionnement d’une usine ou d’une portion de cette usine) ; Laboratoire n°2 première partie Instrumentation industrielle École de technologie supérieure page 4 • Dessins et plans de construction ; • Listes de matériel ; • Descriptions d’équipement. Le reste du document présente les points essentiels permettant la compréhension et l’interprétation de ces symboles ; le lecteur désireux d’approfondir davantage ce sujet peut se procurer les documents relatifs aux standards S5.1 à S5.5 publiés par I.S.A. Les standards élaborés par I.S.A. sont : • S5.1 : Instruments symbols and identification ; (ce document décrit la méthodologie générale, équipements conventionnels) ; • S5.2 : Binary logic diagrams for process operations ; (ce document décrit les fonctions logiques, séquences d’entrebarrage et séquentielles ; • S5.3 : Graphic symbols for distributed control shared display instrumentation, logic and computer; (ce document décrit les fonctions réalisées par un système de commande réparti ou ordiné) ; • S5.4 : Instrument loop diagrams ; (ce document décrit les diagrammes de raccordement et de branchement) ; • S5.5 : Graphic symbols for process displays ; (ce document décrit les équipements de procédé : pompes, convoyeurs, réservoirs, etc.). Chaque symbole est composé : • D’une étiquette alphanumérique, de lettres désignant la grandeur en jeu et les fonctions des appareils, de chiffres (parfois suivis d’une lettre suffixe) ; • D’un symbole graphique ; • De liens avec les autres symboles. L’objectif de ces symboles est de mettre en évidence le rôle, la fonction, le but des équipements d’instrumentation et leurs interrelations. Chaque symbole représente la ou les fonction(s) d’un appareil par rapport à la grandeur en jeu, et non l’appareil lui-même. Ainsi, un enregistreur ayant trois plumes sera illustré par trois symboles puisque chacune des plumes enregistre une grandeur différente. Une vanne permettant de manipuler le débit de vapeur afin de réguler la température sera codifiée comme étant une vanne de température plutôt que de débit. Laboratoire n°2 première partie Instrumentation industrielle École de technologie supérieure page 5 1.3 Étiquette L’étiquette de chaque bulle est composée de chiffres et de lettres. Exemple : 2 – LT 227 signifie transmetteur de niveau ; 2 – LC 227 signifie régulateur de niveau ; 2 – LY 227 signifie convertisseur, dans ce cas I/P ; 2 – LV 227 signifie vanne de régulation de niveau. Chaque symbole est composé : • D’une étiquette alphanumérique, ici le chiffre 2 (facultatif) ; • De lettres désignant la grandeur en jeu, ici L et les fonctions des appareils ici T, V, C, Y ; • De chiffres ici 227 (parfois suivis d’une lettre suffixe) correspondant au numéro de la boucle; • D’un symbole graphique. Le standard 5.1 de I.S.A. recommande une foule de symboles, mais cette liste n’est pas exhaustive. Il est d’usage courant d’ajouter des notes explicatives à l’occasion pour préciser le sens d’un symbole ou pour spécifier un détail, par exemple la gamme d’un appareil. Première lettre La première lettre d’une étiquette identifie la grandeur. LETTRES DE PREMIÈRE POSITION (1) LETTRES VARIABLE MESURÉE OU DE COMMANDE MODIFICATION A Analytique (3) B Brûleur C Choix de l’utilisateur (4) D Choix de l’utilisateur (4) E Tension électrique F Débit (flow) Rapport (fraction) (6) G Choix de l’utilisateur (4) H Manuelle (hand) I Intensité de courant électrique J Énergie Scrutation (9) K Temps ou chrono Vitesse de variation (6) L Niveau (level) M Choix de l’utilisateur (4) Momentané (6) N Choix de l’utilisateur (4) O Choix de l’utilisateur (4) P Pression ou dépression Q Quantité Intégration Totalisation (6) R Radiation S Vitesse (speed) fréquence Sécurité (10) T Température (temperature) U Multivariable (7) V Vibration, analyse mécanique W Poids (weight) Force X Non classé (5) Axe des X Laboratoire n°2 première partie Instrumentation industrielle École de technologie supérieure page 6 Y État ou présence, événement (14) Axe des Y Z Position, dimension Axe des Z Autres lettres Les autres lettres qui suivent désignent des fonctions. LETTRES DE POSITIONS SUIVANTES (2) LETTRES FONCTION PASSIVE OU INDICATION FONCTION DE SORTIE MODIFICATION A Alarme B Choix de l’utilisateur (4) Choix de l’utilisateur (4) Choix de l’utilisateur (4) C Régulation (control) D E Capteur, élément primaire F G Verre (glass) H Haut (9) I Indicateur J K Station de contrôle (13) L Lumière (11) Bas (9) M Intermédiaire, au milieu (9) N Choix de l’utilisateur (4) Choix de l’utilisateur (4) Choix de l’utilisateur (4) O Orifice restriction P Point de test Q R Enregistreur (recorder) (12) S Contacteur, relais (switch) T Transmetteur U Multifonctions (8) Multifonction (8) Multifonction (8) V Vanne, volet, registre (valve) W Puits (wells) X Non classé (5) Non classé (5) Non classé (5) Y Relais convertisseur (14) Z Élément final non classé, actionneur, commande Dans les tableaux précédents les chiffres entre parenthèses font référence aux explications qui suivent. 1. La première lettre désigne la variable mesurée ou la commande ; ainsi un transmetteur de pression est représenté par PT ; notons que la première doit désigner la variable qu’on veut déterminer et non pas la grandeur mesurée ; c’est ainsi que le capteur qui mesure la pression différentielle PD pour en déduire le débit est symbolisé par FE (élément primaire de débit) et non par PDE. Après la lettre désignant une variable, on peut rencontrer des lettres modificatrices qui changent la signification de la lettre qui précède ; l’ensemble de ces deux lettres est alors Laboratoire n°2 première partie Instrumentation industrielle École de technologie supérieure page 7 considéré comme une nouvelle variable appartenant à la première position ; PD, par exemple, est une pression différentielle. 2. Les lettres qui suivent la lettre de la première position, modifiée ou non, désignent des fonctions d’affichage ainsi que des fonctions passives ou des fonctions à signal de sortie. Ainsi les séquences suivantes désignent ; FT : un transmetteur (T) de débit (F) (flow) ; TT : un transmetteur de température ; FQT : un transmetteur de débit totalisé ; FIT : un transmetteur – indicateur de débit ; FIR : un enregistreur – indicateur de débit ; TDRC : un régulateur – enregistreur de température différentielle ; FIC : un régulateur – indicateur de débit ; FCV : une vanne de régulation de débit. Notons que la lettre modificatrice C précède la lettre V de la vanne et celle-ci devient donc la vanne de commande ou de régulation. EN RÉSUMÉ D’une façon générale, la première lettre est donc toujours la variable concernée et les uploads/Industriel/ 1056-schema-ti-pdf.pdf