A Fig. 3.16 dá símbolos e funções de funções lógicas básicas. Aqui estão mais algumas recomendações úteis para um bom projeto.
Geral
Não usar palavras quando símbolos e identificadores estiverem disponíveis. Quando usar palavras, fazê-lo do modo mais conciso possível. Mesmo quando o número de tag não for disponível, a parte do identificador deve ser usada para evitar uma descrição narrativa.
Fig. 3.23. Diagrama lógico típico
Função entrada
Se as linhas lógicas forem diretamente a uma saída chamada de Partida da Esteira, então as palavras devem ser omitidas, especialmente se HS é substituída por HMS (chave manual momentânea ou botoeira). Se não, então as palavras Partida da Esteira (uma sobre a outra) economizam espaço horizontal e, junto com HMS, contem toda a informação necessária sem redundância.
Função saída
Quando houver uma escolha entre palavras e símbolos, escolher símbolos ou uma combinação de símbolos com um breve estado da saída. Há um impacto muito maior no reconhecimento de paradigmas quando se escolhe esta alternativa
A primeira letra (H) deve ser usada somente se há uma ligação direta com uma chave manual. Se não, é
recomendável tratar a lógica como um sistema e usar Y para evento ou K para
tempo, dependendo se a lógica é orientada para evento ou para tempo. Nestes casos, todas as saídas devem ter o mesmo número de malha e sufixos diferentes. Função AND
As palavras nas entradas e saída simplesmente ajudam a ligar o símbolo à definição. Lógica é a arte de fazer
identificações não contraditórias, não importa se com tanques, válvulas ou bombas.
As duas entradas projetam mais informação de modo mais específico se forem usados balões com os
identificadores funcionais LSH e ZSH. Quando for necessário identificar equipamentos (tanques, válvulas ou bombas), deve se usar os identificadores T-1, HV-2 e P-3, se existirem. Se não, deve-se usar palavras especificas, tais como tanque de mistura, bomba de sucção de óleo, válvula da descarga do
compressor.
A saída é também não específica. Quando se sabe que um relé específico é atuado para partir a bomba, então um balão com o tag número do relé deve ser usado, p. ex., YY6.
Função OR
Muitas pessoas se sentem
desconfortáveis se uma saída positiva tem de ocorrer para desligar uma máquina. Na ausência de um comando positivo, o conceito de falha segura requer que a máquina pare. A saída é invertida usando uma porta NOT e as palavras Permissão Operação Compressor em vez de Parar Compressor.
Função OR Qualificado
O OR qualificado não é muito necessário, mas é requerido quando se necessita de lógica complicada. A mesmas sugestões feitas acima com relação à identificação de equipamentos de entrada e saída são aplicadas. Também deve ser sentido o mesmo modo de falha segura. Se uma reação exotérmica ocorre,
perdendo-se o controle (sistema run away), é melhor mostrar uma lógica positiva para manter a reação ocorrendo. A falha da lógica deve parar a reação.
Função Memória
A combinação do simbolismo e
identificação da norma ANSI ISA S5.1 com os identificadores específicos do
equipamento permitem um resultado conciso. A aplicação de uma situação real de processo exemplifica o princípio que não se deve se tornar muito abstrato para se perder o senso da realidade.
Considerações acerca de modos de falha do vent do tanque e da permissão de partida da bomba requerem que o vent falhe e a permissão também falhe.
Originalmente, a norma fala das opções relacionadas com perda, manutenção e independência da perda da alimentação principal. Atualmente estes conceitos são facilmente implementados com as novas tecnologias eletrônicas que permitem memória permanente na ausência da alimentação.
Quando se analisa a segura de um sistema e os modos de falha, deve se tomar todo o panorama e não se restringir apenas à lógica. A potência pode falhar em qualquer ponto – entrada, saída, motor, pneumática, elétrica – e cada uma delas deve ser considerada.
Elementos temporizados
A norma ANSI ISA S5.2 apresenta os elementos de tempo, que são basicamente três:
1. Inicialização atrasada da saída (DI) 2. Terminação atrasada da saída (DT) 3. Saída pulsada (PO)
Função Símbolo Exemplo
(1) Entrada A posição partida de uma chave manual HS-1 é atuada para fornecer uma entrada para ligar uma esteira.
(2) Saída Uma saída de seqüência lógica comanda a válvula HV-2 para abrir
(3) AND A saída lógica D existe se e somente todas as entradas lógicas A, B e C existirem
Operar bomba se
1. nível do tanque estiver alto e 2. válvula de descarga aberta
(4) OR Saída lógica D existe se e somente se uma ou mais das entradas lógicas A, B e C existir
Não permitir operação do compressor se
1. pressão água resfriamento for baixa 2. temperatura do mancal for alta
Fig. 3.24. Símbolos lógicos ISA
Instrução da entrada
Número do instrumento ou do equipamento de
inicialização, se conhecido Partir esteira HS 1 Abrir Válvula HV 2 D C B A A C B A D OR Partir bomba P-5 Nível alto T- A Instrução da saída
Número do Instrumento ou do equipamento operado, se conhecido LSH 5 ZSH 4 HV-7 aberta Permissão C7 operar Pressão baixa água OR PSL 14 TSH 17 Temp. alta
Função Símbolo Exemplo (5)
OR
Qualificado
* Detalhes internos representam quantidades numéricas (ver abaixo)
Saída lógica D existe se e somente se um número
especificado de entradas lógicas A, B e C existirem.
Os seguintes símbolos matemáticos podem ser usados, quando apropriado:
a. = igual a b. ≠ não igual a c. < menor que d. > maior que e < não menor que f > não maior que
g
≤
menor ou igual a (como f) h≥
maior ou igual a (como e)Exemplo 1
Operar misturador se duas e somente duas caixas estiverem em serviço
Exemplo 2
Parar reator se pelo menos dois dispositivos de segurança solicitarem a parada
Exemplo 3
Fazer alimentação se, no mínimo um e não mais que 2 moedores estiver em serviço.
Fig. 3.25. Símbolos lógicos ISA (continuação)
Caixa 2 em serviço Caixa 3 em serviço Caixa 4 em serviço Operar Misturador Caixa 1 em serviço =2 C B A D * Dispositivo 2 atuado Dispositivo 3 atuado Dispositivo 1 atuado Parar Reação <2 Dispositivo 4 atuado Dispositivo 5 atuado Moinho 3 em serviço Moinho 1 em serviço Operar Alimentador ≥1 Moinho 2 em serviço
Função Símbolo Exemplo (6)
NOT
Saída lógica B existe se e somente se a entrada A não existir.
Fechar válvula HV-7 quando nível do tanque T-3 não estiver alto e a bomba P-4 não estiver operando
Alternativa de lógica
Fig. 3.26. Símbolos lógicos ISA (continuação)
Nota Tabela verdade para mostrar equivalência
Entradas Saída Caso 1 Caso 2 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1
Uma lógica 1 implica a existência de uma entrada ou saída e uma lógica 0 é a ausência de um sinal.
Função NOT
A função NOT mostra a equivalência entre uma porta AND com portas NOT em suas entradas e uma porta OR com um único NOT em sua saída.
B A B Nível T-3 alto Fechar válvula LSH 12 P-3 operando YSH 1 A HV 7 Nível T-3 alto Fechar válvula LSH 12 P-3 operando YSH 1 OR HV 7 HV 7 YSH 7 LSH 7
Função Símbolo Exemplo (7)
Memória (Flip flop)
*A saída D não precisa ser mostrada, quando não usada
Opção de superposição de entrada
Se as entradas A e B existirem simultaneamente e se é desejado ter A anulando B, então S deve ser envolvida em um circulo S .Se B é para anular A, então R deve ser envolvido por um circulo.
Note que a entrada B anula entrada A
S representa set da memória R representa reset da memória A saída lógica C existe tão logo exista a entrada A. C contínua a existir, independente do estado subsequente de A, até ser resetada pela entrada lógica B. C permanece terminado, independente do estado subsequente de B, até que a lógica seja resetada por A.
A saída lógica D, se usada, existe quando C não existe e D não existe quando C existe.
Exemplo
Se pressão do tanque T-16 fica alta, abrir o tanque PV-38 para a atmosfera (vent) e continuar ventando
independente da pressão, até que a válvula seja fechada por HS-3, desde que a pressão não seja alta. Quando o vent for desligado, a bomba P-7 deve ser ligada.
Fig. 3.30. Símbolos lógicos ISA de memória
Tabela verdade mostrando a necessidade de override: Entradas Saídas A B C D 1 1 * * 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 ** ** 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 ** ** * Indefinido
** Determinado pelo último sinal de entrada D* C B A S R D C C B A S R Partir P-7 S R Abrir válvula PV 38 Reset sistema Pressão alta T-16 PSH 38 HS 3
Símbolo Definição Exemplo A saída lógica B existe
com uma relação de tempo para a entrada lógica A. Esta relação de tempo pode assumir várias lógicas.
Inicialização atrasada da saída (Delay Iniciation)
A existência contínua da entrada lógica A durante o tempo t faz a saída B existir quando t expira. B termina quando A termina
Se a temperatura do reator exceder um determinado valor,
continuamente durante 10 segundos, bloquear a vazão do catalisador. Recomeçar a vazão, quando a
temperatura não exceder este valor.
Terminação atrasada da saída (Delay Termination )
A existência contínua da entrada lógica A faz a saída B existir
imediatamente. B termina quando A terminar e não tem ainda existido durante um tempo t.
Se a pressão do sistema cai abaixo de um limite de baixa, operar o compressor ainda. Parar o compressor quando a pressão ficar abaixo do limite continuamente por 1 minuto. Saída de pulso A existência da entrada lógica A, independe de seu estado subseqüente, faz a saída B existir imediatamente. B existe durante um tempo t e depois termina.
Se a purga do vaso falha por um período de tempo, operar a bomba de vácuo por 3 minutos e depois parar a bomba.
Fig. 3.27. Símbolos lógicos ISA temporizados
B A * B t B A DI B t B A D B T
Pressão baixa Operar compressor DT
60 s
B A PO B
t
Purga falha Operar bomba vácuo PO 3 min Temperatura alta reator Bloquear vazão do catalisador DI 10 s